学生实验：用单摆测定重力加速度.ppt

【实验目的】
用单摆测定当地重力加速度
【实验原理】
单摆做简谐运动时,其周期为,故有
, 因此测出单摆的摆长和振动周期T,就可以求出当地的重力加速度g的数值。
【实验器材】
带孔小钢球两个,长约1m的细线,带铁夹的铁架台、停表、游标卡尺、米尺;
秒表的使用及读数
【实验步骤】
①让细线的一端穿过摆球的小孔,然后打一个比小孔大的线结,制成一个单摆.
②线的另一端用铁夹固定在铁架上(图1-5-1),把铁架台放在实验桌边,使铁夹伸到桌面以外,让摆球自由下垂.
③用米尺量出悬线长度l线,用刻度尺测量出摆球的直径d,摆长为l=l线+d/2.
④把单摆从平衡位置拉开一个很小的角度(不超过5°),释放摆球时不要发生旋转,使单摆做简谐运动.
⑤从摆球通过平衡位置开始计时,数出之后摆球通过平衡位置的次数n,用停表记下所用的时间t,则单摆振动的周期T=2t/n。要使摆球在竖直平面内摆动,选用的悬线应细、质量小,且不易伸长.
⑥根据单摆的周期公式,计算出重力加速度.
⑦变更摆长,重做几次实验,计算出每次实验得到的重力加速度.
⑧把测得的数据和计算结果填入表1-5-1中,求出几次实验得到的重力加速度的平均值,即可看做本地区的重力加速度.
⑨可以多做几次实验,由几组l、T值作出T2-l图像,利用图像的斜率,算出重力加速度
1、做单摆:让细线的一端穿过摆球的小孔,然后打一个比孔大的线结,制成一个单摆.
×
【实验步骤】
2、测摆长:
(1)用米尺量出悬线长l线,准确到mm
(2)用游标卡尺测摆球直径d,准确到mm
摆长为l=l线+d/2
L
0
5
10
0
1
【实验步骤】
用停表测量单摆的周期。
3、测周期:
把单摆从平衡位置拉开一个很小角度(<5o)后释放
【实验步骤】
从摆球通过平衡位置开始计时,数出之后摆球通过最低点的次数n,用停表记下所用的时间t,则单摆振动的周期。
3、测周期:
把单摆从平衡位置拉开一个很小角度(<5o)后释放
为了测量周期,摆球到达哪个位置的时刻作为计时开始与停止的时刻比较好?
应以摆球经平衡位置计时开始与停止时刻
【实验步骤】
表1-5-1
【数据处理】
:每改变一次摆长,将相应的l和T代入公式
中求出g值,:
:
由得作出T2-l图像,即以T2为纵轴,,可求出重力加速度
【注意事项】
①选择材料时应选择细轻又不易伸长的线,长度一般在1m左右,小球应选用密度较大的金属球,直径应较小,最好不超过2cm;
②单摆悬线的上端不可随意卷在铁夹的杆上,应夹紧在铁夹中,以免摆动时发生摆线下滑,摆长改变的现象;
③注意摆动时摆角不能过大,控制摆线偏离竖直方向不超过5°;
④摆球摆动时,要使之保持在同一个竖直平面内,不要形成圆锥摆;
⑤测量从球通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的时刻。