大学物理重力加速度的测定实验报告范文.doc
大学物理实验报告-单摆测重力加速度
大学物理实验报告-单摆测重力加速度大家好,今天我要给大家讲一个非常有趣的实验,那就是单摆测重力加速度。
这个实验不仅能够让我们更好地理解重力的概念,还能够让我们感受到科学的魅力。
下面就让我来给大家详细介绍一下这个实验的过程吧!我们需要准备一些材料。
这个实验需要的材料其实很简单,只需要一根细绳和一个小球就可以了。
如果你想要更加精确地测量重力加速度,还可以准备一个计时器和一个砝码。
不过,这些都是可选的,不是必须的哦!我们就要开始进行实验了。
我们需要把细绳系在一个小球上,让小球悬挂在空中。
我们可以轻轻地拉动细绳,让小球做圆周运动。
在这个过程中,你会发现小球的运动轨迹是一个非常美丽的弧线。
这就是所谓的单摆运动。
在这个实验中最重要的部分并不是观察小球的运动轨迹,而是测量小球在最低点和最高点的速度。
我们可以通过计时器来记录这两个时刻的时间,然后根据公式计算出小球在这两个时刻的速度。
这样一来,我们就可以得到小球在单摆运动中的周期了。
我们还需要测量小球在单摆运动中的振幅。
这个振幅其实就是小球从最低点到最高点的距离。
我们可以用尺子来测量这个距离,然后根据公式计算出小球的重力加速度。
我想给大家分享一下我在实验过程中的一些趣事。
其实,在实验刚开始的时候,我差点就把小球弄丢了!那时候我正在认真地测量小球在最低点和最高点的速度,结果一不小心就把细绳给松开了。
幸好我反应快,赶紧把细绳又系在了小球上。
不过这件事情也让我深刻地认识到了实验的严谨性和重要性。
通过这次实验,我对重力加速度有了更加深入的理解。
原来,重力加速度就是物体在自由落体运动中所受到的加速度。
而单摆运动则是一种非常特殊的自由落体运动,它可以让我们在不使用任何外力的情况下,直接测量物体所受到的重力加速度。
这真是太神奇了!这次实验让我受益匪浅。
它不仅让我更加热爱科学,还让我明白了一个道理:只要我们用心去探索这个世界,就一定能够发现无数奇妙的现象和规律。
所以呢,大家一定要多动手实践哦!相信你们一定也能从中收获很多快乐和知识!。
大学物理实验报告范例(单摆法测重力加速度)
大学物理实验报告范例(单摆法测重力加速度)实验题目:单摆法测重力加速度
实验目的:通过单摆实验,测量出大地表面重力加速度g的值。
实验原理:在斯托克斯定律,即由牛顿第二定律得出:重力加速度g等于单摆振子的运动延迟T的平方,除以4π的平方。
实验装置:
铁柱:直径20mm,高度1000mm,用于支撑摆线的支架;
单摆:摆线长度为2m,重量为50g;
游标卡尺:最大刻度为180mm,加入195mm延伸线;
磁开关:可以检测摆线的振动,定位电流信号可以被电子计时器接收并将数据存入计算机;
电子计时器:能够接收磁开关信号,并记录单摆振动前后的时间变化;
实验步骤:
1、使用铁柱支撑单摆,确定单摆横截面中心点的位置。
2、确定单摆的出发点,即T0的位置,并用游标卡尺测量摆线的位移。
3、安装磁开关并设置电子计时器。
4、使用手柄将单摆从临界点(T0处)拉出,以极小的角度出发,使磁开关接收到信号。
5、将单摆振动至最大振动幅度处,磁开关再次发出电流信号,电子计时器记录信号发出前后的时间变化,取得T2。
6、依次测量五组振动,并记录延迟时间T,作图求出算数平均值T2。
7、求出实验所得的大地表面重力加速度g的值,并与理论值进行比较。
实验结论:
使用单摆法测得的大地表面重力加速度g值与理论值相差不大,验证了斯托克斯定律的正确性,表明实验具有较高的精度和准确性。
自由落体测重力加速度实验报告
自由落体测重力加速度实验报告实验一自由落体重力加速度的测定实验一自由落体重力加速度的测定一、实验目的1. 通过测定重力加速度,加深对匀加速运动规律的理解:2. 学习用光电法计时;3. 学习用落体法测定重力加速度.二、仪器组成YJ-LG-3自由落体重力加速度测定仪、YJ-LG-3自由落体重力加速度测定仪专用毫秒计、钢球、卷尺等三、仪器结构1. YJ-LG-3自由落体重力加速度测定仪专用毫秒计面板如图l所示2. 自由落体测定仪如图2所示四、实验原理在重力作用下,物体的下落运动是匀加速直线运动.可用下列方程来描述:式中s是在时间t内物体下落的距离.g是重力加速度.如果物体下落的初速度为0,即Vo=0时,可见若能测得物体在最初t秒内通过的距离S,就可以估算出g的值,在实验中要严格保证初速度为零有一定的困难.,故常采用下列方法:实验时,让物体从静止开始自由下落.如图3所示,设它到达A点的速度为V0.从A点开始,经过时间t1到达B点,令A、B两点的距离为S1.,则若保持上述的初始条件不变,则从A点起,经过时间t2后.物体到达C点.令A、C两点的距离为S2.则由式3和式4得:以上两式相减,得:那么就有这里不再出现初速度值,式中的各值均可用自由落体测定仪测量得到.五、实验步骤1.调节自由落体仪垂直.将重锤装置安装好,调整底座上的调节螺旋,使重锤悬线与落体仪两立柱平行.2.将第一光电门放在立柱A处.如离顶端20cm处,调第二光电门于B处.如两光电门相距90cm处,将实验装置上的激光器、接收器与YJ-LG-3自由落体重力加速度测定仪专用毫秒计连接,打开电源,可看见激光器发出红光.3.调节上、下两个激光器。
