大學(xué)物理仿真實(shí)驗(yàn)報(bào)告.docx

西安交通大學(xué)大學(xué)物理仿真實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)報(bào)告姓名：鄭斐元班級(jí)：信息35班學(xué)號(hào)：2130502120西安交通大學(xué)實(shí)驗(yàn)報(bào)告 成績(jī)：_課程：大學(xué)物理實(shí)驗(yàn) 實(shí)驗(yàn)名稱： 利用單擺測(cè)量重力加速度的仿真實(shí)驗(yàn) 班級(jí)：信息35班 姓名： 鄭斐元 學(xué)號(hào)： 2130502120 實(shí)驗(yàn)日期：2014年05月15日 教師審批簽字：_ 一、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康模豪脝螖[測(cè)重力加速度二、 實(shí)驗(yàn)原理：一根不可伸長(zhǎng)的細(xì)線，下端懸掛一個(gè)小球。當(dāng)細(xì)線質(zhì)量比小球的質(zhì)量小很多，而且小球的直徑又比細(xì)線的長(zhǎng)度小很多時(shí)，此種裝置稱為單擺，如左圖所示。如果把小球稍微拉開一定距離，小球在重力作用下可在鉛直平面內(nèi)做往復(fù)運(yùn)動(dòng)，一個(gè)完整的往復(fù)運(yùn)動(dòng)所用的時(shí)間稱為一個(gè)周期。當(dāng)擺動(dòng)的角度小于5度時(shí)，可以證明單擺的周期T滿足： ， 式中L為單擺長(zhǎng)度。單擺長(zhǎng)度是指上端懸掛點(diǎn)到球重心之間的距離；g為重力加速度。如果測(cè)量得出周期T、單擺長(zhǎng)度L，利用上面式子可計(jì)算出當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣萭。三、 實(shí)驗(yàn)儀器：?jiǎn)螖[儀，擺幅測(cè)量標(biāo)尺，鋼球，游標(biāo)卡尺 四、 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：1. 用誤差均分原理設(shè)計(jì)一單擺裝置,測(cè)量重力加速度g：(1) 根據(jù)誤差均分原理,自行設(shè)計(jì)試驗(yàn)方案,合理選擇測(cè)量?jī)x器和方法.(2) 寫出詳細(xì)的推導(dǎo)過程,試驗(yàn)步驟.(3) 用自制的單擺裝置測(cè)量重力加速度g,測(cè)量精度要求g/g 1%.可提供的器材及參數(shù):游標(biāo)卡尺,米尺,千分尺,電子秒表,支架,細(xì)線,鋼球,擺幅測(cè)量標(biāo)尺,天平。假設(shè)擺長(zhǎng)l70.00cm;擺球直徑D2.00cm;擺動(dòng)周期T1.700s;米尺精度米0.05cm;游標(biāo)卡尺精度卡0.002cm;千分尺精度千0.001cm;秒表精度秒0.01s. 2. 對(duì)重力加速度g的測(cè)量結(jié)果進(jìn)行誤差分析和數(shù)據(jù)處理,檢驗(yàn)實(shí)驗(yàn)結(jié)果是否達(dá)到設(shè)計(jì)要求.3.研究單擺周期與擺長(zhǎng),擺角,懸線的質(zhì)量和彈性系數(shù),空氣阻力等因素的關(guān)系,試分析各項(xiàng)誤差的大小.五、 實(shí)驗(yàn)操作：1. 用米尺測(cè)量擺線長(zhǎng)度+小球直徑為97.00cm；2. 用游標(biāo)卡尺測(cè)量小球直徑為1.693cm；3. 把擺線偏移中心不超過5度，釋放單擺，開始計(jì)時(shí)，單擺擺過50個(gè)周期后停止計(jì)時(shí)，記錄所用時(shí)間t；六、數(shù)據(jù)記錄：T =t/50= 98.37s/50 = 1.967s=（1.704+1.698+1.686+1.694+1.682+1.692）/6 = 1.693cm,L = 97.00cm -1.693cm95.31cm,因?yàn)椋?T=2Lg 所以計(jì)算得：g=42LT2=9.725m/s2七、實(shí)驗(yàn)結(jié)論: 測(cè)得該地重力加速度為9.725m/s2。八、誤差分析：由相關(guān)權(quán)威資料得知西安地區(qū)重力加速度為9.796m/s2,則相對(duì)誤差為0.7%，單擺只在最大擺角小于等于5時(shí)，其振動(dòng)才可以近似看為為簡(jiǎn)諧振動(dòng)。這時(shí)視為簡(jiǎn)諧振動(dòng)誤差非常小，因?yàn)樵诨貜?fù)力公式推導(dǎo)時(shí)，只有在擺角小于等于5時(shí)才有sintanX/L，有：F=-X(mg/L)，即回復(fù)力與離開平衡位置的位移大小成正比，方向相反，