精品文档---下载后可任意编辑（模拟仿真实验） 题 目 用凯特摆测量重力加速度 学 院 土木工程学院 专 业 土木工程 姓 名 *** 学 号 ********** 班 级 土木工程 1206 班 2024 年 11 月 30 日用凯特摆测量重力加速度 摘要： 本次凯特摆测量重力加速度用模拟仿真的途径，降低了人为的操作误差，同时避开了某些不容易测量的物理量的测量，是一种比较精确地测量重力加速度的方法。关键字： 模拟仿真、凯特摆、重力加速度引言： 重力加速度是物理学中十分重要、但又十分普遍的一个物理量。随着纬度、海拔的变化，重力加速度值也不同，准确的测量出重力加速度 g 对科研上生产上以及军事上都有极其重要的意义 ，因此讨论一种能够准确测量重力加速度 g 的方法就显得比较重要。那么测量重力加速度 g 的方法有哪些呢？根据目前的实验表明主要有如下几种方法：表格 1 测重力加速度的基本方法方法缺点光电门自由落体法测量重力加速度物体铅直下落、路程的准确测量存在难度；单摆测量重力加速度角度小于 5 度不好把握且存在误差；倾斜的气垫导轨测量重力加速度无重大缺陷，较科学打点计时器自由落体法测量重力加速度摩擦因素等影响结果凯特摆测量重力加速度利用物理摆的共轭点避开不易测量的物理①一、实验原理图一是复摆的示意图，设一质量为 m 的刚体，其重心 G 到转轴Ｏ的距离为 h，绕 O 轴的转动惯量为 I，当摆幅很小时，刚体绕 O 轴摆动的周期 T 为式中 g 为当地的重力加速度。设复摆绕通过重心 G 的轴的转动惯量为 IG，当 G 轴与 O 轴平行时，有代入式（1）得对比单摆周期的公式，可得l 称为复摆的等效摆长。因此只要测出周期和等效摆长便可求得重力加速度。复摆的周期我们能测得非常精确，但利用来确定 l 是很困难的。因为重心 G的位置不易测定，因而重心 G 到悬点 O 的距离 h 也是难以精确测定的。同时由于复摆不可能做成理想的、规则的形状，其密度也难绝对均匀，想精确计算 IG 也是不可能的。我们利用复摆上两点的共轭性可以精确求得 l。在复摆重心 G 的两旁，总可找到两点 O 和 O’，使得该摆以 O 悬点的摆动周期 T1 与以 O’为悬点的摆动周期 T2 相同，那么可以证明｜'OO’｜就是我们要求的等效摆长 l。如图：图二是凯特摆摆杆的示意图，对凯特摆而言，两刀口间的距离就是该摆的等效摆长 l。在实验中当两刀口位置确定后，通过调节 A、B、C、D 四摆锤的...