使激光束平行地对准重锤线后,取下重锤装置.4.保持上、下两个激光器位置不变,调节上、下两个接收器分别与对应的激光器对准(使激光束垂直射入接收器入射孔),直至用手指通过上、下两光电门时,专用毫秒计能正常计时.5.按动YJ-LG-3自由落体重力加速度测定仪专用毫秒计功能键(使用方法见附录),选择计时精度为0.0001s,(测完一组数据后,按动复位键归零).6.用手指托住钢球至落球定位孔,迅速松开手指,记录钢球自由下落通过上、下两光电门的时间t1。
(完整版)重力加速度的测定实验报告
重力加速度的测定一,实验目的1,学习秒表、米尺的正确使用2,理解单摆法和落球法测量重力加速度的原理。
3,研究单摆振动的周期与摆长、摆角的关系.4,学习系统误差的修正及在实验中减小不确定度的方法。
二,实验器材单摆装置,停表(精度为0。
01s ),钢卷尺(精度为1mm ),游标卡尺(精度为0。
02mm )三,实验原理单摆是由一根不能伸长的轻质细线和悬在此线下端体积很小的重球所构成。
在摆长远大于球的直径,摆球质量远大于线的质量的条件下,将悬挂的小球自平衡位置拉至一边(很小距离,摆角小于5°),然后释放,摆球即在平衡位置左右作周期性的往返摆动,如图2-1所示。
摆球所受的力f 是重力和绳子张力的合力,f 指向平衡位置。
当摆角很小时(θ〈5°),圆弧可近似地看成直线,f 也可近似地看作沿着这一直线。
设摆长为L ,小球位移为x ,质量为m ,则 Lx =θsinθ单摆原理图f=θsin F =—Lx mg- =-m L gx由f=ma ,可知a=-Lgx 式中负号表示f 与位移x 方向相反。
单摆在摆角很小时的运动,可近似为简谐振动,比较谐振动公式:a =mf =-ω2x 可得ω=l g,即0222=+x dt x d ω,解得)cos(0ϕω+=t A x ,0A 为振幅,ϕ为初相。
应有[])2cos())((cos )cos(000ϕπωϕωϕω++=++=+=t A T t A t A x于是得单摆运动周期为:T =ωπ2=2πg L 即 T 2=g24πL 或 g=4π22T L又由于细线不是完全没有质量,他在外力作用下也不可能完成伸长,所以,单摆的重力加速度公式修正为22214TdL g +=π 四,实验步骤 1,数据采集(1)测量摆长L用米尺测量摆球支点和摆球顶点或最低点的间距l ,用游标卡尺测量小球的直径d,则摆长d l L 21+= (2)测量摆动周期用手把摆球拉至偏离平衡位置约︒5放开,让其在一个铅直面内自由摆动,当小球通过平衡位置的瞬间,开始计时,连续默数100次全振动时间为t ,再除以100,得到周期T 。
大学物理实验报告-单摆测重力加速度
大学物理实验报告-单摆测重力加速度大学物理实验报告单摆测重力加速度一、实验目的1、学会用单摆测量当地的重力加速度。
2、研究单摆的运动规律,加深对简谐运动的理解。
3、掌握数据处理和误差分析的方法。
二、实验原理单摆是由一根不可伸长、质量不计的细线,一端固定,另一端悬挂一个小球构成。
当摆角很小时(一般小于 5°),单摆的运动可以近似看作简谐运动。
根据简谐运动的周期公式:\(T =2\pi\sqrt{\frac{L}{g}}\),其中\(T\)为单摆的周期,\(L\)为摆长(摆线长度加上小球半径),\(g\)为当地的重力加速度。
通过测量单摆的周期\(T\)和摆长\(L\),就可以计算出重力加速度\(g\),即\(g = 4\pi^2\frac{L}{T^2}\)。
三、实验器材1、单摆装置(包括细线、小球、铁架台)2、秒表3、米尺4、游标卡尺四、实验步骤1、组装单摆将细线的一端系在铁架台上,另一端系上小球。
调整细线的长度,使小球自然下垂时,摆线与竖直方向的夹角小于5°。
2、测量摆长用米尺测量细线的长度\(l\)。
用游标卡尺测量小球的直径\(d\),则摆长\(L = l +\frac{d}{2}\)。
3、测量周期将单摆拉离平衡位置一个小角度(小于 5°),然后释放,让其在竖直平面内做简谐运动。
用秒表测量单摆完成 30 次全振动所用的时间\(t\),则单摆的周期\(T =\frac{t}{30}\)。
4、改变摆长,重复上述步骤,进行多次测量。
五、实验数据记录与处理|实验次数|摆长\(L\)(m)| 30 次全振动时间\(t\)(s)|周期\(T\)(s)|\(T^2\)(\(s^2\))|||||||| 1 | 0500 | 550 | 183 | 335 || 2 | 0600 | 632 | 211 | 445 || 3 | 0700 | 718 | 240 | 576 || 4 | 0800 | 795 | 265 | 702 || 5 | 0900 | 880 | 293 | 858 |根据实验数据,以摆长\(L\)为横坐标,周期的平方\(T^2\)为纵坐标,绘制\(L T^2\)图像。
大学物理实验报告-单摆测重力加速度
大学物理实验报告-单摆测重力加速度在进行单摆测重力加速度的实验时,大家一定充满了期待与好奇。
我们走进实验室,心中一阵激动。
实验的核心就是利用单摆的周期来计算重力加速度。
这听起来简单,却蕴含了不少奥妙。
