大学物理实验报告 单摆测重力加速度.doc

西安交通大学物理仿真实验报告——利用单摆测重力加速度班级:姓名:学号:西安交通大学模拟仿真实验实验报告实验日期:2014年6月1日老师签字:_____同组者:无审批日期:_____实验名称:利用单摆测量重力加速度仿真实验一、实验简介单摆实验是个经典实验,许多著名的物理学家都对单摆实验进行过细致的研究。本实验的目的是学****进行简单设计性实验的基本方法,根据已知条件和测量精度的要求,学会应用误差均分原则选用适当的仪器和测量方法,学****累积放***的原理和应用,分析基本误差的来源及进行修正的方法。二、实验原理用一根绝对挠性且长度不变、质量可忽略不计的线悬挂一个质点,在重力作用下在铅垂平面内作周期运动,就成为单摆。单摆在摆角小于5°(现在一般认为是小于10°)的条件下振动时,可近似认为是简谐运动。而在实际情况下,一根不可伸长的细线,下端悬挂一个小球。当细线质量比小球的质量小很多,而且小球的直径又比细线的长度小很多时,此种装置近似为单摆。单摆带动是满足下列公式:进而可以推出:式中L为单摆长度(单摆长度是指上端悬挂点到球重心之间的距离);g为重力加速度。如果测量得出周期T、单摆长度L,利用上面式子可计算出当地的重力加速度g。三、,:(1)   根据误差均分原理,自行设计试验方案,合理选择测量仪器和方法.(2)   写出详细的推导过程,试验步骤.(3)   用自制的单摆装置测量重力加速度g,测量精度要求△g/g<1%.可提供的器材及参数:游标卡尺,米尺,千分尺,电子秒表,支架,细线(尼龙线),钢球,摆幅测量标尺(提供硬白纸板自制),天平(公用).假设摆长l≈;摆球直径D≈;摆动周期T≈;米尺精度△米≈;卡尺精度△卡≈;千分尺精度△千≈;秒表精度△秒≈;根据统计分析,,所以实验人员开,停秒表总的反应时间近似为△人≈,. 研究单摆周期与摆长,摆角,悬线的质量和弹性系数,空气阻力等因素的关系,、实验仪器单摆仪,摆幅测量标尺,钢球,游标卡尺(图1-图4)单摆仪(1) 摆幅测量标尺(2)钢球(3) 游标卡尺(4)五、+(图5);(图6)图(5) 图(6),释放单摆,开始计时,单摆摆过50个周期后停止计时,记录所用时间;T== 图(7)六、数据处理及误差分析(1)数据处理:1)周期的计算:T==)摆长的计算:钢球直径的测量数据如下表:测量次数每次数据d(cm)平均值△d=ïd-`dï(cm)(cm)`△``d=,△`d=:L=-=,3)重力加速度的计算:因为:T=2π