学生实验:用单摆测定重力加速度一、实验目的用单摆测定重力加速度 g
二、实验原理由单摆的周期公式 T=2π ,可得 g=
所以,只要测出单摆的摆长 l 和周期 T,就能算出当地的重力加速度 g
三、实验器材长约 1 m 的细线有小孔的摆球两个带铁夹的铁架台停表游标卡尺米尺一、实验步骤1.让细线的一端穿过摆球的小孔,然后打一个比小孔大的线结.线的另一端用铁夹固定在铁架台上,把铁架台放在实验桌边,使铁夹伸到桌面以外,让摆球自由下垂.2.用米尺量出悬线长度 l′,用游标卡尺测量出摆球的直径 d,摆长 l=l′+
3.把单摆从平衡位置拉开一个很小的角度(不超过 5°)后释放.为了使摆球只在一个竖直平面内摆动,释放摆球时不要发生旋转,使单摆做简谐运动.从摆球通过平衡位置时开始计时,数出以后摆球通过平衡位置的次数 n,用停表记下所用的时间 t,则单摆振动的周期 T=
要使摆球在竖直平面内摆动,选用的悬线应细、质量小,且不易伸长.4.根据单摆的周期公式,计算出重力加速度.5.变更摆长,重做几次实验,计算出每次实验得到的重力加速度值.二、数据处理1.把测得的数据和计算结果填入下表中,求出几次实验得到的重力加速度的平均值,即可看做本地区的重力加速度
实验次数l′dl′+ntg123g1=,g2=,g3==2.可以多做几次实验,由几组 l、T 值作出 T2-l 图像,利用图像的斜率,算出重力加速度g 值.三、误差分析1.本实验系统误差主要来源于单摆模型本身是否符合要求.即:悬点是否固定,是单摆还是复摆.球、线是否符合要求,振动是圆锥摆还是同一竖直平面内振动以及测量哪段长度1作为摆长等等.只要注意了上面这些方面,就可以使系统误差减小到远远小于偶然误差,达到忽略不计的程度.2.本实验偶然误差主要来自时间(即单摆周期)的测量上.因此,要注意测准时间(周期),要从摆球通过平衡位置开始计时,并采用倒数计