大学物理气垫导轨测重力加速度实验设计性实验

大学物理实验设计性实 实验报告 单摆法测重力加速度 院 系：勘测学院 姓 名：李晓霞 班 级：勘查0 9 4 1 学 号：0 1 号 指导教师：刘 莹 一．实验要求 重力加速度是重要的地球物理常数，准确测定它的量值，无论是在科学研究还是在生产实践方面都十分重要。测定重力加速度的方法很多，如单摆法，自由落体仪法等，本实验是用单摆法测定本地的重力加速度的值。 根据小球从不同角度摆下后所用的时间及其所摆的次数可得出其周期，在分别测出摆线的长度及小球的直径可得摆长长度，在由周期公式便可求的其重力加速度。 1.所用的实验方法：《单摆法测重力加速度》。 2.实验地点：二教五楼实验室。 3.实验时间：2009 年 月 号。 4.环境与类别：室内-设计性试验。 5 .指导教师：老师。 二．实验目的 1、用单摆测量重力加速度； 2、学习一种验证理论公式的方法； 3、了解测量中的主要误差来源及减小误差的方法； 4、作直方图研究偶然误差的特点。 仪器用具及实验装置 单摆仪，MUJ-5C 计时计数测速仪， 游标卡尺，钢卷尺，单摆小钢球。 实验装置图 三.实验原理： 1)用一不可伸长的轻线悬挂一小球，作摆角很小的摆动就构成一个单摆。设小球的质量为 m ，其质心到摆的支 o的距离即摆长为 l 。作用在小球上的切向力的大小为 ，它总指向平衡点 o。 当 角很小时，则 ，切向力的大小为 , 按牛顿第二定律，质点的运动方程为 这是一简谐运动方程，可知该简谐振动角频率 的平方等于 ，由此得出 2）利用MUJ-5C 测量 100 个周期所用的时间，在单摆从第一次计数开始到第一百个周期结束，所用时间为 T。 3）用卡尺测量小球直径，测量 6 次 MUJ-5C 计时计数测速仪 四．实验内容 : 1.测重力加速度 g (1)用米尺测量摆线的长度； (2)用游标卡尺沿着摆线的方向测量单摆小球的直径，算出小球的半径；则该单摆摆长为 (3)测量其在 , 的情况下连续摆动n=100 次的时间 ，代入公式中求出 g 值。用MUJ-5C 测量时间 T。周期 (4)利用不确定度传递公式计算出g 的不确定度。 (5)适当选取 l 和 100 之值，争取使测得的g 值的相对不确定度不大于 0.5%。 2.考查摆线质量对测 g 的影响 按单摆理论，单摆摆线的质量应很小，这是指摆线质量应远小于摆锤的质量。一般实验室的单摆摆线质量小于锤的质量的0.3%，这对测 g 的影响很小，所以这种影响在此实验的条件下是感受不到的。为了能感受到摆线的...