2022年”单摆测量重力加速度“仿真实验报告.doc

“单摆测量重力加速度”仿真试验汇报
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一、 试验介绍
单摆试验是个经典试验, 很多著名物理学家都对单摆试验进行过细致研究。本试验目是进行简单设计性试验基础方法训练, 依据已知条件和测量精度要求, 学会应用误差均分标准选择合适仪器和测量方法, 学习累积放大法原理和应用, 分析基础误差起源, 提出进行修正和估算方法。
二、 试验原理

进而能够推出:
由此经过测量周期T,摆长l求重力加速度.

在间接测量中, 每个独立测量量不确定度都会对最终止果不确定度有贡献。假如已知各测量之间函数关系, 可写出不确定度传输公式, 并按均分原理, 将测量结果总不确定度均匀分配到各个分量中, 由此分析各物理量测量方法和使用仪器, 指导试验。通常而言, 这么做比较经济合理。对测量结果影响较大物理量, 应采取精度较高仪器, 而对测量结果影响不大物理量, 就无须追求高精度仪器。
三、 试验仪器
单摆仪
实际照片和程序中显示
游标卡尺
实际照片和程序中显示

螺旋测微器
实际照片和程序中显示

电子秒表
实际照片和程序中显示

米尺
实际照片和程序中显示

四、 试验内容
,测量重力加速度g.
设计要求:
(1)依据误差均分原理,自行设计试验方案,合理选择测量仪器和方法.
(2)写出具体推导过程,试验步骤.
(3)用自制单摆装置测量重力加速度g.
1. 用米尺测量摆线长度+小球直径;
2. 用游标卡尺测量小球直径;
3. 把摆线偏移中心不超出5度, 释放单摆, 开始计时, 单摆摆过50个周期后停止计时, 统计所用时间;
g=4π2LT2 =
,检验试验结果是否达成设计要求.
查资料可知, m/s2
则相对误差是E=△g/g=%, 符合试验要求。
误差分析:
1>误差:
在本试验中影响误差原因比较多, 其中包含了: 测量人员主观原因, 如测量
单摆周期时反应时间, 在测量摆线长度时对于最终一位数字估度等; 在环境方面, 温度, 湿度, 空气阻力改变都会给试验结果带来误差。而在这些原因中, 较为显著即是人主观原因影响, 所以, 为了减小试验误差, 应该尽可能多测量试验数据, 利用求平均值法能够减小试验误差。
:
周期公式T=2πLg实际上是一个近似公式, 它成立是有条件。查阅文件可知在考虑摆角, 悬线质量, 小球质量分布, 空气浮力, 空气阻力, 仪器误差时修正公式为:
,摆角,悬线质量和弹性系数,空气阻力等原因关系,试分析各项误差大小.
1> 摆角q影响:
在试验中, 通常要求摆角要小于5°, 因为在推导周期公式时候利用了近似处理: sin（q）≈ta