2、自由落体运动的规律.doc

江西渝州科技职业学院大学物理实验报告预习分课堂分报告分总成绩实验名称： 自由落体法测重力加速度姓名： 刘阳 学号：0612102468 时间代码： 110256 实验序号：01 院系： 一年级工作部学生三部 专业：大理 06级 .班： 70 教师签名：袁文峰 仪器与用具：QDZJ-2型自由落体仪、SSM-5C计时-计数-计频仪、导线等 实验目的 ：1. 学会运用自由落体仪和计时仪2. 测量当地的重力加速度，掌握自由落体的运动规律 3. 学会用逐差法处理实验数据实验报告内容（原理预习、操作步骤、数据处理、误差分析、思考题解答）【实验原理】自由落体的重力加速度由重力产生，称为重力加速度，根本原因由万有引力产生，它与质量成正比，与距离的平方成反比。它是一个重要的地球物理常数地球上各点的加速度数值，随该地的纬度、海拔高度及该地区地质构造的不同而不同因而测量重力加速度对于地质勘探等具有很重要的意义值偏大的地方则可能埋藏着重矿物，反之值偏小的地方则可能埋藏着盐类和石油 自由落体仪主要由立柱、吸球器和光电门组成如图1-1所示立柱固定在三脚底座上，上端有一个吸球器，立柱上有米尺两个光电门可以沿立柱上下移动当用手挤压吸球器内的空气后，其内部压强将小于外部空气的一大气压强，因而大气把钢球托在吸球器口上又由于钢球与吸球器边缘有缝隙，空气可进入吸球器，慢慢使其内部也等于一个大气压强时，钢球将自动脱落，作自由落体运动立柱上的光电门与计时仪联接光电门由一个小的聚光灯泡和一个光敏管组成，聚光灯泡对准光敏管，光敏管前面有一个小孔可以接收光的照射光敏门与计时仪是按以下方式联接的即当两个光电门的任一个被挡住时，计时仪开始计时；当两个光电门中任一个被再次挡光时，计时终止计时仪显示的是两次挡光之间的时间间隔实验原理，小球从A点沿竖直方向自由下落将两个光电门分别放在B、C处，记下B C之间的距离和小球经过B 、C两点的时间间隔，有 （1-1） 要采用逐差法处理实验数据，必须使小球相邻两次的下落时间差相等，具体到本实验，就是小球下落时，下落时间必须按照t,2t,3t,4t,5t,6t,7t,8t变化。1三角座 2接球网 3光电门 4带有标尺的金属管 5光电门6钢球 7吸球器架 8紧固螺丝 9四芯插座 10稳定器 11调节螺丝图11 自由落体测定仪【实验步骤】 1打开计时仪的电源开关，四芯线两端分别接光电门和计时仪的光电插孔，注意四芯线插头和插孔的一一对应，不要插错方位2将功能指示选在“计时”位置处，计时仪左下角的次数选择拨到2.对光电门遮光时其数字显示正常，并能复位为零3调整自由落体仪支柱铅直，使摆球的悬线影正对光敏管位置,否则应调节底座上的三个螺丝 4. 将上端电门放在10cm处，使两光电门之间的距离为5cm，记录下小球通过此距离的时间 ，时间显示时ms指示灯亮,说明记录的是毫秒,换算成秒作单位.测量5次；然后取时间的平均值，计为t，然后测量2t,3t,4t,5t,6t,7t,8t对应的高差，由于计时仪精确到0.001ms,在自由落体仪的米尺上难以找到某一刻线值与此对应，故在时间it的两侧找到对应的高差hi,然后取平均值作为该时间对应的高差。 5. 按要求计算出g的值及相对误差【数据处理】表2-1 光电法测g数据表T1T2T3T4T5平均值36.525ms36.902ms36.305ms37.101ms37.748ms 37.228mst2t3t4t5t6t7t8t时间t/s0.0372280.074456.0.1116840.1489120.186140.2233680.2605960.297824高度差hi/m0.050.11410.19220.28410.38820.50610.63810.78410.050.11470.19280.28330.38880.50690.63870.7848平均高差m0.050.11440.19250.28370.38850.50650.63840.78445 第一次逐差：h51=h5-h1=0.3885-0.05=0.3385(m) h62=h6-h2=0.5065-0.1144=0.3921(m)h73=h7-h3=0.6384-0.1925=0.4459(m) h84=h8-h4=0.78445-0.2837=0.50075(m) 爹二次逐差： h71=h73-h51=0.4459-0.3385=0.1074(m) h82=h84-h62=0.50075-0.3921=0.10865(m) g1=h71/8t2=0.1074/8*0.0372282=9.68668（m/s2） g2=h82/8t2=0.10865/8*0.0372282=9.79942(m/s2) g=1/2*(g1+g2)=1/2*（9.68668+9.79942）=9.74305(m/s2) g=9.74305-9.79878 = - 0.05573（m/s2）E=g/g标*100= - 0.05573/9.79878*100= - 0.57100【思考题】1.实验中，为什么只改变光电门2的位置，而不改变光电门1的位置？答：改变光电门2的位置，是为了改变高差。改变光电门1的位置，是为了使小球在通过光电门1时，获得相同的初速度。2.实验中，小球下落时，计时器不停止计时的原因是什么？答：在仪器完好的情况下，计时器不停止计时，说明小球在通过光电门2时，没有挡住光束，此时应调整底座，改变小球下落的路径。3.如何册小球下落时某处的瞬时速度？答：首先确定小球通过光电门1时获得的初速度V0，然后将光电门2移至某处，测出小球通过光电门1、光电门2的高差所用的时间，根据Vx=V0+gt算得。【笔试测评题】 1. 立柱不铅直对实验有没有影响？你可否用