一开始,准备工作是关键。
我们需要一个稳固的支架,绳子以及一个小球。
绳子一定要够长,球也要适中。
感觉就像在为一场比赛做准备,选手们都在热身。
接着,确定好摆动的起始角度。
为了得到准确的数据,角度最好保持在小范围内,通常不超过15度。
大家都知道,过大的角度会导致结果不太靠谱。
真是如同“贪多嚼不烂”啊。
然后,测量周期是下一步。
这里的技巧就藏在细节里。
用秒表计时,注意观察小球从一侧摆动到另一侧所需的时间。
这个过程中,心中默念“静如处子,动如脱兔”,把握每一个瞬间。
记录多个周期的时间,再算出平均值。
这样得到的数据才有说服力。
每一次的摆动都仿佛在向我们诉说着重力的奥秘。
通过公式,最终的目标是求得重力加速度g。
这个过程让人如同探索未知的世界,既兴奋又紧张。
公式是g = 4π²L/T²,其中L是摆长,T是周期。
替换进去,经过简单的计算,重力加速度便浮出水面。
哇,看到那个结果的时候,心里满是成就感,感觉自己像个小科学家。
当我们得到g的值后,接下来的讨论环节是必不可少的。
每个人分享自己的实验感受。
有人说,整个过程就像一场和重力的亲密舞蹈。
另一些同学则提到,实验不仅是数据的堆砌,更是对自然规律的深入理解。
其实,真正的乐趣在于我们对这个结果的解读。
重力加速度的测量,不仅仅是数字,背后蕴含着科学的魅力。
每一次实验都是一次新发现。
单摆实验让我们意识到,生活中的物理无处不在。
大到行星的运动,小到我们日常的走路,都是重力在默默作祟。
这个时候,大家都忍不住想起那些关于重力的故事。
牛顿与苹果的传说,听起来真是神奇。
人类就是在这些奇妙的瞬间,开启了科学的探索之旅。
在总结时,大家的脸上都洋溢着满足的笑容。
单摆的实验不仅帮助我们测量了重力加速度,也让我们对物理的理解更加深刻。
大学物理实验报告材料-单摆测重力加速度.doc
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单摆是在物理上常见的一个实验室现象,在物理实验中,它可以用来研究动能与惯性的转换,以及作用力的作用。
本次实验的目的是用单摆测量重力加速度。
实验原理:
在实验中,将被试悬吊在一根绳子上,它会随着时间发生频谱上的摆动,其频率为:$$ f = \frac{g}{2 \pi l} $$其中 g 是重力加速度,l 是绳子的长度。
根据这一定律,可以测得重力加速度 g。
实验装置:
实验的关键装置有绳子、悬挂架和被试者。
将绳子固定在悬挂架上,绳子的fixed端作为摆锤的支点,绳子的活动端由被试者拉动并悬挂在悬持架上。
由于被试者的重量,悬挂架及其附件会摆动,从而形成单摆运动。
实验流程:
(1)安装实验装置:将绳子安装到悬持架上,然后将被试者悬吊在悬持架上。
(2)测量频率:将时间计量器安装在悬持架上,将时间计量器的时间与摆动的周期测得并修正。
(3)测量长度:测量出绳子的长度。
(4)计算重力加速度:根据实验原理,根据相应的计算公式计算重力加速度的值。
实验结果:
实验中测量的绳子的长度为1.2m,测量的单摆运动周期为5s,根据上文提供的计算公式可得重力加速度g=9.83m/s²。
实验结论:
通过本次实验,可以用单摆测量重力加速度,测量值为9.83m/s²,与标准值9.8m/s²误差在可接受范围内。
实验结论证明,以单摆为例,可以研究惯性与动能之间的转换,以及重力加速度。
测量重力加速度实验报告
本次实验旨在通过单摆法测量重力加速度,加深对简谐运动和单摆理论的理解,并掌握相关实验操作技能。
二、实验原理单摆在摆角很小时,其运动可视为简谐运动。
根据单摆的振动周期T和摆长L的关系,有公式:\[ T^2 = \frac{4\pi^2L}{g} \]其中,g为重力加速度。
通过测量单摆的周期T和摆长L,可以计算出当地的重力加速度。
三、实验仪器1. 铁架台2. 单摆(金属小球、细线)3. 秒表4. 米尺5. 游标卡尺6. 记录本四、实验步骤1. 将单摆固定在铁架台上,确保摆球可以自由摆动。
2. 使用游标卡尺测量金属小球的直径D,并记录数据。
3. 使用米尺测量从悬点到金属小球上端的悬线长度L,并记录数据。
4. 将单摆从平衡位置拉开一个小角度(不大于10°),使其在竖直平面内摆动。
5. 使用秒表测量单摆完成30至50次全振动所需的时间,计算单摆的周期T。
6. 重复步骤4和5,至少测量3次,取平均值作为单摆的周期T。
7. 根据公式 \( g = \frac{4\pi^2L}{T^2} \) 计算重力加速度g。
1. 小球直径D:\(2.00 \, \text{cm} \)2. 悬线长度L:\( 100.00 \, \text{cm} \)3. 单摆周期T:\( 1.70 \, \text{s} \)(三次测量,取平均值)六、数据处理根据公式 \( g = \frac{4\pi^2L}{T^2} \),代入数据计算重力加速度g:\[ g = \frac{4\pi^2 \times 100.00}{(1.70)^2} \approx 9.78 \,\text{m/s}^2 \]七、误差分析1. 测量误差:由于测量工具的精度限制,如游标卡尺和米尺,可能导致测量数据存在一定误差。
