實驗五：用單擺測定重力加速度

1、實驗五：用單擺測定重力加速度班級： 姓名： 學號： 預習思考題：1 本實驗是根據(jù)什么原理進行的？實驗中必須取得哪些數(shù)據(jù)？2 怎樣安裝本實驗用的單擺？單擺的擺長如何測量？3 在實驗中，單擺的偏角應控制在什么范圍內？有什么簡便的辦法可知偏角滿足此條件？4 本實驗用什么方法測定單擺振動周期？測量時取擺球經(jīng)過什么位置的時刻開始計時為好？實驗目的：用單擺測定當?shù)氐闹亓铀俣?。實驗器材：鐵架臺，鐵夾，細線（1米左右），金屬小球（有穿過球心的小孔），米尺（最小刻度為毫米），秒表（或秒鐘）。實驗步驟：1 用細線穿過金屬球上小孔，然后在線端打一個比小孔大一些的線結，抽緊后做成一個單擺。2 將鐵夾固定在鐵架臺上端

2、，把鐵架臺放在實驗桌邊，使鐵夾伸到桌面以外，把做好的單擺固定在鐵夾上，讓擺球自由下垂。3 用米尺測量擺長。擺長等于從 到 的距離，亦就是 與 之和。4 用累積法測單擺振動周期。把單擺從平衡位置拉開一個小角度，這個角度應不大于 。放開擺球，讓單擺在豎直平面內擺動。用秒表測出單擺完成3050次全振動的時間，再求出完成一次全振動所用的平均時間，這就是單擺的周期。反復測量三次，并求出三次測得的周期的平均值，以此作為實驗測得的單擺振動周期。把數(shù)據(jù)記入記錄表格中。5 根據(jù)公式g ，利用實驗測得的 和 的數(shù)據(jù)，求出g的實測值。6 查出當?shù)氐闹亓铀俣鹊臉藴手担c實驗測得的實測值比較一下，看看是否相符。注意事

3、項：1 擺線要用細而不易伸長的線，懸點要固定不變，不能把擺線隨意纏繞在鐵夾上，以免懸點松動，引起擺長變化。懸掛單擺時可用鐵夾把細線上端夾緊，也可用燒瓶夾夾緊兩塊小木板，以此夾緊擺線。2 擺長以1米左右為宜，擺長是指從懸點到球心的距離，測擺長應在單擺豎直懸掛的狀態(tài)下進行。如果只用一把米尺測量擺長，可以讓米尺與懸線平行，尺上端的零刻度線與過懸點的水平線重合，尺下端與小球相切，切點處的讀數(shù)就是擺長?；蛘哂妹壮邷y出擺線的長度、用游標卡尺或兩把三角尺測出小球直徑，則擺線長加小球半徑就是擺長。3 單擺偏角的控制可以用量角器粗測，也可以用控制擺幅與擺長之比小于0.087的辦法實現(xiàn)。以擺長1米為例，只要讓球心

4、偏離平衡位置的距離小于8.7厘米，偏角就小于5。4 要讓單擺在豎直平面內擺動，不要形成錐擺，測定單擺振動周期時可事前在平衡位置正下方放一支鉛筆或一塊橡皮作為記號，在擺球經(jīng)過平衡位置時開始默數(shù)，默數(shù)全振動次數(shù)要與振動周期同步，注意擺球每經(jīng)過平衡位置兩次才完成一次全振動。開頭用倒數(shù)的方法、后來才順數(shù)：即默數(shù)“5，4，3，2，1，0，1，2，3，30”，數(shù)到“0”時啟動秒表，數(shù)至“30”時關閉秒表。記錄和計算：數(shù)據(jù)項目次數(shù)30次全振動的時間ts振動周期Ts周期平均值Ts123擺長l 米。實驗測得的重力加速度g 米秒2。本地的重力加速度標準值為 米秒2。結論： 。問題討論：1 單擺振動周期T與擺長l的測量結果，哪一個對重力加速度g的準確度影響大一些？為什么？2 測周期時，為什么計時的起點取擺球經(jīng)過平衡位置（最低點）的時刻，而不取擺球擺動到最高點