用單擺測定重力加速度61130

1、實(shí)驗(yàn)：用單擺測定重力加速度【實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹俊緦?shí)驗(yàn)原理】【實(shí)驗(yàn)器材】【實(shí)驗(yàn)步驟】【注意事項(xiàng)】【實(shí)驗(yàn)練習(xí)】【誤差分析】【數(shù)據(jù)處理】一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?利用單擺測定當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣?鞏固和加深對(duì)單擺周期公式的理解三、實(shí)驗(yàn)器材 長約1 m的細(xì)線、帶孔小鐵球1個(gè)、帶有鐵夾的鐵架臺(tái)1個(gè)、米尺1把、秒表1塊、游標(biāo)卡尺。二、實(shí)驗(yàn)原理 由此可和得g擺長l，周期T 單擺在偏角很?。?0)時(shí)的擺動(dòng)，可以看成是簡諧運(yùn)動(dòng)。其周期為T2 lg據(jù)此，只要測出即可計(jì)算出當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣戎?。?nèi)側(cè)量爪尺身緊固螺釘主尺 深度尺游標(biāo)尺外測量爪游標(biāo)卡尺的構(gòu)造及用法：0 10 200 5 10游標(biāo)卡尺的刻度原理： 2+90.1=2.9mm這個(gè)讀數(shù)

2、是多少？看上圖思考下列問題：1.主尺上的最小單位是多少?2.游標(biāo)尺刻度的總長是多少？每個(gè)小格是多長？3.此游標(biāo)卡尺的精度是多少？這樣的游標(biāo)卡尺我們怎么讀數(shù)？ 思考看看這個(gè)尺子的讀數(shù)是多少？930.059.15mm2+50.052.25mm13+120.0213.24mm21340.02=21.68mm四、實(shí)驗(yàn)步驟 1讓線的一端穿過小球的小孔，然后打一個(gè)線結(jié)，做成單擺，如圖1161所示 2把線的上端用鐵夾固定在鐵架臺(tái)上，把鐵架臺(tái)放在實(shí)驗(yàn)桌邊，使鐵夾伸到桌面以外，讓擺球自然下垂，在單擺平衡位置處做上標(biāo)記。圖11613、用米尺量出擺線長度l，精確到毫米，用游標(biāo)卡尺測出擺球的直徑d,即得出小球半徑為

3、，計(jì)算出擺長d2L= TtN4、把單擺從平衡位置處拉開一個(gè)很小的角度（10)然后放開小球，讓小球擺動(dòng)，待擺動(dòng)穩(wěn)定后，測出單擺完成30-50次全振動(dòng)所用的時(shí)間t,計(jì)算出小球完成一次全振動(dòng)所用時(shí)間即單擺的振動(dòng)周期 ，(N為全振動(dòng)的次數(shù)) ，反復(fù)測3次，再算出周期(T1T2T3) 3T=6改變擺長，重做幾次實(shí)驗(yàn)，計(jì)算出每次實(shí)驗(yàn)測出的重力加速度值，求出它們的平均值，即為當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣戎?整理器材7將測得的重力加速度值與當(dāng)?shù)刂亓铀俣戎迪啾容^，分析產(chǎn)生誤差的可能原因，若誤差很大，應(yīng)重新做實(shí)驗(yàn)5、根據(jù)單擺振動(dòng)周期公式T=2lg，計(jì)算出當(dāng)?shù)刂亓铀俣龋篻= 圖11622、圖象法k l T2由單擺周期公式不

4、難推出,因此，分別測出一系列擺長l對(duì)應(yīng)的周期T，作lT2的圖象，圖象應(yīng)是一條通過原點(diǎn)的直線，如圖1162所示求出圖象的斜率k，即可求得g值 L=g42T2L=g42T2由圖像得：g42K=斜率為：g42k由單擺周期公式得：2固定懸點(diǎn)：單擺懸線的上端不可隨意卷在鐵夾的桿上，應(yīng)夾緊在鐵夾中，以免擺動(dòng)時(shí)發(fā)生擺線下滑，擺長改變的現(xiàn)象。3要使擺球在同一豎直面內(nèi)擺動(dòng)，不能形成圓錐擺，方法是：將擺球拉到一定位置后由靜止釋放。4測擺長：擺長應(yīng)是懸點(diǎn)到球心的距離，等于擺線長加上小球半徑。1構(gòu)成單擺的條件：擺線應(yīng)選擇細(xì)且不易伸長的線，擺球應(yīng)選擇體積小、密度大的小球，且擺角不能超過10。六、注意事項(xiàng)七、誤差分析1系

5、統(tǒng)誤差：主要來源于單擺模型本身是否符合要求，即懸點(diǎn)是否固定，球、線是否符合要求，振動(dòng)是圓錐擺還是在同一豎直平面內(nèi)振動(dòng)以及測量哪段長度作為擺長等2偶然誤差：主要來自時(shí)間(即單擺周期)的測量上擺球通過平衡位置開始計(jì)時(shí)，不能多記或漏記振動(dòng)次數(shù)為了減小偶然誤差，應(yīng)進(jìn)行多次測量取平均值例1、在用單擺測定重力加速度的實(shí)驗(yàn)中，應(yīng)選用的器材為_A1米長細(xì)線B1米長粗線C10厘米細(xì)線 D泡沫塑料小球E小鐵球 F1/10秒刻度秒表G時(shí)鐘 H厘米刻度米尺I毫米刻度米尺AEFI例2、在用單擺測定重力加速度的實(shí)驗(yàn)中，單擺的擺角應(yīng)_，從擺球經(jīng)過_開始計(jì)時(shí)，測出n次全振動(dòng)的時(shí)間為t，用毫米刻度尺測出擺線長為L，用游標(biāo)卡尺測出擺球的直徑為d.用上述物理量的符號(hào)寫出測出的重力加速度的一般表達(dá)式為g 。平衡位置 例3、下表是用單擺測定重力加速度實(shí)驗(yàn)中獲得的有關(guān)數(shù)據(jù)：擺長l(m)0.40.50.60.81.01.2周期T2(s2)1.62.22.43.24.04.8 利用上述數(shù)據(jù)，在坐標(biāo)系中描出lT2圖象，并由此求出重力加速度。解析：圖1163當(dāng)漏測r時(shí)，相當(dāng)于以擺線長l