2. 操作误差:在实验过程中,操作者的反应时间、摆动角度的控制等因素也可能导致误差。
八、实验结论通过本次实验,我们成功测量了当地的重力加速度,计算结果为 \( 9.78 \,\text{m/s}^2 \)。
重力加速度的测定实验报告
重力加速度的测定实验报告实验报告:重力加速度的测定摘要:本实验旨在通过自由落体实验法和双摆实验法分别测定重力加速度,并比较两种方法的实验结果。
实验结果表明,两种方法分别得到的重力加速度值为9.77 m/s²和9.79 m/s²,精度较高且符合理论值9.81 m/s²。
因此,本实验中所使用的两种方法均可以用于重力加速度的测定。
实验介绍:本次实验采用了自由落体实验法和双摆实验法两种方法对重力加速度进行了测定。
自由落体实验法的原理为在重力作用下物体做自由竖直上抛运动的运动方程为:h=1/2*g*t²。
双摆实验法的原理为,当两个摆长相等的摆锤在同一时刻由于受到重力作用而做简谐运动时,它们的解释周期相等。
周期T与摆长l和重力加速度g有关系式T=2π√(l/g)。
实验步骤:1.自由落体实验法:(1)测量掉落高度h,取三个值,求平均值。
(2)打开计时器,记录物体下落的时间t,取三个值,求平均值。
(3)根据t=sqrt(2h/g)计算测得的重力加速度g的值。
2.双摆实验法:(1)调整两个摆的长度,使它们长度相等,然后分别测量其振动的周期T1、T2,取平均值T。
(2)根据T=2π√(l/g)计算测得的重力加速度g的值。
实验结果:自由落体实验法分别测得的重力加速度值为9.77 m/s²、9.84m/s²、9.73 m/s²,平均值为9.78 m/s²;双摆实验法得到的重力加速度值为9.79 m/s²。
两种方法得到的重力加速度值精度较高,均符合理论值9.81m/s²。
而自由落体实验法所测得的重力加速度值略低于理论值,可能是由于空气阻力和实验误差导致的。
实验结论:通过自由落体实验法和双摆实验法分别对重力加速度进行测定,可以得到精度较高,均符合理论值的结果。
虽然自由落体实验法所测得的结果略低于理论值,但是仍可以用于初步的重力加速度测定。
【7A文】大学物理实验报告-单摆测重力加速度
【7A文】大学物理实验报告-单摆测重力加速度
一、实验目的
通过单摆实验测量地球表面的重力加速度,了解单摆运动的性质。
二、实验原理
单摆是指由一个质点挂在轻细的绳上,在重力的作用下做简谐振动。
当摆角度较小(一般小于10°)时,单摆可以看作是一个谐振子,其运动规律可以用如下公式描述:
其中,g为重力加速度,在地球表面的标准值为9.8 m/s²;
L为摆线的长度;
T为单摆的振动周期。
由上式可得重力加速度 g 的测量公式:
三、实验步骤
1. 将单摆装置垂直置于实验台上,使摆线垂直于地面。
2. 旋转摆线,使振动角度尽可能小。
3. 记录振动周期 T 和摆线长度 L。
5. 计算两次测量得到的重力加速度 g ,并求出平均值。
四、实验数据处理
(其中实验数据如下表所示)
五、实验结果与分析
通过本次实验,我们测得的重力加速度平均值为9.703 m/s²,与地球表面标准值(9.8 m/s²)相差不大,误差在2%以内。
这表明单摆测量重力加速度的方法是比较可靠的。
值得注意的是,实验时所使用的摆线长度应尽可能长,以减小外力对单摆运动造成的影响;同时振动幅度也应尽可能小,避免大角度振动对振动周期的影响。
六、实验结论
通过单摆实验测量地球表面的重力加速度,得出的实验数据表明,单摆测量重力加速度的方法比较可靠。
在实验过程中,应尽可能选择长度较长的摆线,并使振动幅度尽可能小,以减小外界因素的影响。
大学物理实验报告通用10篇
大学物理试验报告1
重力加速度的测定
一、试验任务
精确测定银川地区的重力加速度
二、试验要求
测量结果的对不确定度不超过5%
三、物理模型的建立及比较
初步确定有以下六种模型方案:
方法一、用打点计时器测量
所用仪器为:打点计时器、直尺、带钱夹的铁架台、纸带、夹子、重物、学生电源等.
利用自由落体原理使重物做自由落体运动.选择抱负纸带,找出起始点0,数出时间为t的p点,用米尺测出op的距离为h,其中t=0.02秒×两点间隔数.由公式h=gt2/2得g=2h/t2,将所测代入即可求得g.
摆锥作匀速圆周运动的向心力f=mgtgθ,而tgθ=r/h所以mgtgθ=mω2r由以上几式得:
g=4π2n2h/t2.
将所测的n、t、h代入即可求得g值.
方法六、单摆法测量重力加速度
在摆角很小时,摇摆周期为:
则
通过对以上六种方法的比较,本想尝试利用光电掌握计时法来测量,但因为试验室器材不全,故该方法无法进行;对其他几种方法反复比较,用单摆法测量重力加速度原理、方法都比较简洁且最熟悉,仪器在试验室也很齐全,故利用该方法来测最为顺利,从而可以得到更为精确的值。
重力加速度的计算公式推导如下:
取液面上任一液元a,它距转轴为x,质量为m,受重力mg、弹力n.由动力学知:
ncosα-mg=0(1)
nsinα=mω2x(2)
两式相比得tgα=ω2x/g,又tgα=dy/dx,∴dy=ω2xdx/g,
∴y/x=ω2x/2g.∴g=ω2x2/2y.
.将某点对于对称轴和垂直于对称轴最低点的直角坐标系的坐标x、y测出,将转台转速ω代入即可求得g.
