大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)報(bào)告自由落體法測重力加速度

1、預(yù)習(xí)分課堂分報(bào)告分總成績山東理工大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)報(bào)告實(shí)驗(yàn)名稱：自由落體法測重力加速度姓名:號：0612102468吋間代碼:110256實(shí)驗(yàn)序號:0院系：年級丁作部學(xué)生三部專業(yè)：大理06級.班教師簽名儀器與用具：QDZJ2型自由落體儀、SSM5C計(jì)吋計(jì)數(shù)計(jì)頻儀、尋缽實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?.學(xué)會運(yùn)用自由落體儀和計(jì)時儀2.測量當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣?，掌握自由落體的運(yùn)動規(guī)律.學(xué)會用逐差法處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)實(shí)驗(yàn)報(bào)告內(nèi)容(原理預(yù)習(xí)、操作步驟、數(shù)據(jù)處理、誤差分析、思考題解答)【實(shí)驗(yàn)原理】自由落體的重力加速度由重力產(chǎn)生，稱為重力加速度纟，根本原因由萬有引力產(chǎn)生，它與質(zhì)量成正比，與距離的平力成反比它是個重要的地球物理常數(shù).地球上各點(diǎn)的

2、加速度數(shù)值，隨該地的緯度、海拔高度及該地區(qū)地質(zhì)構(gòu)造的不同而不同.因而測量重力加速度對于地質(zhì)勘探等具有很重要的意義.g值偏人的地方則可能埋藏著重礦物,反之g值偏小的地方則可能埋藏著鹽類和石油.自由落體儀主要由立柱、吸球器和光電門組成.如圖1-1所示.立柱固定在二腳底座上，上端有個吸球器，立柱上有米尺.兩個光電門可以沿立柱上下移動.當(dāng)用手?jǐn)D用吸球器內(nèi)的空氣后，其內(nèi)部斥強(qiáng)將小于外部空氣的人氣用強(qiáng)，因而人氣把鋼球托在吸球器口上.乂由于鋼球與吸球器邊緣有縫隙，空氣可進(jìn)入吸球器，慢慢使其內(nèi)部也等于個人氣壓強(qiáng)時，鋼球?qū)⑾騽用撀?，作自由落體運(yùn)動.立柱上的光電門與計(jì)時儀聯(lián)接.光電門由個小的聚光燈泡和個光敬管組成

3、，聚光燈泡對準(zhǔn)光敬管，光敬管前而有-個小孔可以接收光的照射.光敬門與計(jì)時儀是按以下方式聯(lián)接的.即當(dāng)兩個光電門的任-個彼擋住時，計(jì)時儀開始計(jì)時；當(dāng)兩個光電門中任-個被再次擋光時，計(jì)時終止.計(jì)時儀顯示的是兩次擋光之間的時間間隔.實(shí)驗(yàn)原理，小球從A點(diǎn)沿豎臣方向自由下落.將兩個光電門分別放在B、C處，記下BC之間的距離絹和小球經(jīng)過B、C兩點(diǎn)的時間間隔，有12“嘟巧納(1-1)要采用逐差法處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，必須使小球相鄰兩次的下落時間差相等，具體到本實(shí)驗(yàn)，就迢小球下落時，下落時間必須按照t,2t,3t,4t,5t,6t,7t,8t變化。1.三朋座2.接球網(wǎng)3.光電門4.帶有標(biāo)尺的金屬管5.光電門6.鋼球7.

4、吸球簽架8.素固媒絲9.四芯捕座10.穩(wěn)宦器11.調(diào)節(jié)螺絲圖1-1自由落體測定儀【實(shí)驗(yàn)步驟】打開計(jì)時儀的電源開關(guān)，四芯線兩端分別接光電門和計(jì)時儀的光迫插孔，注意四芯線插頭和插孔的-對應(yīng)，不:要插錯方位.將功能指示選在“計(jì)時”位置處，計(jì)時儀左下角的次數(shù)選擇撥到2.對光電門遮光時具數(shù)字顯示正常，并能復(fù)位為零.調(diào)整自由落體儀支柱鉛立，使擺球的懸線影正對光敬管位置，否則應(yīng)調(diào)節(jié)底座上的三個螺絃.將上端電門放在10cm處，使兩光電門之間的距離亠為5cm,記錄下小球通過此距離的時間，時間顯示時ms指示燈亮，說明記錄的是毫秒，換算成秒作單位.測量5次；然后取時間的平均值，計(jì)為t,然后測量2t,3t,4t,5t

5、,6t,7t,8t對應(yīng)的高差，由于計(jì)時儀精確到0.001ms,在自由落體儀的米尺上難以找到某刻線值與此対應(yīng)，故在時間it的兩側(cè)找到對應(yīng)的高差hi,然后取平均值作為該忖間對應(yīng)的高差。按要求計(jì)算出g的值及相對誤差.【數(shù)據(jù)處理】表2-1光電法測g數(shù)據(jù)表T1T2T3T4T5平均值36.525ms36.902ms36.305ms37J01ms37.748ms37.228mst2t3t4t5t6t7tSt時間t/s0.0372280.074456.0.1116840.1489120.186140.2233680.2605960.297824高度差hi/m0.0501410.19220.28410.3882

6、0.50610.63810.78410.050J1470.19280.28330.38880.50690.63870.7848平均高差m0.050.11440.19250.28370.38850.50650.63840.78445第-次逐差：h5i=h5-hi=0.3885-0.05=0.3385(m)he2=h6-h2=0.5065-0.1144=0.3921(m)h73=h7-h3=0.6384-0.1925=0.4459(m)h84=h8-h4=0.78445-0.2837=0.50075(m)爹次逐差：h7i=h73-h5i=0.4459-0.3385=0.1074(m)h82=h84

7、-h62=0.50075-0.3921=0.10865(m)gi=h7i/8t2=0.1074/8*0.0372282=9.68668(m/s2)g2=h82/8t2=0.10865/8*0.0372289.79942(m/s2)g=l/2*(g1+gz)=l/2*(9.68668+9.79942)=9.74305(m/s2)Ag=9.74305-9.79878=-0.05573(m/s2)E=Ag/g標(biāo)*100%=-0.05573/9.79878*100%=-0.571(X%【思考題】1實(shí)驗(yàn)中，為什么只改變光電門2的位置，而不改變光電門1的位置？答：改變光電門2的位置，是為J改變高差.改變光電門1的位置，杲為使小球在通過光門1時，獲得相同的初速度實(shí)驗(yàn)中，小球下落時，計(jì)時器不停止計(jì)時的原因是什么？答：在儀器完好的情況下，計(jì)時器不停止計(jì)時，說明小球在通過光眶門2時，沒有擋住光束，此時應(yīng)調(diào)整底座，改變小球下落的路徑。如何冊小球下落時果處的瞬時速度？答：首先確定小球通過光電門1時獲得的初速度然后將光電門2移至某處，測山小球通過光電門1、光電門2的高差所用的時間，根據(jù)Vx=V0+gt算得?！竟P試測評題】龍柱不鉛直對實(shí)驗(yàn)有沒有影響？你可否用-種簡單的方法來判斷立柱是否鉛直？答：有影響懸線法。采用逐差法處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，對時間有什么要求