實(shí)驗(yàn)三用單擺測(cè)定重力加速度

黃岡中學(xué)網(wǎng)校達(dá)州分校 物 理 與 生 活如圖986所示、單擺的周期公式思考討論我們?nèi)绾斡脝螖[測(cè)重力加速度? glT 2 黃岡中學(xué)網(wǎng)校達(dá)州分校 知 識(shí) 詳 解 知識(shí)點(diǎn)用單擺測(cè)定重力加速度 1實(shí)驗(yàn)?zāi)康?掌握用單擺測(cè)定重力加速度的方法 2實(shí)驗(yàn)原理單擺在偏角很小(小于10)時(shí)，振動(dòng)周期跟偏角的大小(振幅)無關(guān)，和擺球的質(zhì)量無關(guān)由周期公式 ，得 因此，測(cè)出擺長(zhǎng)l和振動(dòng)周期T就可以計(jì)算出當(dāng)?shù)氐闹亓铀購Ug的值 glT 2 2 24 .lg T 黃岡中學(xué)網(wǎng)校達(dá)州分校 3實(shí)驗(yàn)器材 長(zhǎng)約l m的細(xì)線、較重的帶孔小球、帶有鐵夾的鐵架臺(tái)一個(gè)、毫米刻度的米尺一根、停(秒)表一只、游標(biāo)卡尺 4實(shí)驗(yàn)步驟 (1)讓線的一端穿過小球的小孔，然后打一個(gè)比小孔稍大的結(jié)，做成單擺 (2)把線的上端用鐵夾固定在鐵架臺(tái)上，把鐵架臺(tái)放在實(shí)驗(yàn)桌旁，使鐵夾仲到實(shí)驗(yàn)桌外，讓擺球自然下垂 (3)用米尺量出懸線的長(zhǎng)l(精確到毫米)，用游標(biāo)卡尺測(cè)出小球的直徑d(精確到毫米)，則擺長(zhǎng)l= l+d/2(精確到毫米) 黃岡中學(xué)網(wǎng)校達(dá)州分校 (4)把單擺從平衡位置拉開一個(gè)很小角度(不超過10)，然后放開小球讓它擺動(dòng)，用停表測(cè)出單擺做3050次全振動(dòng)所用的時(shí)間，計(jì)算出平均一次全振動(dòng)的時(shí)間，這個(gè)時(shí)間就是單擺的振動(dòng)周期T (5)根據(jù) 算出重力加速度 (6)變更擺長(zhǎng)，重做幾次實(shí)驗(yàn)，算出每次實(shí)驗(yàn)得到的重力加速度，并求出幾次實(shí)驗(yàn)得到的重力加速度的平均值，這就是我們測(cè)出的本地區(qū)的重力加速度 可以把所測(cè)得的數(shù)據(jù)填入下面表格 224 Tlg 黃岡中學(xué)網(wǎng)校達(dá)州分校(7)把測(cè)得的重力加速度與我們所查得的本地重力加速度值進(jìn)行比較，分析產(chǎn)生誤差的可能原因 黃岡中學(xué)網(wǎng)校達(dá)州分校 5注意事項(xiàng) (1)實(shí)驗(yàn)使用的單擺要求線要細(xì)、輕，且彈性小球要小、重，選用密度較大的小球，擺角要小于10 (2)擺線的懸點(diǎn)要固定，不能在擺動(dòng)時(shí)出現(xiàn)晃動(dòng)現(xiàn)象 (3)要使單擺在豎直平面內(nèi)擺動(dòng)，不能使其成為圓錐擺 (4)測(cè)擺線長(zhǎng)度時(shí)必須使上端點(diǎn)固定后再測(cè)懸點(diǎn)到球之間的線長(zhǎng)，不能先測(cè)線長(zhǎng)后固定上端點(diǎn). 黃岡中學(xué)網(wǎng)校達(dá)州分校 (5)測(cè)量周期時(shí)，應(yīng)從擺球經(jīng)平衡位置時(shí)開始按表計(jì)時(shí)，并數(shù)為零以后每次從同一方向通過平衡位置分別數(shù)l，2，3，N，數(shù)N時(shí)同時(shí)按表，表上所記錄的時(shí)間就是N次全振動(dòng)的時(shí)間 以上注意事項(xiàng)不規(guī)范都可能產(chǎn)生誤差 黃岡中學(xué)網(wǎng)校達(dá)州分校 6其他測(cè)重力加速度的方法 (1)滴水法測(cè)重力加速度滴水法測(cè)重力加速度的過程是這樣的：讓水龍頭的水一滴一滴地滴在其正下方的盤子里，調(diào)整盤子的高度，讓前一滴水滴到盤子時(shí)后一滴恰好離開水龍頭，測(cè)出幾滴水落到盤中的總時(shí)間t，用刻度尺量出水龍頭到盤子的高度差h，即可算出重力加速度 黃岡中學(xué)網(wǎng)校達(dá)州分校 這種實(shí)驗(yàn)方法簡(jiǎn)單易行，只是在操作上有些麻煩，比如在處理讓前一滴水滴到盤子時(shí)后一滴恰好離開水龍頭有點(diǎn)難度，僅憑人眼大致判斷由于水滴下落的時(shí)間很短，為減少誤差，可測(cè)幾十滴水的總下落時(shí)間再算一滴水下落的時(shí)間，這也是累積法的運(yùn)用 黃岡中學(xué)網(wǎng)校達(dá)州分校 (2)用驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)裝置測(cè)重力加速度：用 ，為減少誤差，除去前面幾個(gè)點(diǎn)，從后面點(diǎn)跡清楚穩(wěn)定的計(jì)時(shí)點(diǎn)中取兩點(diǎn)，最出下落高度和算出兩點(diǎn)的速度，不必測(cè)質(zhì)量此方法儀器現(xiàn)成，學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)裝置熟悉，原理清楚，主要的實(shí)驗(yàn)誤差也就是紙帶與限位孔間的摩擦造成的，可通過加大重錘的質(zhì)量來減少誤差2 22 11 12 2mv mv mgh