大學(xué)物理仿真實驗實驗報告

利用單擺測量重力加速度

一．實驗簡介

單擺實驗是個經(jīng)典實驗，許多著名的物理學(xué)家都對單擺實驗進行過細致的研究。本實驗的目的是學(xué)習(xí)進行簡單設(shè)計性實驗的基本方法，根據(jù)已知條件和測量精度的要求，學(xué)會應(yīng)用誤差均分原則選用適當?shù)膬x器和測量方法，學(xué)習(xí)累積放大法的原理和應(yīng)用，分析基本誤差的來源及進行修正的方法。

二．實驗原理

單擺的結(jié)構(gòu)參考圖1單擺儀,一級近似的周期公式為

由此通過測量周期擺長求重力加速度

三．實驗儀器

單擺儀，擺幅測量標尺，鋼球，游標卡尺，秒表，刻度尺

四．實驗原理

單擺是由一個不可伸長的輕質(zhì)細線和懸掛在此細線下體積很小的重球所構(gòu)成。在擺長遠大于細線直徑，擺球質(zhì)量遠大于細線質(zhì)量的條件下，將懸掛著的小球自平衡位置拉至一邊很小的距離，使擺角小于５°然后釋放，擺球即在平衡位置附近作周期性的振動，如圖所示。

單擺的振動方程為

其中L是懸點到小球中心的距離，也即是擺線長與小球半徑之和，當最大擺角θm較小時，sinθm=θm,方程可化為

又

所以有

式中L為擺長，g為重力加速度。若測得L和周期T，便可算出g的大小。

五、實驗內(nèi)容：

一. 用誤差均分原理設(shè)計一單擺裝置測量重力加速度g.

1.              用米尺測量懸點到小球處于懸垂態(tài)最低點的距離；

2.              用游標卡尺測量小球直徑（重復(fù)測量6次；

3.              把擺線偏移中心不超過 5 度，釋放單擺，開始計時，單擺擺過 20 個周期后停止計時，記錄所用時間，保持單擺起始位置不變，重復(fù)測量6次。

二. 對重力加速度g的測量結(jié)果進行誤差分析和數(shù)據(jù)處理

三．研究擺長與擺角對周期的影響

1.改變釋放時的角度，再次測量20個周期所用時間，重復(fù)測量6次；

2.改變擺線長度，再次測量20個周期所用時間，重復(fù)測量6次。

六．實驗過程及原始記錄

測量內(nèi)容及數(shù)據(jù)處理

T=1.825s;  L=91.50cm

所以實驗結(jié)果：

g=10.74±0.012m/s2

七．誤差分析

• 游標卡尺，直尺等讀書誤差；
• 鋼球擺過平衡位置時未能及時計時；
  

八．總結(jié)反思

    實驗結(jié)果與實際結(jié)果存在一定偏差，實驗過程檢查無誤，原理清晰，以后做類似實驗需要設(shè)計更為精確的實驗方案。

完整的Word格式文檔51黑下載地址：

利用單擺測量重力加速度(1).docx (293.08 KB, 下載次數(shù): 10)