重力加速度的幾種測量方法

1、重力加速度的幾種測量方法方法一、用彈簧秤和已知質量的鉤碼測量方法一、用彈簧秤和已知質量的鉤碼測量將已知質量為將已知質量為m的鉤碼掛在彈簧秤下，平的鉤碼掛在彈簧秤下，平衡后，讀數(shù)為衡后，讀數(shù)為G.利用公式利用公式G=mg得得g=G/m. 方法二、方法二、打點計時器法打點計時器法 (1)按如圖所示連接好實驗裝置，讓重錘做自按如圖所示連接好實驗裝置，讓重錘做自由落體運動，與重錘相連的紙帶上便會被打由落體運動，與重錘相連的紙帶上便會被打點計時器打出一系列點跡。點計時器打出一系列點跡。 (2)對紙帶上計數(shù)點間的距離對紙帶上計數(shù)點間的距離h進行測量，利進行測量，利用用hnhn1gT2，求出重力加速度的大小

2、。，求出重力加速度的大小。例1、某同學用如下圖甲所示某同學用如下圖甲所示裝置測量重力加速度裝置測量重力加速度g，所用交流，所用交流電頻率為電頻率為50Hz。在所選紙帶上取某。在所選紙帶上取某點為點為0號計數(shù)點，然后每號計數(shù)點，然后每3個點取一個點取一個計數(shù)點，所有測量數(shù)據(jù)及其標記個計數(shù)點，所有測量數(shù)據(jù)及其標記符號如下圖乙所示。符號如下圖乙所示。 從數(shù)據(jù)處理方法看，在從數(shù)據(jù)處理方法看，在s1、s2、s3、s4、s5、s6中，對實驗中，對實驗結果起作用的，方法一中有結果起作用的，方法一中有_；方法二中；方法二中有有_。因此，選擇。因此，選擇_(“方法一方法一”或或“方法二方法二”)更合理，這樣更合

3、理，這樣可以減小實驗的可以減小實驗的_(填填“系統(tǒng)系統(tǒng)”或或“偶偶然然”)誤差。本實驗誤差的主要來源有誤差。本實驗誤差的主要來源有_(試舉出兩條試舉出兩條)，并計算物體經(jīng)過第，并計算物體經(jīng)過第4點的點的瞬時速度瞬時速度v4_m/s；重力加速度；重力加速度g_m/s2。 解析：解析：方法一：中方法一：中g1、g2、g3、g4、g5相加后，相加后，s2、s3、s4、s5相互抵消，只有相互抵消，只有s1、s6(或或37.5、193.5)起作用。方法二中起作用。方法二中數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)s1、s2、s3、s4、s5、s6(或或37.5、69.0、100.5、131.5、163.0、193.5)都用上了，所以選擇

4、方法二更合理。這是由都用上了，所以選擇方法二更合理。這是由于計算方法不當所帶來的誤差，是偶然誤差。于計算方法不當所帶來的誤差，是偶然誤差。 本實驗中誤差的來源很多，主要有：阻力本實驗中誤差的來源很多，主要有：阻力(空氣阻力、振針空氣阻力、振針的阻力、限位孔的阻力、復寫紙的阻力等的阻力、限位孔的阻力、復寫紙的阻力等)、交流電頻率波、交流電頻率波動、長度測量、數(shù)據(jù)處理方法等。動、長度測量、數(shù)據(jù)處理方法等。方法三、頻閃照相法方法三、頻閃照相法 例例2、頻閃攝影是研究變速運動常用的實驗、頻閃攝影是研究變速運動常用的實驗手段，在暗室中，照相機的快門處于常開狀態(tài)，手段，在暗室中，照相機的快門處于常開狀態(tài)，

5、頻閃儀每隔一定時間發(fā)出一次短暫的強烈閃光，頻閃儀每隔一定時間發(fā)出一次短暫的強烈閃光，照亮運動的物體，于是膠片上記錄了物體在幾個照亮運動的物體，于是膠片上記錄了物體在幾個閃光時刻的位置。右圖是小球自由下落時的頻閃閃光時刻的位置。右圖是小球自由下落時的頻閃照片的一部分，如果通過這幅照片測量自由落體照片的一部分，如果通過這幅照片測量自由落體加速度約為加速度約為10.00m/s2。則頻閃儀每隔。則頻閃儀每隔_s閃光一次。小球在圖片中最上方的位置時具有的閃光一次。小球在圖片中最上方的位置時具有的速度為速度為_m/s。(計算結果小數(shù)點后保留兩位計算結果小數(shù)點后保留兩位)方法四、滴水法方法四、滴水法 例例3

6、、用滴水法可以測定重力加速度的值，、用滴水法可以測定重力加速度的值， 在自來水龍頭下面固定一擋板，如圖在自來水龍頭下面固定一擋板，如圖B-1所所示，仔細調節(jié)水龍頭，使得前一個水滴滴在擋板示，仔細調節(jié)水龍頭，使得前一個水滴滴在擋板上的同時，下一個水滴剛好開始下落上的同時，下一個水滴剛好開始下落.首先量出水首先量出水龍頭口離擋板的高度龍頭口離擋板的高度h，再用秒表計時，計時的方，再用秒表計時，計時的方法是：當聽到某一水滴滴在擋板上的聲音的同法是：當聽到某一水滴滴在擋板上的聲音的同時，開啟秒表開始計時，并數(shù)時，開啟秒表開始計時，并數(shù)“1”，以后每聽到，以后每聽到一一滴水聲，依次數(shù)滴水聲，依次數(shù)“2、

