實驗 用單擺測定重力加速度

傳播優(yōu)秀Word版文檔 ，希望對您有幫助，可雙擊去除！實驗 用單擺測定重力加速度 單擺是一個物理模型，理想的單擺擺線的伸縮和質量均忽略不計，擺球較重，且球的直徑比擺線長度小得多。因擺球受到的回復力是F=mgsin，只有當<50時，sin（用弧度制表示)，單擺的振動才可以作為簡諧運動。 1實驗目的 (1)學會用單擺測定當地的重力加速度。 (2)能正確使用秒表。 (3)鞏固和加深對單擺周期公式的理解。 (4)學習用累積法減小相對誤差的方法。 2實驗原理 物理學中的單擺是指在細線的一端系一小球，另一端固定于懸點。若線的伸縮和質量可忽略，小球的直徑遠小于線長，這樣的裝置稱為單擺。 單擺發(fā)生機械振動時，若擺角小于50，這時的振動可以看成是簡諧運動。 由簡諧運動知識可以導出單擺的振動周期： 式中L是擺長，g是當地的重力加速度。將上式變形為 可以看出，只要能測定出單擺的擺長和對應的振動周期，就很容易計算出重力加速度g的數值了。 由于一般單擺的周期都不長，例如擺長1m左右的單擺其周期約為2s。所以依靠人為的秒表計時產生的相對誤差會很大。針對這一問題本實驗采用累積法計時。即不是測定一個周期，而是測定幾十個周期，例如30或50個周期。這樣一來，人用秒表計時過程中產生的誤差與幾十個周期的總時間相比就微乎其微了。這種用累積法減小相對誤差的方法在物理實驗中經常會遇到，希望讀者要認真領會其精神實質，為以后的應用打下基礎。 3實驗器材 長約lm的細絲線一根，球心開有小孔的金屬小球一個，帶有鐵夾的鐵架臺一個，毫米刻度尺一根，秒表一塊，游標卡尺一把。 4實驗步驟及安裝調試 (1)安裝 讓線的一端穿過小球的小孔，然后打一個比小孔大一些的線結，做成單擺。 把線的上端用鐵夾固定在鐵架臺上，把鐵架臺放在實驗桌邊，使鐵夾伸到桌面以外，讓擺球自由下垂，在單擺平衡位置處做上標記，如圖3-12所示。實驗時p上汶個位詈為基礎。 (2)實驗步驟 用米尺測出懸線長度L(準確到毫米)，用游標卡尺測出擺球的直徑d。 將擺球從平衡位置拉開一個很小角度(不超過50)，然后放開擺球，使擺球在豎直平面內擺動。 用秒表測出單擺完成30次或50次全振動的時間(注意記振動次數時，以擺線通過標記為準)。2 / 3 計算出平均完成一次全振動所用的時間，這個時間就是單擺的振動周期。 改變擺長，重做幾次實驗，每次都要記錄擺線長度L，振動次數以和振動總時間t。 (3)實驗記錄 根據單擺的周期公式，計算出每次實驗的重力加速度，求出幾次實驗得到的重力加速度的平均值，即是本地區(qū)的重力加速度的平均值。 將測得的重力加速度數值與當地重力加速度數值加以比較，分析產生誤差的可能原因。 5注意事項 (1)實驗所用的單擺應符合理論要求，即擺線要細且彈性要小，擺球用密度和質量較大的小球，并且要在擺角小于50的情況下進行實驗。 (2)要使單擺在豎直平面內振動，不能使其形成圓錐擺或擺球轉動，方法是擺球拉到一定位置后由靜止釋放。 (3)測量擺長時，不能漏記擺球的半徑。 (4)測單擺周期時，應從擺球通過平衡位置開始記時，并且采用倒數到0開始記時計數的方法，即4，3，2，1，0，在數到“零”的同時按下秒表開始記時計數。 (5)要注意進行多次測量，并取平均值。 溫馨提示：最好仔細閱讀后才下載使用，萬分感謝！