单摆实验数据
单摆实验实验报告
单摆实验实验报告单摆是研究物体在重力作用下的振动规律的一种装置,通过实验观察单摆的摆动规律,可以了解摆动的周期与摆长之间的关系。
本次实验的目的是通过观察单摆的摆动情况,验证单摆摆动周期与摆长的关系,并探究摆动周期与摆长之间的数学关系。
实验仪器和材料:1. 单摆装置:由线、质量块和支撑杆组成的简单单摆。
2. 直尺和卡尺:用于测量摆长。
3. 计时器:用于测量摆动的周期。
实验步骤:1. 将单摆装置固定在支架上,使摆长可以调节。
2. 测量摆长:使用直尺和卡尺测量线与质量块之间的距离,即为摆长L。
3. 调整摆长:依次改变摆长L的值,记录下每个摆长对应的实验数据。
4. 进行摆动实验:将质量块轻轻拨动使其开始摆动,并使用计时器计时,记录下摆动的周期T。
5. 重复步骤4,进行多次摆动实验并取平均值,提高实验数据的准确性。
6. 将实验数据整理成表格并进行数据处理和分析。
实验结果:摆长L/cm 周期T/s20 1.2430 1.5140 1.7750 2.0160 2.23数据处理和分析:根据实验数据可得出摆动周期与摆长之间的关系。
摆动周期T随着摆长L的增加而增加,即摆长越长,摆动周期越长。
根据实验数据,我们还可以计算出摆动周期T与摆长L的平方根之间的关系,即T∝L^(0.5)。
通过进一步计算,我们可以得到实验中的摆动周期与摆长的关系式:T = 0.39*L^(0.5)。
结论:通过本次实验,我们验证了单摆摆动周期与摆长之间的关系,即摆动周期与摆长的平方根成正比。
实验结果与理论推导相符合,说明实验结果可靠。
实验过程中需注意测量的准确性和数据的稳定性,可以通过多次实验并取平均值来提高数据的可靠性。
实验结果对于研究振动规律和物理学原理具有一定的意义。
但在实验过程中,我们也发现了一些误差,可能是由于摆动角度、空气阻力和仪器误差等因素导致的,在今后的研究中可以进一步完善实验设计,减小误差的影响。
单摆测试实验报告
一、实验目的1. 了解单摆的基本原理及其应用;2. 掌握单摆实验的基本操作和数据处理方法;3. 通过实验验证单摆周期公式,测量重力加速度;4. 分析实验误差,提高实验技能。
二、实验原理单摆是一种经典的物理实验模型,其运动规律可以用简谐振动公式描述。
当摆角较小时,单摆的运动可视为简谐运动,其周期公式为:T = 2π√(l/g)其中,T为单摆的周期,l为摆长,g为重力加速度。
通过测量单摆的周期和摆长,可以计算出重力加速度g的值。
三、实验仪器与器材1. 单摆仪:包括摆线、摆球、支架等;2. 电子秒表:用于测量单摆周期;3. 米尺:用于测量摆线长度;4. 摆幅测量标尺:用于测量摆角;5. 计算器:用于数据处理和计算。
四、实验步骤1. 搭建单摆实验装置,将摆球固定在支架上,调整摆线长度,使摆球悬于平衡位置;2. 用米尺测量摆线长度,记录数据;3. 用摆幅测量标尺测量摆角,记录数据;4. 用电子秒表测量单摆振动n次(n=10)所需时间,记录数据;5. 根据公式T = t/n计算单摆的周期T;6. 重复以上步骤,进行多次测量,取平均值;7. 利用公式g = 4π²l/T²计算重力加速度g的值;8. 分析实验误差,总结实验结果。
五、实验数据与结果1. 摆线长度l = 1.00m;2. 摆角θ = 5°;3. 单次测量周期T = 2.00s;4. 多次测量周期平均值T = 2.00s;5. 重力加速度g = 9.81m/s²。
六、误差分析1. 系统误差:摆线长度测量误差、摆角测量误差等;2. 随机误差:电子秒表测量误差、摆球运动过程中空气阻力等;3. 估计误差:实验操作过程中人为因素等。
七、实验结论通过本实验,我们成功验证了单摆周期公式,测量了重力加速度g的值。
实验结果表明,所测重力加速度g的值与理论值较为接近,说明本实验具有较高的准确性。
同时,通过对实验误差的分析,我们认识到在实验过程中要注意减小系统误差和随机误差,提高实验精度。
单摆实验报告5页
单摆实验报告5页单摆实验报告实验目的:1、研究单摆周期与摆长、重力加速度之间的关系。
2、通过实验验证单摆的周期公式。
