实验-用单摆测定重力加速度.docx

用单摆测定重力加速度
实验目的：学会用单摆测定当地重力加速度，正确熟练使用秒表。
实验器材:①球心开有小孔的小金属球②长度大于1米的细尼龙线③铁夹④铁架台⑤游标卡
尺⑥米尺⑦秒表
4 21
图1
实验原理：根据单摆周期公式T=2用单摆测定重力加速度
实验目的：学会用单摆测定当地重力加速度，正确熟练使用秒表。
实验器材:①球心开有小孔的小金属球②长度大于1米的细尼龙线③铁夹④铁架台⑤游标卡
尺⑥米尺⑦秒表
4 21
图1
实验原理：根据单摆周期公式T=2n J/g，得：g二^―。据此，只要测得摆长和周期T T 2
即可算出当地的重力加速度g。
实验步骤
1、 用细线拴好小球，悬挂在铁架台上，使摆线自由下垂，如图1。
注意：线要细且不易伸长，球要用密度大且直径小的金属球，以减小空气阻力影响。
摆线上端的悬点要固定不变，以防摆长改变。
2、 用米尺和游标卡尺测出单摆摆长。
注意：摆长应为悬点到球心的距离，即l=L+D/2；其中L为悬点到球面的摆线长，D为球 的直径。
3、用秒表测出摆球摆动30次的时间t，算出周期T。
注意：为减小记时误差，采用倒数计数法，即当摆球经过平衡位置时开始计数，“3, 2, 1，0，1，2, 3……”数“0”时开始计时，数到“60”停止计时，则摆球全振动30次，T=t/30。
计时从平衡位置开始是因为此处摆球的速度最大，人在判定它经过此位置的时刻，产生 的计时误差较小。
为减小系统误差，摆角a应不大于10°，这可以用量角器粗测。
4、重复上述步骤，将每次对应的摆长1、周期T填于表中，按公式T=2n 皿算出每 次g，然后求平均值。
［实验记录］
物理量
次
摆长1
（米）
振动次
数n
（次）
N次历
时t
（秒）
周期T
（秒）
g=4n 21
/T（米 /
秒2）
g （米/
秒2）
当地g
1
2
3
注意：（1）为减小计算误差，不应先算T的平均值再求g,而应先求出每次的g值再 平均。
（2）实验过程中：
易混淆的是：摆通过平衡位置的次数与全振动的次数。
易错的是：图象法求g值，g7k而是g=4n 2/k； T=t/n和T=t/ （n-1）也经常错用，
（前者是摆经平衡位置数“0”开始计时，后者是数“1”开始计时）。
易忘的是：漏加或多加小球半径，悬点未固定；忘了多测几次，g取平均值。
实验结论
从表中计算的g看，与查得的当地标准g值近似相等，其有效数字至少3位。
实验变通
变通（1）:变器材，用教学楼阳台代替铁架台，用数米长的尼龙细线拴好的小挂锁代 可
替摆球，用米尺只测量摆线的一段长度，用秒表测量周期T仍能测量当地重力加速度，其简
要方法如下：如下图所示，设阳台上的悬点为0,挂锁的重心为o’在摆长上离挂锁附近作 ，M
一红色标记M，用米尺量OM=L1，而MO'=L2,不必测量，则：
Ti2=4n 2 （L1+L2）/g……①在悬点处放松（或收起）一段线，再量0M=L2，MO’=L°不变， 则 T2=4n 2 （L2+L0）/g……②
由①②式得：g=4n 2 （L2+L1）/ （T12-T22）（其中二、二测量方法同