用单摆测量重力加速度试验报告.docx

单摆法测重力加速度
一、实验简介
单摆实验是个经典实验，许多著名的物理学家都对单摆实验进行过细致的研 究。本实验的目的是进行简单设计性实验基本方法的训练，根据已知条件和测量精 度的要求，学会应用误差均分原则选用适当的仪器和测量方法，学习单摆法测重力加速度
一、实验简介
单摆实验是个经典实验，许多著名的物理学家都对单摆实验进行过细致的研 究。本实验的目的是进行简单设计性实验基本方法的训练，根据已知条件和测量精 度的要求，学会应用误差均分原则选用适当的仪器和测量方法，学习累积放大法的 原理和应用，分析基本误差的来源，提出进行修正和估算的方法。
二、实验原理
1、单摆的一级近似的周期公式为
由此通过测量周期T,摆长l求重力加速度。
2、不确定度均分原理
在间接测量中，每个独立测量的量的不确定度都会对最终结果的不确定度有贡 献。如果已知各测量之间的函数关系，可写出不确定度传递公式，并按均分原理， 将测量结果的总不确定度均匀分配到各个分量中，由此分析各物理量的测量方法和 使用的仪器，指导实验。一般而言，这样做比较经济合理。对测量结果影响较大 的物理量，应采用精度较高的仪器，而对测量结果影响不大的物理量，就不必追 求高精度仪器。
三、实验内容
1、用误差均分原理设计一单摆装置，测量重力加速度g.
设计要求：
(1)根据误差均分原理，自行设计试验方案，合理选择测量仪器和方法.
(2)写出详细的推导过程，试验步骤.
(3)用自制的单摆装置测量重力加速度g,测量精度要求△ g/g < 1%.
可提供的器材及参数：
游标卡尺，米尺，千分尺，电子秒表，支架，细线(尼龙线)，钢球，摆幅测量标尺 (提供硬白纸板自制),天平(公用).
假设才i长l=;摆球直径 ;摆动周期 T= ;
米尺精度4 米=;卡尺精度4 卡=;千分尺精度△ 千~ ;秒表精度△秒=;根据统计分析，实验人员开或停秒表反应时 ,所以实验人员开，停秒表总的反应时间近似为△人=.
2、对重力加速度g的测量结果进行误差分析和数据处理，检验实验结果是否达 到设计要求.
3、自拟实验步骤研究单摆周期与摆长，摆角,悬线的质量和弹性系数,空气阻力等 因素的关系，试分析各项误差的大小.
4、自拟试验步骤用单摆实验验证机械能守恒定律 .
四、实验仪器
单摆仪
实际照片和仿真图片的显示
操作提示:
.拖动摆球让摆球摆动
.用鼠标左键或者右键点击摆线末端的旋钮来增大或者减小摆线长 游标卡尺 实际照片和仿真图片的显示
操作提示:
.可以拖动副尺部分，改变测量卡口张开的大小
.可以用鼠标左键或者右键点击锁定旋钮，来锁住或者解锁副尺 螺旋测微器 实际照片和仿真图片的显示
VI
flm mH WWt
操作提示：
鼠标左键或者右键点击转轴可以向上或者向下旋转转轴 鼠标左键或者右键点击锁，可以锁定或者解锁
电子秒表
实际照片和程序中的显示