实验仪器:单摆、秒表、直尺、千分尺、万能电表、万用表。
实验原理:单摆又称为简单重力摆,是一种由一定重量的物体(摆球)悬挂于一个细绳或细杆上,自由受重力作用而成摆的简单物理实验。
单摆周期定律的表述:单摆的周期与摆长的平方根成正比,与重力加速度的平方根成反比。
单摆的周期公式为:T=2π√l/g(g为地球重力加速度实验步骤:1、调整单摆的摆长,使其长短均匀,用直尺及千分尺测量并记录摆长l的值。
2、测量摆球重量w,用万能电表测量摆球在空气中的阻力f。
3、将摆球拉到一定高度A处,放松球,用秒表测量N个周期的时长t1,t2, ...... tn。
4、分别计算每个周期的平均值T1,t2,...... tn。
结果计算:摆球重量为w,在空气中的阻力为f。
所以摆球所受重力为(w-f),整个单摆系统所受的合力为(w-f)。
根据牛顿第二定律,可得:(w-f)g=(w-f)a其中a为摆球所做的向心加速度,可用公式a=v²/l求得,其中v为摆球的速度,由摆球所在位置的高度算得(对于单摆振动的摆角很小的情况,可以认为一摆球速度都与摆球高度相同,即仅与最大位移有关)。
又可得:T=2π√l/(w-f)g得到每组实验数据后,我们可以将它们带入式子,按照周期公式计算每组数据的周期T1,T2......Tn。
根据上述计算方法,得到如下表格数据:表格(略)实验结果:由表可知,单摆周期T与摆长l的平方根成正比,与重力加速度的平方根成反比。
而单摆的周期公式T=2π√l/g,于是我们可以将实验测得的周期带入公式中,计算出地球重力加速度g 的值。
即g=4π²l/T²通过实验,我们得到的地球重力加速度为g=9.75m/s²,与标准值g=9.80m/s²比较,误差约为0.5%。
这说明我们的实验结果是可靠的。
单摆实验报告,大学
单摆实验报告,大学篇一:单摆实验报告单摆一、实验目的1. 验证单摆的振动周期的平方与摆长成正比,测定本地重力加速度的值2. 从摆动N次的时间和周期的数据关系,体会积累放大法测量周期的优点二、实验仪器单摆秒表(0.01s)游标卡尺(0.02mm) 米尺(0.1cm)三、实验原理如图所示,将一根不易伸长而且质量可忽略的细线上端固定,下端系一体积很小的金属小球绳长远大于小球的直径,将小球自平衡位置拉至一边(摆角小于5°),然后释放,小球即在平衡位置左右往返作周期性的摆动,这里的装置就是单摆。
设摆点O为极点,通过O且与地面垂直的直线为极轴,逆时针方向为角位移?的正方向。
由于作用于小球的重力和绳子张力的合力必沿着轨道的切线方向且指向平衡位置,其大小f?mgsin 设摆长为L,根据牛顿第二定律,并注意到加速度d2?的切向方向分量a??l?2 ,即得单摆的动力学方程dtd2?ml2??mgsin?dt结果得d2?g2????? 2ldt由上式可知单摆作简谐振动,其振动周期 T?2??2?2?lg或 g?4?l T利用上式测得重力加速度g ,可采取两种方法:第一,选取某给定的摆长L,利用多次测量对应的振动周期T,算出平均值,然后求出g ;第二,选取若干个摆长li,测出各对应的周期Ti,作出Ti2?li图线,它是一条直线,由该直线的斜率K 可求得重力加速度。
四、实验内容和步骤(1)仪器的调整1.调节立柱,使它沿着铅直方向,衡量标准是单摆悬线、反射镜上的竖直刻线及单摆悬线的像三者重合。
2.为使标尺的角度值能真正表示单摆的摆角,移动标尺,使其中心与单摆悬点间的距离y满足下式y??AB???180????5??AB式中为标尺的角度数,可取,而是标尺上与此5°相对应的弧长,可用米尺量度。
(2)利用给定摆长的单摆测定重力加速度1.适当选择单摆长度,测出摆长。
注意,摆长等于悬线长度和摆球半径之和。
2.用于使摆球离开平衡位置(?﹤5°),然后令它在一个圆弧上摆动,待摆动稳定后,测出连续摆动50次的时间t ,重复4次。
关于单摆的实验报告
竭诚为您提供优质文档/双击可除关于单摆的实验报告篇一:单摆(实验报告样板)(实验报告样板)华南师范大学物理与电信工程学院普通物理实验报告专业实验日期姓名张三教师评定实验题目单摆一、实验目的(1)学会用单摆测定当地的重力加速度。
(2)研究单摆振动的周期和摆长的关系。
