物理设计性实验报告(单摆测重力加速度试验).docx

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单摆实验测重力加速度
实验目的
1. 用单摆测量当地的重力加速度
2. 研究单摆振动的周: .
单摆实验测重力加速度
实验目的
1. 用单摆测量当地的重力加速度
2. 研究单摆振动的周期。
实验仪器
单摆，米尺，停表（或数字毫秒计，），游标卡尺，重锤。
实验原理
单摆是用重量可忽视的细线吊起一质量为m的小重锤，使其左右摆动，当摆角为B时，重锤所受合外力大小f=-mgsinB（图1）,其中g为当地的重力加速度，这时锤的线加速度为-gsinB。设单摆长为L,则摆的角加速度a=-gsinB/L。当摆角甚小时（小于5°）,可认为，这时gsinB=B，即振动的角加速度和角位移成比例，式中的负号表示角加速度和角位移的方向总是相反。此时单摆的振动是简谐振动。从理论分析得知，其振动周期T和上述比例系数的关系是T=—，所以T=2兀胆式中L为单摆摆长，是摆锤重心到悬点的a\g距离，g为当地的重力加速度。将测出的摆长L和对应和周期T代入上式可求出当地的重力加速度之值。又可将此式改写成这表示t2和L之间，具有线性关系，如就各种摆长测出各对应周期，则可从图线的斜率求出g值。
图I内容与要求取摆长约为1m的单摆，用米尺测量摆线长，用游标卡尺测量摆锤的直径，各5次。用米尺测长度时，应注意使米尺和被测摆线平行，并尽量靠近，读数时视线要和尺的方向垂直以防止由于视差产生的误差。
1. 用停表测量单摆连续摆动50个周期的时间，测5次。注意摆角要小于5°。用停表测周期时，应在摆锤通过平衡位置时按停表并数“0”在完成一个周期时为“1”以后继续在每完成一个周期时数2、3、，，最后，在数第50的同时停住停表。
2. 将摆长每次缩短约10cm,测其摆长及其周期，
1. 使用停表前先上紧发条，但不要过紧，以免损坏发条。
2. 按表时不要用力过猛，以防损坏机件。
3. 回表后，如秒表不指零，应记下其数值（零点读数），实验后从测量值中将其减去要特别注意防止摔碰停表，不使用时一定将表放在实验台中央的盒中。
数据处理
表1:（摆长约为100cm）
组数
直径di
摆长
11/cm
50个周期的时间t1/s
1
2
3
4
5
平均值
表2：（摆长约为90cm）
组数
直径d2
摆长
l2/cm
50个周期的时间t2/s
1
2
3
4
5
平均值
表3：（摆长约为80cm）
组数
直径d3
摆长
l3/cm
50个周期的时间t3/s
1