大学物理气垫导轨测重力加速度实验设计性实验.doc

大学物理实验设计性实
 
 
实验报告
 
 
 
单摆法测重力加速度
 
 
 
院系:勘测学院
姓名:李晓霞
班级:勘查0941
学号:01 号
指导教师:刘莹
 

重力加速度是重要的地球物理常数,准确测定它的量值,无论是在科学研究还是在生产实践方面都十分重要。测定重力加速度的方法很多,如单摆法,自由落体仪法等,本实验是用单摆法测定本地的重力加速度的值。
根据小球从不同角度摆下后所用的时间及其所摆的次数可得出其周期,在分别测出摆线的长度及小球的直径可得摆长长度,在由周期公式便可求的其重力加速度。
:《单摆法测重力加速度》。
:二教五楼实验室。
:2009年月号。
:室内-设计性试验。
:老师。

  1、用单摆测量重力加速度;
 2、学习一种验证理论公式的方法;
 3、了解测量中的主要误差来源及减小误差的方法;
 4、作直方图研究偶然误差的特点。
仪器用具及实验装置   
    单摆仪,MUJ-5C计时计数测速仪, 游标卡尺,钢卷尺,单摆小钢球。
实验装置图
:
1)用一不可伸长的轻线悬挂一小球,作摆角很小的摆动就构成一个单摆。设小球的质量为 m ,其质心到摆的支o的距离即摆长为l 。作用在小球上的切向力的大小为,它总指向平衡点 o。
当角很小时,则,切向力的大小为, 按牛顿第二定律,质点的运动方程为
这是一简谐运动方程,可知该简谐振动角频率的平方等于,由此得出
 
 

2)利用MUJ-5C测量100个周期所用的时间,在单摆从第一次计数开始到第一百个周期结束,所用时间为T。
3)用卡尺测量小球直径,测量6次

MUJ-5C计时计数测速仪
:

(1)用米尺测量摆线的长度;
(2)用游标卡尺沿着摆线的方向测量单摆小球的直径,算出小球的半径;则该单摆摆长为
(3)测量其在, 的情况下连续摆动n=100次的时间,代入公式中求出g值。用MUJ-5C测量时间T。周期
(4)利用不确定度传递公式计算出g的不确定度。
(5)适当选取 l 和100之值,%。

按单摆理论,单摆摆线的质量应很小,这是指摆线质量应远小于摆锤的质量。%,这对测g的影响很小,所以这种影响在此实验的条件下是感受不到的。为了能感受到摆线的质量对单摆周期的影响,要使用粗的摆线来进行测量,使每米长摆线的质量达到摆锤的质量的1/30左右!实验中更换摆锤和摆线,使摆线的质量达到摆锤质量的,重复实验步骤1测量,并与第一次测量结果进行比较。
:
1)小球直径的测量
测量次数
1
2
3
4
5
6
d(mm)






2)摆长的测量
测量摆线支点与摆球质心之间的距离为L,由于摆球质心位置难测,可以用米尺测得摆线的长为L1,在用千分尺测得摆球的直径为d,则摆长为L=L1+d/2.
3)用MUJ-5