方法二、用滴水法测重力加速度
大学物理实验报告-单摆测重力加速度
大学物理实验报告-单摆测重力加速度一、引言在这次实验中,我们的目标是通过单摆来测量重力加速度。
听起来挺简单,但其实背后有很多值得我们深挖的知识。
这项实验不仅能让我们更好地理解物理原理,还能让我们亲身体验科学的魅力。
1.1 单摆的基本原理单摆,其实就是一个挂着小球的细绳。
我们通过让小球来回摆动,观察它的周期。
周期,就是小球从一边摆到另一边再回来的时间。
用公式算一下,能发现摆动周期与重力加速度有着密切关系。
想象一下,随着小球的摆动,空气中似乎充满了它的节奏,真是让人心动。
1.2 实验准备在实验前,我们得准备好一根绳子、一个小球和一个秒表。
看似简单的材料,却能组合出精彩的实验。
把绳子固定在一个高处,让小球自由摆动。
记得要把小球拉到一个小角度,这样才能保证实验的准确性。
每次摆动,我们都要认真观察和记录。
二、实验过程2.1 测量周期每次小球摆动时,我都拿着秒表,紧张地开始计时。
这个过程让我感觉像是在和时间赛跑。
每次记录周期,心里都有种说不出的期待。
我们重复几次,确保数据的可靠性。
小球的每一次摆动,都像是在给我传递信息,让我慢慢理解物理的美妙。
2.2 计算重力加速度接下来,我们将测得的周期代入公式,计算出重力加速度。
随着数字的变化,我的心情也随之波动。
最终结果显现出来时,那种成就感让人热血沸腾。
感觉自己仿佛成为了科学家,揭开了宇宙的一角。
2.3 数据分析我们将记录的数据整理成表格,进行分析。
曲线图、平均值……每一个步骤都带着挑战和乐趣。
通过图表,我看到了一种规律,仿佛自然在向我微笑。
数据背后,不只是冷冰冰的数字,还有我们努力的汗水与收获。
三、实验反思3.1 实验的意义这次实验让我明白,物理不仅仅是理论,它与我们的生活息息相关。
重力加速度并不是一个抽象的概念,而是无时无刻不在影响着我们的日常。
摆动的小球背后,是无数科学家的探索与发现。
3.2 未来的展望这次实验让我对物理产生了更深的兴趣。
未来,我希望能继续深入研究,探索更多自然现象背后的原理。
完整word版重力加速度测定实验报告范文用单摆测定重力加速度的实验
完整word版重力加速度测定实验报告范文用单摆测定重力加速度的实验重力加速度的测定一,实验目的1,学习秒表、米尺的正确使用,理解单摆法和落球法测量重力加速度的原理。
23,研究单摆振动的周期与摆长、摆角的关系。
4,学习系统误差的修正及在实验中减小不确定度的方法。
二,实验器材单摆装置,停表(精度为0.01),钢卷尺(精度为1mm),游标卡尺(精度为0.02mm)三,实验原理单摆是由一根不能伸长的轻质细线和悬在此线下端体积很小的重球所构成。
在摆长远大于球的直径,摆球质量远大于线的质量的条件下,将悬挂的小球自平衡位置拉至一边(很小距离,摆角小于5°),然后释放,摆球即在平衡位置左右作周期性的往返摆动,如图2-1所示。
θLθT=Fcofθf=FinF=mg单摆原理图,5°)指向平衡位置。
当摆角很小时(θ<摆球所受的力f是重力和绳子张力的合力,f,质某f圆弧可近似地看成直线,也可近似地看作沿着这一直线。
设摆长为L,小球位移为,则量为m某inLg某mginF=-某f==-mLLg某f=maa=-,可知由L某f与位移式中负号表示方向相反。
fa某ω==-单摆在摆角很小时的运动,可近似为简谐振动,比较谐振动公式:m2某dg20某A)tAco(某ω为振幅,,可得为初相。
,解得=,即002dtl)2)co(A某Aco(tco)At()(tT应有000L22L42πTg=4LT=于是得单摆运动周期为:或==2π即2Tgg又由于细线不是完全没有质量,他在外力作用下也不可能完成伸长,所以,单摆的重力加速度公式修正为1Ld224g2T四,实验步骤1,数据采集(1)测量摆长Ll,用游标卡尺测量小球的直径d,用米尺测量摆球支点和摆球顶点或最低点的间距则摆长1Lld2(2)测量摆动周期5放开,让其在一个铅直面内自由摆动,当小球通过平衡用手把摆球拉至偏离平衡位置约T。
,得到周期,再除以次全振动时间为位置的瞬间,开始计时,连续默数100t100(3)将所测数据列于下表中,并计算出摆长、周期及重力加速度。
重力加速度的测定实验报告
重力加速度的测定实验报告实验报告:重力加速度的测定一、实验目的:通过实验测定地球表面上的重力加速度并验证其是否接近于标准重力加速度。
二、实验原理:1.重力加速度(g)是物体在自由下落过程中受到的加速度,是重力作用下物体在单位时间内速度增加的量。
2.在地球表面上,重力加速度近似等于9.8m/s²,可用加速度计测量重力加速度。
三、实验器材:1.加速度计2.常规实验器材:直尺、计时器、小球等四、实验步骤:1.将加速度计垂直放置在水平台面上,并使其与竖直方向平行。
2.使用直尺测量加速度计的高度,并将其记录下来。
记作L。
3.用小球轻轻击打加速度计,使其开始运动,并立即计时。
4.当加速度计再次回到开始位置时,立即停止计时。
5.将计时结果记录下来,记作T。
6.重复上述步骤多次,取多组数据。
五、实验数据记录:实验组数加速度计高度(L/m)运动时间(T/s)11.60.4121.60.4031.60.4241.60.3951.60.40六、数据处理与分析:1. 计算平均运动时间:T_avg = (T1 + T2 + T3 + T4 + T5) / 5 = (0.41 + 0.40 + 0.42 + 0.39 + 0.40) / 5 = 0.404 s2. 计算加速度:使用公式g = 2L / T_avg²g=2×1.6/(0.404)²=9.82m/s²七、结果与讨论:八、实验改进:1.为了提高实验精确度,可以多次重复测量,并取平均值。
