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实验三用单摆测定重力加速度
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实验三用单摆测定重力加速度
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教材解读
物理与生活
如图9—86所示、单摆的周期公式
思考讨论 我们如何用单摆测重力加速度?
知识详解
知识点 用单摆测定重力加速度
1．实验目的
掌握用单摆测定重力加速度的方法．
2．实验原理
单摆在偏角很小(小于10°)时，振动周期跟偏角的大小(振幅)无关，和摆球的质量无关．
由周期公式 ，得 因此，测出摆长l和振动周期T就可以计算出当地的重力加速废g的值．
3．实验器材
长约l m的细线、较重的带孔小球、带有铁夹的铁架台一个、毫米刻度的米尺一根、停(秒)表一只、游标卡尺．
4．实验步骤
(1)让线的一端穿过小球的小孔，然后打一个比小孔稍大的结，做成单摆．
(2)把线的上端用铁夹固定在铁架台上，把铁架台放在实验桌旁，使铁夹仲到实验桌外，让摆球自然下垂．
(3)用米尺量出悬线的长l'(精确到毫米)，用游标卡尺测出小球的直径d(精确到毫米)，则摆长l= l'+d/2(精确到毫米)．
(4)把单摆从平衡位置拉开一个很小角度(不超过10°)，然后放开小球让它摆动，用停表测出单摆做30～50次全振动所用的时间，计算出平均一次全振动的时间，这个时间就是单摆的振动周期T．
(5)根据 算出重力加速度．
(6)变更摆长，重做几次实验，算出每次实验得到的重力加速度，并求出几次实验得到的重力加速度的平均值，这就是我们测出的本地区的重力加速度．
可以把所测得的数据填入下面表格．
(7)把测得的重力加速度与我们所查得的本地重力加速度值进行比较，分析产生误差的可能原因．
5．注意事项
(1)实验使用的单摆要求线要细、轻，且弹性小．球要小、重，选用密度较大的小球，摆角要小于10°．
(2)摆线的悬点要固定，不能在摆动时出现晃动现象．
(3)要使单摆在竖直平面内摆动，不能使其成为圆锥摆．
(4)测摆线长度时必须使上端点固定后再测悬点到球之间的线长，不能先测线长后固定上端点.
(5)测量周期时，应从摆球经平衡位置时开始按表计时，并数为零．以后每次从同一方向通过平衡位置分别数l，2，3，…，N，数N时同时按表，表上所记录的时间就是N次全振动的时间．
以上注意事项不规范都可能产生误差．