单摆的周期实验报告

1、得分教师签名批改日期深圳大学实验报告课程名称：大学物理实验（三）课程编号：实验名称：基础设计性实验2 单摆的运动周期学院：组号 指导教师:报告人:学号;班级：实验地点 实验时间：实验报告提交时间：一、实验设计方案、实验目的测量单摆的周期研究摆线长短、摆线粗细、摆球质量或摆球体积对周期的影响、实验设计1 .由实验原理可知，单摆运动的本质是简谐运动。它的回复力是右重力的分力 提供，一般来说，单摆运动的摆动角度范围是：a 5。测量单摆周期思路：单摆运动的本质是简谐运动，因此它的运动具有周期性，往返时间相同。选择一个线长，摆球质量都一定的摆锤（L=75cm m=15g,测摆锤往返N次的时间T, 则此单

2、摆的周期为：t=T/N.但实验室中的光电门传感器记录的数据是单摆往返一个周期所用的时间，因此可 以利用测量多个周期，求平均周期。单摆的周期。要研究单摆的周期跟某一变量是否有关系，必须使其他变量或因素不变，因此须 采取控制变量法。单摆的周期是否与摆线长度有关？思路：让摆球的质量（m=10g）、体积不变，摆动的幅度不变，摆线的粗细不变，取 3根相同材料、长度不同（L1=47cm, L2=64cm, L3=75cm）的摆线和摆球分别从某一高度 释放，a 5 ,利用传感器和Datastudio获得三次摆动的周期，进行比较。单摆的周期是否与摆球的质量有关？思路：众可能制约因素不变，取摆长相同（l=75c

3、m）、质量不同（m1=5g, m2=10g,m3=15g勺摆球从同一高度释放。利用传感器和 Datastudio获得单摆周期，进行比较。单摆周期是否与摆线粗细有关？思路：众可能制约因素不变，取摆长相同、质量相同、摆线粗细不同（1-6根线）的摆球从同一高度释放，利用传感器和Datastudio获得单摆周期，进行比较选用仪器仪器名称型号主要参数用途750 接口CI7650阻抗1 MQo最大的有效输入电压范围10 V数据采集处理计算机和DataStudioCI6874数据采集平台、数据处理机械振荡驱动器ME-8750驱动光电门ME-94F98A5V测量速度直流电源GPS 1850D18V/5A二、实

4、验内容及具体步骤：、设计实验装置，完成单摆周期测量（注意摆与摆长的选择，并保证单摆在同一平面上振动，研究摆长对周期的影响）打开DataStudio软件，创建一个新实验。在DataStudio软件的窗口中设置 750接口的传感器连接，并设置采样率。在DataStudio 软件的窗口打开一个图表。在机械振动平台上的 A型支架及钢支架上挂上单摆（L=75cm, m=15g ）,在与摆球同一水平线的支架上安上光电门传感器将单摆从某一高度自由放下（摆动角度尽量符合a 5 ），然后启动光电门传感器，记录单摆的周期。2.1.6 记录数据，求平均周期.单摆的周期是否与长度有关 ？在的实验装置不变，换成祛码m=

5、10g取三根长度分别为 L=47cm, L=64cm, L3=75cm的细线。按的步骤，分别测量三种单摆的周期，并记录数据单摆的周期是否与摆球的质量有关？取三种祛码：m1=5g, m2=10g, m3=15g , L=75cm,按的步骤，测量三种单摆的周期，并记 录数据单摆的周期是否与摆线的粗细有关选才i L=50cm, m=10g的单摆，设摆线的宽度为d,分别测了 d, 2d, 3d, 4d, 5d, 6d 时的单摆周期，并记录数据三、数据记录及数据处理 m-15g L=75cm由公式与数据得m测=A N=%平均值：T=m=10g L=75cmA N=%平均值：T=m=10g L=64cm由

6、周期公式与数据得:m测=A N=%平均值：T=1,6118sm=10g L=47cm由周期公式与数据得：m测=A N=%平均值：T=3,3,1 L=75cm m=5g.1个T /褥伶-I B| A匐Jrl *喊握 x当1I XI Rl.u-I 上运行0.8-I.UIcT 15 2qT 25 jo时间修】区工卜茂川。斑蟀-x窗周震通道三时向 (S 1寓：,71411.74273.456J1.J431S. t71.74245 到211.?心口8.6352l.?42610,4273J.?42612,171.742413,91241.74L815.65ML7HQ17,39531.741919.liTJ