2.使用更精确的加速度计来进行实验,以减小仪器误差。
3.确保小球碰撞加速度计的过程中不发生横向运动,以减小系统误差。
九、实验总结:。
大学物理实验报告范例(单摆法测重力加速度)
怀化学院大学物理实验实验报告系别物信系年级2009专业电信班级09电信1班姓名张三学号09104010**组别1实验日期2009-10-20实验项目:6-单摆法测重力加速度【实验项目】单摆法重力加速度【实验目的】1. 掌握用单摆法测本地生力加速度的方法。
2. 研究单摆的系统误差对测量结果的影响。
3. 掌握不确定度传递公式在数据处理中的应用。
【实验仪器】FB327型单摆实验仪、FB321型数显计时记数毫秒仪、钢卷尺、游标卡尺 【实验原理】如果在一固定点上悬挂一根不能伸长、无质量的细线,并在线的末端悬挂一质量为m 的质点,这就构成了一个单摆。
在单摆的幅角θ很小(<5°)时,单摆的振动周期T 和摆长L 有如下关系: glπ2=T (1) 单摆是一种理想模型。
为减小系统误差,悬线的长度要远大于小球直径,同时摆角要小于5°,并保证在同一竖直平面内摆动。
固定摆长,测量T 和摆长即可求出g 。
l g 224T=π式中:d l l 21+'= (线长加半径)或d l l 21-'=(悬点到小球底端距离减半径) 为减小周期测量误差,通过测量n 次全振动时间测周期,即:ntT =重力加速度测量计算公式:2224t ln g π= (3)【实验内容与步骤】1. 调整摆长并固定,用钢卷尺测摆线长度l ',重复测量6次。
2. 用游标卡尺测摆球直径d ,重复测量6次。
3.调单摆仪底座水平及光电门高低,使摆球静止时处于光电门中央4.测量单摆在摆角ο5<θ(振幅小于摆长的1/12时)的情况下,单摆连续摆动n 次(n=20)的时间t 。
要保证单摆在竖起平面内摆动,防止形成圆锥摆,等摆动稳定后开始计时。
5.计算g 的平均值,并作不确定度评定。
较小,所以用钢卷尺也能达到较高的准确度;②系统误差:未能严格满足单摆模型造成的误差,如未严格在竖直平面摆动。
怀 化 学 院 实 验 数 据 记 录 纸实验名称: 单摆法测重力加速度 实验时间: 2009 年 9 月 20 日 ___物 信 系__ _系 09 级 电信 专业 1 班 姓名 张 三 学号 09104010**数据记录:表1.用钢卷尺测摆线长度l '数据记录表=∆钢卷尺仪)(0.05 mm表2. 用游标卡尺测摆球直径d 数据记录表=∆游标卡尺仪)(0.02 mm表3. 测摆动20=n 次的时间t 数据记录表=∆数字毫秒仪仪)(秒。
重力加速度的测定实验报告
重力加速度的测定一,实验目的1,学习秒表、米尺的正确使用2,理解单摆法和落球法测量重力加速度的原理。
3,研究单摆振动的周期与摆长、摆角的关系。
4,学习系统误差的修正及在实验中减小不确定度的方法。
二,实验器材单摆装置,停表(精度为0.01s),钢卷尺(精度为1mm),游标卡尺(精度为0.02mm)三,实验原理单摆是由一根不能伸长的轻质细线和悬在此线下端体积很小的重球所构成。
在摆长远大于球的直径,摆球质量远大于线的质量的条件下,将悬挂的小球自平衡位置拉至一边(很小距离,摆角小于5°),然后释放,摆球即在平衡位置左右作周期性的往返摆动,如图2-1所示。
θ单摆原理图摆球所受的力f 是重力和绳子张力的合力,f 指向平衡位置。
当摆角很小时(θ<5°),圆弧可近似地看成直线,f 也可近似地看作沿着这一直线。
设摆长为L ,小球位移为x ,质量为m ,则Lx=θsin f=θsin F =-L x mg- =-m Lgx 由f=ma ,可知a=-Lgx 式中负号表示f 与位移x 方向相反。
单摆在摆角很小时的运动,可近似为简谐振动,比较谐振动公式:a =mf =-ω2x 可得ω=lg ,即0222=+x dt x d ω,解得)cos(0ϕω+=t A x ,0A 为振幅,ϕ为初相。
应有[])2cos())((cos )cos(000ϕπωϕωϕω++=++=+=t A T t A t A x于是得单摆运动周期为:T =ωπ2=2πg L 即 T 2=g24πL 或 g=4π22T L又由于细线不是完全没有质量,他在外力作用下也不可能完成伸长,所以,单摆的重力加速度公式修正为22214TdL g +=π 四,实验步骤 1,数据采集 (1)测量摆长L用米尺测量摆球支点和摆球顶点或最低点的间距l ,用游标卡尺测量小球的直径d,则摆长d l L 21+=(2)测量摆动周期用手把摆球拉至偏离平衡位置约︒5放开,让其在一个铅直面内自由摆动,当小球通过平衡位置的瞬间,开始计时,连续默数100次全振动时间为t ,再除以100,得到周期T 。
大学物理实验报告范例(单摆法测重力加速度)
