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文档简介

利用单摆测量重力加速度、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。本实验的目的是学习进行简单设计性实验的基本方法，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及进行修正的方法。1、实验原理一根不可伸长的细线，下端悬挂一个小球。当细线质量比小球的质量小很多，而且小球的直径又比细线的长度小很多时，此种装置称为单摆，如左图所示。如果把小球稍微拉开一定距离，小球在重力作用下可在铅直平面内做往复运动，一个完整的往复运动所用的时间称为一个周期。当摆动的角度小于5度时，可以证明单摆的周期T满足下面公式由此通过测量周期摆长求重力加速度三、实验内容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：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.写出详细的推导过程，试验步骤.用自制的单摆装置测量重力加速度g,测量精度要求Ag/gd%.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).假设摆长l~70.00cm;摆球直径D~2.00cm;摆动周期T~1.700s;米尺精度△米~0.05cm;卡尺精度△卡~0.002cm;千分尺精度△千~0.001cm;秒表精度△秒~0.01s;根据统计分析，实验人员开或停秒表反应时间为0.1s左右，所以实验人员开,停秒表总的反应时间近似为△人~0.2s.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.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.四、实验仪器单摆仪，摆幅测量标尺，钢球，游标卡尺五、实验操作用米尺测量摆线长度+小球直径为80.00cm；球直径1.682cm 1.692cm 1.692cm 1.722cm 1.712cm 1.692cm1.699cm把摆线偏移中心不超过5度释放单摆开始计寸,单摆摆过50个周期后停止计时,记录所用时间；1：11'40”六、数据处理L+r=90.5cmr(平均)=(1.682+1.692+1.692+1.722+1.712+1.692)/6=1.698cmL=90.00-1.698=78.302cmT=71.00/50=1.42sg=4nA2*L/TA2=9.81m/s2Ag=9.81—9.78=0.03mS2Ag/g=0.03/9.80=0.3%七、误差分析实验测量值比真实值偏小，可能由以下几个原因造成悬点未固定紧导致摆动过程中出现松动。周期测量值不准确，偏大导致重力加速度实验测量值偏小。八、实验小结实验时，计时应从平衡位置开始计时，这样周期测量

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