2022年实验报告利用单摆测当地的重力加速度.doc

试验: 利用单摆测当地重力加速度
⒈试验目:
利用单摆测当地重力加速度
⒉试验原理:
当单摆摆角很小（小于50）时, 可看作简谐运动, 其周期仅决定于摆长和当地重力加速度, 即, 由公式可得, 故只要测定摆长l 和单摆周期T, 即可算出当地重力加速度g。
⒊试验器材:
摆球2个（铁质和铜质并穿有中心孔）、 秒表、 物理支架、 米尺或钢卷尺、 游标卡尺、 细线等。
⒋试验步骤:
⑴做单摆: 如图所表示, 把摆球用细线悬挂在物理支架上, 摆长最好能有1m左右, 这么能够使测量结果正确些。
⑵测摆长: 用毫米刻度尺量出悬线长l＇正确到毫米; 用游标卡尺测量出摆球直径d, 正确到毫米; 则, 即为单摆摆长。
⑶测周期: 将单摆从平衡位置拉开一个角度, 且满足摆角小于10°, 然后释放摆球, 过平衡位置时用秒表开始计时, 测量30～50次全振动时间。计算出平均摆动一次时间, 即为单摆振动周期T。
⑷变摆长: 将单摆摆长变短（或变长）, 反复试验三次, 测出对应摆长l和周期T。
⒌操作注意事项:
⑴细线不可伸缩, 长度约1m。小球应选择密度较大金属球, 直径应较小（最好不超出2㎝）。
⑵单摆上端不要卷在夹子上, 而要用夹子加紧, 以免单摆摆动时摆线滑动或者摆长改变。
⑶最大摆角小于10º, 可用量角器测量, 然后经过振幅来掌握。
⑷摆球摆动时要在同一个竖直平面内。
⑸测量就从球经过平衡位置时开始计时, 因为在此位置摆球速度最大, 易于分辨小球过此位置时刻。
⒍搜集数据:
试验
次数
摆长
l(m)
周期
T(s)
加速度
g(m／s²)
g平均值(m／s²)
g=(g₁﹢g₂﹢g₃)／3
=
1
2
3
⒎数据处理:
平均值法: 每改变一次摆长, 将对应l和T代入公式中求出g值, 最终求出g平均值。
=
⒏误差起源:
⑴本试验系统误差关键起源于单摆模型本身是否符合要求, 即: 悬点是否固定, 球、 线是否符合要求。
⑵本试验偶然误差关键起源于单摆周期测量, 摆线长、 摆球直径测量。