怀 化 教 院之阳早格格创做大 教 物 理 真 验 真验报告系别 物疑系 年级 2009 博业 电疑 班级 09电疑1班 姓名 弛 三 教号 09104010** 组别 1 真验日期 2009-10-20真验名目: 6-单晃法测沉力加速度【真验名目】单晃法沉力加速度 【真验脚段】1. 掌握用单晃法测当天死力加速度的要领.2. 钻研单晃的系统缺面对于丈量截行的做用.3. 掌握没有决定度传播公式正在数据处理中的应用. 【真验仪器】FB327型单晃真验仪、FB321型数隐计时记数毫秒仪、钢卷尺、游标卡尺 【真验本理】如果正在一牢固面上悬挂一根没有克没有及伸少、无品量的细线,并正在线的终端悬挂一品量为m 的量面,那便形成了一个单晃.正在单晃的幅角θ很小(<5°)时,单晃的振荡周期T 战晃少L 犹如下闭系: gl π2=T (1)单晃是一种理念模型.为减小系统缺面,悬线的少度要近大于小球曲径,共时晃角要小于5°,并包管正在共一横曲仄里内晃动.牢固晃少,丈量T 战晃少即可供出g.式中:d l l 21+'= (线少加半径)或者d l l 21-'=(悬面到小球底端距离减半径)为减小周期丈量缺面,通过丈量n 次齐振荡时间测周期,即:nt T =沉力加速度丈量估计公式:2224tln g π= (3)【真验真量与步调】1. 安排晃少并牢固,用钢卷尺测晃线少度l ',沉复丈量6次.2. 用游标卡尺测晃球曲径d ,沉复丈量6次.3.调单晃仪底座火仄及光电门下矮,使晃球停行时处于光电门中央4.丈量单晃正在晃角 5<θ(振幅小于晃少的1/12时)的情况下,单晃连绝晃动n 次(n=20)的时间t.要包管单晃正在横起仄里内晃动,预防产死圆锥晃,等晃动宁静后启初计时.其中:261)(161∑=--=i ix x S 故:d l l 21+'==60.99+0.699=69 (cm)晃少没有决定度:113.0003.041113.0)(41)(2222=⨯+=+'=d U l U U l (cm)晃少相对于没有决定度:%18.0%10069.61113.0%100)(=⨯=⨯=lU l U l r 时间相对于没有决定度:%035.0%100568.31011.0%100)(=⨯=⨯=tU t U t r沉力加速度没有决定度:故:)(9.18.9772-⋅±=s cm g ,%9.1%1008.9779.1)(=⨯=g U r 【真验截行与分解】丈量截行:用单晃法测得真验天圆天面沉力加速度为: 真验分解:单晃法测沉力加速度是一种较为透彻又烦琐的丈量沉力加速度要领.本真验采与较粗稀的数字毫秒仪计时减小了周期丈量缺面.真验缺面由要根源于①晃少的丈量缺面,但是由于晃少较少,用钢卷尺丈量爆收的相对于缺面也较小,所以用钢卷尺也能达到较下的准确度;②系统缺面:已能庄重谦脚单晃模型制成的缺面,如已庄重正在横曲仄里晃动.要普及本真验的准确度可从以下圆里收端:尽大概谦脚理(也怀 化 教 院 真 验 数 据 记 录 纸真验称呼: 单晃法测沉力加速度 真验时间: 2009 年 9 月 20 日___物 疑 系__ _系 09 级 电疑 博业姓名 弛 三 教号 09104010** 数据记录:表1.用钢卷尺测晃线少度l '数据记录表=∆钢卷尺仪)( mm表2. 用游标卡尺测晃球曲径d 数据记录表=∆游标卡尺仪)(0.02 mm表3. 测晃动20=n 次的时间t 数据记录表。
大学物理重力加速度的测定实验报告范文实验报告
大学物理重力加速度的测定实验报告实验目的本实验旨在通过测定自由落体运动的时间和位移数据,计算出地球上的重力加速度,并了解测量误差的处理方法。
实验原理自由落体运动是指物体在没有任何外力作用下,从静止开始自由运动的情况。
在实验中,我们会利用自由落体运动的情况来测定重力加速度。
自由落体运动的路程与时间之间的关系可以用以下公式表示:$d=\\frac{1}{2}gt^2$其中,d代表物体下落的位移,g代表重力加速度,t代表下落的时间。
通过测量下落的时间和位移,我们可以计算出重力加速度g。
实验材料和设备•自由落体实验器•计时器•尺子或直尺实验步骤1.在实验室内设置自由落体实验器,保证垂直下落的物体不受任何干扰,并且与测量尺子垂直。
2.调整实验器,使得下落物体从计时器的触发器处开始运动。
3.用计时器测量下落物体的时间,并记录数据。
4.用尺子或直尺测量下落物体的位移,并记录数据。
5.根据测量数据计算出重力加速度g。
6.重复以上步骤多次,取平均值作为最终结果。
实验数据及结果以下是三次测量的时间和位移数据:时间(s)位移(m)0.463 1.110.472 1.150.455 1.08根据上表数据可以计算出平均重力加速度:$g=\\frac{2d}{t^2}=9.83m/s^2$实验误差分析和处理实验中可能会出现一些误差,如气流扰动、实验器调整不好、计时误差等。
这些误差都会影响实验结果的准确性和精度。
为了降低误差,我们可以采取以下措施:1.尽可能减小气流的扰动,将实验器摆放在通风较好的地方。
2.调整实验器,使其最大限度地减小位移误差。
3.多次测量,并计算平均值。
根据实验数据的误差分析,我们可以得出结论:在本次实验中,测定的重力加速度为9.83m/s2,该值与实际值9.81m/s2比较接近,实验结果较为准确。
结论通过本次实验,我们了解了物理实验中的基本原理、方法和步骤,掌握了重力加速度的计算方法,并学会了处理实验误差的方法,这些对于我们进行物理实验和科学研究都是非常重要的。
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大学物理重力加速度的测定实验报告范
文
一、实验任务
精确测定银川地区的重力加速度
二、实验要求
测量结果的相对不确定度不超过5%
三、物理模型的建立及比较
初步确定有以下六种模型方案:
方法一、用打点计时器测量
所用仪器为:打点计时器、直尺、带钱夹的铁架台、纸带、夹子、重物、学生电源等.
利用自由落体原理使重物做自由落体运动.选择理想纸带,找出起始点0,数出时间为t的p点,用米尺测出op的距离为h,其中t=0.02秒×两点间隔数.由公式h=gt2/2得g=2h/t2,将所测代入即可求得g.
方法二、用滴水法测重力加速度
调节水龙头阀门,使水滴按相等时间滴下,用秒表测出n个(n 取50—100)水滴所用时间t,则每两水滴相隔时间为t′=t/n,用米尺测出水滴下落距离h,由公式h=gt′2/2可得g=2hn2/t2.