7、3、4”，一直數(shù)到，一直數(shù)到“n”時，按下秒表按鈕停止計時，讀出秒表的讀數(shù)時，按下秒表按鈕停止計時，讀出秒表的讀數(shù)t.（1）寫出用上述方法測量重力加速度）寫出用上述方法測量重力加速度g的表達式的表達式g=_；（2）為了減小誤差，改變）為了減小誤差，改變h的數(shù)值，測出多組數(shù)的數(shù)值，測出多組數(shù)據(jù)，記錄在表格中（表格中的據(jù)，記錄在表格中（表格中的t是水滴從水龍頭口是水滴從水龍頭口到擋板所用的時間，即水滴在空中運動的時到擋板所用的時間，即水滴在空中運動的時間），請在圖間），請在圖B-2所示的坐標紙中作出適當?shù)膱D所示的坐標紙中作出適當?shù)膱D象，并利用圖象求出重力加速度的值象，并利用圖象求出重力加速度的值g

8、=_.（要求保留兩位有效數(shù)字）（要求保留兩位有效數(shù)字） 【試題分析】【試題分析】（1）滴水的周期就是水滴自由下落的時間，所）滴水的周期就是水滴自由下落的時間，所以以T= ， ; （2）描點作圖，圖象為一直線（圖略）描點作圖，圖象為一直線（圖略）.求出斜求出斜率率k，g=2k解得解得g=9.8m/s2. 變式變式1(2013江蘇物理，江蘇物理，11)某興趣小組利用自由落體運動某興趣小組利用自由落體運動測定重力加速度，實驗裝置如圖所示，傾斜的球槽中放有若測定重力加速度，實驗裝置如圖所示，傾斜的球槽中放有若干個小鐵球，閉合開關干個小鐵球，閉合開關K，電磁鐵吸住第，電磁鐵吸住第1個小球，手動敲個小球，

9、手動敲擊彈性金屬片擊彈性金屬片M，M與觸頭瞬間分開，第與觸頭瞬間分開，第1個小球開始下落，個小球開始下落，M迅速恢復，電磁鐵又吸住第迅速恢復，電磁鐵又吸住第2個小球。當?shù)趥€小球。當?shù)?個小球撞擊個小球撞擊M時，時，M與觸頭分開，第與觸頭分開，第2個小球開始下落個小球開始下落，這樣，就可，這樣，就可測出多個小球下落的總時間。測出多個小球下落的總時間。 (1)在實驗中，下列做法正確的有在實驗中，下列做法正確的有_。 A電路中的電源只能選用交流電源電路中的電源只能選用交流電源 B實驗前應將實驗前應將M調整到電磁鐵的正下方調整到電磁鐵的正下方 C用直尺測量電磁鐵下端到用直尺測量電磁鐵下端到M的豎直距離

10、為小球下落的高度的豎直距離為小球下落的高度 D手動敲擊手動敲擊M的同時按下秒表開始計時的同時按下秒表開始計時 (2)實驗測得小球下落的高度實驗測得小球下落的高度H1.980m,10個小球下落的總時個小球下落的總時間間T6.5s。可求出重力加速度。可求出重力加速度g_m/s2。(結果保留結果保留兩位有效數(shù)字兩位有效數(shù)字) (3)在不增加實驗器材的情況下，在不增加實驗器材的情況下， 請?zhí)岢鰷p小實驗誤差的兩個辦法。請?zhí)岢鰷p小實驗誤差的兩個辦法。 答案：答案：(1)BD(2)9.4 (3)增加小球下落的高度；多次重復實驗，結果取平均值。增加小球下落的高度；多次重復實驗，結果取平均值。(其他答案只要合理

11、即可其他答案只要合理即可) 例例1、某同學用光電門和數(shù)字計時、某同學用光電門和數(shù)字計時器測量自由落體的重力加速度，實驗裝器測量自由落體的重力加速度，實驗裝置如圖所示：置如圖所示：將光電門將光電門A、B和電磁鐵安裝在支架和電磁鐵安裝在支架上，調整它們的位置使三者在一條豎直上，調整它們的位置使三者在一條豎直線內當電磁鐵斷電釋放小球后，小球線內當電磁鐵斷電釋放小球后，小球能順利通過兩個光電門能順利通過兩個光電門 實驗時先接通電磁鐵電源吸住小球，實驗時先接通電磁鐵電源吸住小球，再切斷電磁鐵電源，小球落下，此時計再切斷電磁鐵電源，小球落下，此時計時器顯示的時間即為小球做自由落體運時器顯示的時間即為小球做

12、自由落體運動通過兩光電門動通過兩光電門A、B的時間的時間TA、TB測出從小球下落過程中從光電門測出從小球下落過程中從光電門A到光到光電門電門B的距離的距離h及小球的直徑及小球的直徑D,則小球則小球通過光電門通過光電門A時的速度為時的速度為 ，當?shù)刂?，當?shù)刂亓铀俣攘铀俣萭的表達式是的表達式是 （用（用已知量和測量量表示）已知量和測量量表示） 方法五、光電門法方法五、光電門法 試題分析：小球通過光電門時由于速度較大，光試題分析：小球通過光電門時由于速度較大，光電門較小，可認為小球勻速通過，所以速度為電門較小，可認為小球勻速通過，所以速度為 ，由運動學公式由運動學公式 可知可知 例例2、如圖甲所示，是、如圖甲所示，是“工工”形擋光片通過一個光電門測形擋光片通過一個光電門測重力加速度的裝置如圖乙所示，重力加速度的裝置如圖乙所示，“工工”形擋光片上下兩形擋光片上下兩叉的寬度都為叉的寬度都為d，兩擋光片前沿間的距離為，兩擋光