实验:利用单摆测当地的重力加速度
⒈实验目的:
利用单摆测当地的重力加速度
⒉实验原理:
当单摆摆角很小(小于50)时,可看作简谐运动,其周期仅决定于摆长和当地的重力加速度,即,由公式可得,故只要测定摆长l 和单摆的周期T,即可算出当地的重力加速度g。
⒊实验器材:
摆球2个(铁质和铜质并穿有中心孔)、秒表、物理支架、米尺或钢卷尺、游标卡尺、细线等。
⒋实验步骤:
⑴做单摆:如图所示,把摆球用细线悬挂在物理支架上,摆长最好能有1m左右,这样可以使测量结果准确些。
⑵测摆长:用毫米刻度尺量出悬线长l'精确到毫米;用游标卡尺测量出摆球的直径d,精确到毫米;则,即为单摆的摆长。
⑶测周期:将单摆从平衡位置拉开一个角度,且满足摆角小于10°,然后释放摆球,过平衡位置时用秒表开始计时,测量30~50次全振动的时间。计算出平均摆动一次的时间,即为单摆的振动周期T。
⑷变摆长:将单摆的摆长变短(或变长),重复实验三次,测出相应的摆长l和周期T。
⒌操作注意事项:
⑴细线不可伸缩,长度约1m。小球应选用密度较大的金属球,直径应较小(最好不超过2㎝)。
⑵单摆的上端不要卷在夹子上,而要用夹子加紧,以免单摆摆动时摆线滑动或者摆长改变。
⑶最大摆角小于10o,可用量角器测量,然后通过振幅来掌握。
⑷摆球摆动时要在同一个竖直平面内。
⑸测量就从球通过平衡位置时开始计时,因为在此位置摆球速度最大,易于分辨小球过此位置的时刻。
⒍收集数据:
实验
次数
摆长
l(m)
周期
T(s)
加速度
g(m/s2)
g的平均值(m/s2)
g=(g?﹢g?﹢g?)/3
=
1
2
3
⒎数据处理:
平均值法:每改变一次摆长,将相应的l和T代入公式中求出g值,最后求出g的平均值。
=
⒏误差来源:
⑴本实验的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。
⑵本实验的偶然误差主要来源于单摆周期的测量,摆线长、摆球直径的测量。