7、J.741720.&7$51222.015W1.741bLJ.Sl.JS1.7A16Sb.LOSlL7dl627.5441,741 口29 56571.716il.32741.M191.7412留 ftH l由周期公式与数据得：mU =A N=0,5%平均值：T=L=75cm m=10gA N=%平均值：T=L=75cm m=15g2. H3i 3.祝97.3276 9.065S Il .BUI? 1.5398凡1C.D156 17.752219.4902 71已依 a的 213 E2. 442： 2c：. 132&.5L71 ML 双,i1行J JI ,4170 2.9710 4.3022

8、5.7351 丁 i百gg 3,：i2S lti.03 4* I *65 12.8$eo 14.32S0 15.759S 7,I9O 18.6210 20.1:514 21*21 22.&I27 24 .3(1 35,773 27.加日9 286355脸 12.M70 34 157? 3S.7921, X L9O I.4290L小1I .x33 I.322I r4iLM 1八6II.4306I.4309I J丸声1h3P6 j t43(jyI.303 I.42L3 a.430eI 一心U2 L306l.4WL 430 I I.42L4 1E3iSI.734 L732411.7408 L7352

9、 1.73731.7386 L73S时向 . 哆 Wzl而 上jjd 2d年效地dM 皿.周期，算道3 运行打当 L=75cm, m=5g 10g 15g 时T1= T2= T3=L=50cm m=10g d :1E67 L7365 L7351 fe l+7381.7341,7391F，41773731.7i?2.00.2平均值:T=标准差:A T=理论值:T= A N=%2d: 7 n二，陶祖道、时司 跚,oaoti145032. fl7Q-a口*养_ _ _3,步】如1 E血5.沏71 4KS6.01611r44g司,264J1 *829.7124IL 1遇m12. miL4d7S14.0

10、546D.447%15.501I吟*MJI.JJ69IS.3955I沏f 1 119,8425UM2.2S3?2日加22.73M1.4J6524,16271木加25,(528gII .4-46627. D7M1.4712S.S22S旧29.9614585B51Q1 1昌202530353d:1.6I 二 一1,2.00.60.6-I3.2n.o,051520253j 2S*同期:一瘠1 运行，1时间 fs I湍3 口门沟1,w】3.4751.40904 的 621.4063&.3KQ1L4Q747.7222l.，第 99 13 M1.4076ao.sssOi1.405n.9458L4QaI口3

11、.35M1.407114.76071.4Q7516 . 1621.407-S7.575L1.4062L4O702 QI. 38 s?1.407021.75531.402J.20 】后1.4jMH24,6078L.44U92.CBIm927 A 1971.40602B.S2541.405430.230a1.405431M385L4Q&04d:FEh Il 4 力白*J用-1KTO 5罪时1司0.S5371.46632.33201,门7口目3.793 11.718.26211.4B836.7386H65J955_ i367fl9.6C091.034IK JI2S2_67212.59271,6561

12、4.0591口15.52351.61715.9-B77.46671K”Q-919Bg-D9Sl,fl69321 .MM.d31S2.S49a 皿mm24.312-3163525.776127.J393Id-38.70321.363630.1649H5 W5d上青羽,声亮d时i司司眼 i秘1.0695L42,5期1 4726W.U由1.47295.484i.mi6.WU.4raS.W9L仙9,如蛰1.W5W用*I.皆的12,611.47K3321I +?58昉飒315网61130l用型J：.J580L4fl6030.233TL475321,709)l i?5623.1150L把：dM.M021网

13、63S, 1349LW27方冶51.47舶沱 i -45147M圜zl%且3冽空艇，1匈6d:d :T= L.=2d:T=L=3d:T=L=4d:T=L=5d:T=L=6d:T=L=50,8cm平均值T= L=理论值T= L=50cmA N(T)=%A N(L)=%四、实验结论当m=15g L=75cm时，单摆周期： T= 当 m=10g 时，L=47cm, T=1,4306s L=64cm T= L=74cm T=当 L=75cm 时 m=5g T=m=10g T= m=15g T= 平均值：T=标准差：=理论值：T= A N=% d : T= L= 2d : T= L= 3d : T= L= 4d : T= L= 5d : T= L= 6d : T= L=50,8cm 平均值：T= L=理论值：T= L=50cmA N(T)=% A N(L)=%结论：单摆的摆线线长对单摆的周期有影响，两者之间的关系符合周期公式：周期公式丁= 2兀当单摆的摆线线长确定时，单摆的摆球质量和摆线粗细对单摆周期基本没有影响。五、实验总结.本实验的实验结果符合单摆的周期公式，证明了利用单摆周期公式可以求得摆