方法三、取半径为r的玻璃杯,内装适当的液体,固定在旋转台上.旋转台绕其对称轴以角速度ω匀速旋转,这时液体相对于玻璃
杯的形状为旋转抛物面
重力加速度的计算公式推导如下:
取液面上任一液元a,它距转轴为x,质量为m,受重力mg、弹力n.由动力学知:
ncosα-mg=0 (1)
nsinα=mω2x (2)
两式相比得tgα=ω2x/g,又tgα=dy/dx,∴dy=ω2xdx/g,
∴y/x=ω2x/2g. ∴ g=ω2x2/2y.
.将某点对于对称轴和垂直于对称轴最低点的直角坐标系的坐标x、y测出,将转台转速ω代入即可求得g.
方法四、光电控制计时法
调节水龙头阀门,使水滴按相等时间滴下,用秒表测出n个(n 取50—100)水滴所用时间t,则每两水滴相隔时间为t′=t/n,用米尺测出水滴下落距离h,由公式h=gt′2/2可得g=2hn2/t2.
方法五、用圆锥摆测量
所用仪器为:米尺、秒表、单摆.
使单摆的摆锤在水平面内作匀速圆周运动,用直尺测量出h(见图1),用秒表测出摆锥n转所用的时间t,则摆锥角速度ω=2πn/t 摆锥作匀速圆周运动的向心力f=mgtgθ,而tgθ=r/h所以mgtgθ=mω2r由以上几式得:
g=4π2n2h/t2.
将所测的n、t、h代入即可求得g值.
方法六、单摆法测量重力加速度
在摆角很小时,摆动周期为:
则
通过对以上六种方法的比较,本想尝试利用光电控制计时法来测量,但因为实验室器材不全,故该方法无法进行;对其他几种方法反复比较,用单摆法测量重力加速度原理、方法都比较简单且最熟悉,仪器在实验室也很齐全,故利用该方法来测最为顺利,从而可以得到更为精确的值。
四、采用模型六利用单摆法测量重力加速度
摘要:
重力加速度是物理学中一个重要参量。
地球上各个地区重力加速度的数值,随该地区的地理纬度和相对海平面的高度而稍有差异。
一般说,在赤道附近重力加速度值最小,越靠近南北两极,重力加速度的值越大,最大值与最小值之差约为1/300。
研究重力加速度的分布情况,在地球物理学中具有重要意义。
利用专门仪器,仔细测绘各地区重力加速度的分布情况,还可以对地下资源进行探测。
伽利略在比萨大教堂内观察一个圣灯的缓慢摆动,用他的脉搏跳动作为计时器计算圣灯摆动的时间,他发现连续摆动的圣灯,其每次摆动的时间间隔是相等的,与圣灯摆动的幅度无关,并进一步用实验证实了观察的结果,为单摆作为计时装置奠定了基础。
这就是单摆的等时性原理。
应用单摆来测量重力加速度简单方便,因为单摆的振动周期是
决定于振动系统本身的性质,即决定于重力加速度g和摆长l,只需要量出摆长,并测定摆动的周期,就可以算出g值。
实验器材:
单摆装置(自由落体测定仪),钢卷尺,游标卡尺、电脑通用计数器、光电门、单摆线
实验原理:
单摆是由一根不能伸长的轻质细线和悬在此线下端体积很小的重球所构成。
在摆长远大于球的直径,摆锥质量远大于线的质量的条件下,将悬挂的小球自平衡位置拉至一边(很小距离,摆角小于5°),然后释放,摆锥即在平衡位置左右作周期性的往返摆动,如图2-1所示。
f =p sinθ
t=p cosθ
p = mg
l
图2-1 单摆原理图
摆锥所受的力f是重力和绳子张力的合力,f指向平衡位置。
当摆角很小时(θ<5°),圆弧可近似地看成直线,f也可近似地看作沿着这一直线。
设摆长为l,小球位移为x,质量为m,则
sinθ=
f=psinθ=-mg =-m x (2-1)
由f=ma,可知a=- x
式中负号表示f与位移x方向相反。
单摆在摆角很小时的运动,可近似为简谐振动,比较谐振动公式:a= =-ω2x
可得ω=
于是得单摆运动周期为:
t=2π/ω=2π (2-2)
t2= l (2-3)
或g=4π2 (2-4)
利用单摆实验测重力加速度时,一般采用某一个固定摆长l,在多次精密地测量出单摆的周期t后,代入(2-4)式,即可求得当地的重力加速度g。
由式(2-3)可知,t2和l之间具有线性关系,为其斜率,如对于各种不同的摆长测出各自对应的周期,则可利用t2—l图线的斜率求出重力加速度g。
试验条件及误差分析:
上述单摆测量g的方法依据的公式是(2-2)式,这个公式的成
立是有条件的,否则将使测量产生如下系统误差:
1. 单摆的摆动周期与摆角的关系,可通过测量θ<5°时两次不同摆角θ1、θ2的周期值进行比较。
在本实验的测量精度范围内,验证出单摆的t与θ无关。
实际上,单摆的周期t随摆角θ增加而增加。
根据振动理论,周期不仅与摆长l有关,而且与摆动的角振幅有关,其公式为:
t=t0[1+( )2sin2 +( )2sin2 +……]
式中t0为θ接近于0o时的周期,即t0=2π
2.悬线质量m0应远小于摆锥的质量m,摆锥的半径r应远小于摆长l,实际上任何一个单摆都不是理想的,由理论可以证明,此时考虑上述因素的影响,其摆动周期为:
3.如果考虑空气的浮力,则周期应为:
式中t0是同一单摆在真空中的摆动周期,ρ空气是空气的密度,ρ摆锥是摆锥的密度,由上式可知单摆周期并非与摆锥材料无关,当摆锥密度很小时影响较大。
4.忽略了空气的粘滞阻力及其他因素引起的摩擦力。
实际上单摆摆动时,由于存在这些摩擦阻力,使单摆不是作简谐振动而是作阻尼振动,使周期增大。
上述四种因素带来的误差都是系统误差,均来自理论公式所要求的条件在实验中未能很好地满足,因此属于理论方法误差。