实验08：用单摆测定重力加速度

- 1 - 实验八：用单摆测定重力加速度 【实验播放】 1、实验目的： (1)明确用单摆测定重力加速度的原理和方法； (2)学会用单摆测当地的重力加速度，学会减小实验误差的方法； (3)知道如何选择实验器材，能熟练地使用秒表。 2、实验原理： 物理学中的单摆是在一根细线的一端系一小球，另一端固定于悬点，若细线的伸长和质量可忽略，且小球的直径远小于线长，这样的装置称为单摆。 单摆在偏角很小(不超过 10°)时，可看成是简谐运动，其固有周期为 T=2πgL ，由此可得 g=2TL24；据此，通过实验方法测得摆长 L 和周期 T，即可计算得到当地的重力加速度的值。 由于一般单摆的周期都不是太长，摆长在 1m 左右的单摆，其周期大约 2s，依靠人为操作的秒表来测量单摆振动一个周期的时间，其误差必然较大，所以，我们不是测量单摆振动一个周期的时间，而是测量几十个周期的总时间，再来利用平均值确定一个周期的时间，从而减小由于人为操作而产生的误差。 3、实验器材 铁架台和铁夹、金属小球(球上有一通过球心的小孔、秒表、细线(长约 1m)、刻度尺(最小刻度为 mm)。 4、实验步骤 (1)让细线穿过球上的小孔，在细线一端打一个稍一些的线结，制成一个单摆。 (2)将小铁夹固定在铁架台的上端，将铁架台放在实验桌边，使铁夹伸出桌面之外，然后将单摆的上端固定在铁架台的上端，使摆球自然下垂，在实验桌边缘正对摆球(或摆线)处做上记号，如图所示，实验时以摆球通过此标志为准。 (3)用刻度尺测量单摆的摆长(摆线静止时从悬点到球心的距离)。 (4)将单摆从平衡位置拉开一小角度，再释放小球，当小球摆动稳定后，过最低位置(即标志处)时，用秒表开始计时，测量单摆全振动 30 次(或 50 次)的时间，求出单摆一次全振动的时间，即单摆振动的周期。 (5)改变摆长，反复测量 3 次，算出周期 T 及测出的摆长 L，将每次实验数据填入实验记录表格中。 5、数据处理 - 2 - (1)实验数据记录 实验次数 摆线长 L(m) 摆球直径d(m) 振动次数 n 振动时间 t(s) 周期 T=n1 t 1 2 3 (2)方法一(公式法)：将实验数据代入公式 g=2TL24，求出每次重力加速度的值，然后求 g 的平均值，即为本地的重力加速度。 方法二(图象法)：利用实验中的数据进行 l—T2图像处理，从单摆的周期公式 T=2πgL知道，当重力加速度 g 一定时，单摆的摆动的周期 T2 跟摆长 l 的成正比，将实验的数据作相应的转换，即算出 T2，将其...