实验:用单摆测量重力加速度[实验目标]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.一、实验原理单摆在偏角很小(小于5°)时,可看成简谐运动,其周期T=2π,可得g=
据此,通过实验测出摆长l和周期T,即可计算得到当地的重力加速度.二、实验器材铁架台及铁夹、金属小球(上面有一个通过球心的小孔)、秒表、细线(长1m左右)、刻度尺(最小刻度为mm)、游标卡尺.三、实验步骤(1)让细线穿过球上的小孔,在细线的一端打一个稍大一些的线结,制成一个单摆.(2)将小铁夹固定在铁架台上端,铁架台放在实验桌边,使铁夹伸出桌面之外,然后把单摆上端固定在铁夹上,使摆球自由下垂.(3)用刻度尺量出悬线长l′,用游标卡尺测出摆球直径d,然后计算出悬点到球心的距离l=l′+即摆长.(4)把此单摆从平衡位置拉开一个角度,并使这个角小于5°,再释放小球.当摆球摆动稳定以后,在最低点位置时,用秒表开始计时,测量单摆全振动30次(或50次)的时间,然后求出一次全振动的时间,即单摆的振动周期.(5)改变摆长,重做几次.(6)根据单摆的周期公式,计算出每次实验的重力加速度;求出几次实验得到的重力加速度的平均值,即本地区的重力加速度的值.(7)将测得的重力加速度数值与当地重力加速度数值加以比较,如有误差,分析产生误差的原因.四、数据处理(1)公式法:根据公式g=,将每次实验的l、n、t数值代入,计算重力加速度g,然后取平均值.(2)图像法:作出T2l图像,由T2=可知T2l图线是一条过原点的直线,其斜率k=,求出k,可得g=
五、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;球、线是否符合要求;振动是圆锥摆还是同一竖直平面内的振动以及测量哪段长度作为摆长等等.(2)本实验偶然误差主