(3)观察周期与摆角的关系。
二、实验原理当单摆摆动的角度小于5度时,可证明其振动周期T满足下式T?2?L(1)gg?4?2L2(2)T若测出周期T、单摆长度L,利用上式可计算出当地的重力加速度g。
2从上面公式知T2和L具有线性关系,即T2?4?L。
对不同的单摆长度L测量得出相对应的周期,g可由T2~L图线的斜率求出g值。
当摆动角度θ较大(θ>5°)时,单摆的振动周期T和摆动的角度θ之间存在下列关系222T?2?L?1??1?sin21??3?sin4?g???2?2?2??4?2??三、实验仪器单摆,秒表,米尺,游标卡尺。
四、实验内容1、用给定摆长测定重力加速度①选取适当的摆长,测出摆长;②测出连续摆动50次的总时间t;共测5次。
③求出重力加速度及其不确定度;④写出结果表示。
2、绘制单摆周期与摆长的关系曲线①分别选取5个不同的摆长,测出与其对应的周期。
②作出T2-L图线,由图的斜率求出重力加速度g。
3、观测周期与摆角的关系定性观测:对一定的摆长,测出3个不同摆角对应的周期,并进行分析。
五、数据处理1、用给定单摆测定重力加速度摆长:??/2?915.6?5.43?921.03mm=0.92103m=96.60/50=1.932s重力加速度:?4?220.921034?==9.742m/s2221.932?d?t??d15i?d?2n(n?1)?2.78?10.85?10.862?10.84?10.862?(10.86?10.86)2?(10.87?10.86)2?(10.88?10.86)2(55?1)=0.02mm取游标卡尺的仪器不确定度为σb=0.02mm,则?d??d2??b2?0.022?0.022?0.03mm?l?t??l15i?l?2n(n?1)?2.78?915.6?915.62?915.4?915.62?(915.8?915.6)2?(915.5?915 .6)2?(915.7?915.6)2=0.2mm(55?1)取米尺的仪器不确定度为σb=0.5mm,则因线长的不确定度远大于直径的0.03mm,所以?l??l2??b2?0.22?0.52?0.6mm?L??l?0.6mm?50T?t?2.78???50T?50T?i152n(n?1)?96.50?96.60?2??96.43?96.60?2??96.56?96.60?2??9 6.71?96.60?2??96.80?96.60?255?1=0.2s?T??50T/50?0.004s??eg2??2222?0.004??0.62?0.42%?915.61.932??=9.742×0.42%=0.05m/s2重力加速度:g=??=(9.74±0.05)m/s2广州的重力加速度:g=9.788m/s2百分误差:e0?9.788?9.?100%=4.7%34.00L(m)在曲线中取A、b两点,得:k?3.95?2.00?3.99(s2/m)(0.900?0.500)2g?4?2/k?4?2/3.99?9.89(m/s)9.7884.周期与摆角关系的定性研究小球半径r=0.00543mL=l+r=0.9058m百分误差:e0?9.788?9.89?100%=1.1%结论:由表中数据可知,周期随着角度的增加而略为变大。
实验13 用单摆测量重力加速度的大小
实验用单摆测量重力加速度的大小用单摆测量重力加速度的大小。
由单摆的周期公式T=2π lg ,可得出g=4π2T2l,测出单摆的摆长l和振动周期T,就可求出当地的重力加速度g。
带中心孔的小钢球、约1 m长的细线、带有铁夹的铁架台、游标卡尺、毫米刻度尺、停表。
1.测摆长用毫米刻度尺量出摆线长L(精确到毫米),用游标卡尺测出小球直径D,则单摆的摆长l=L+D2。
2.测周期将单摆从平衡位置拉开一个角度(不超过5°),然后释放小球,记下单摆摆动30次或50次全振动的总时间,算出平均每摆动一次全振动的时间,即为单摆的振动周期T。
数据处理的两种方法:方法一:公式法。
根据公式T=2πlg ,g=4π2lT2。
将测得的几组周期T和摆长l分别代入公式g=4π2l T 2中算出多组重力加速度g 的值,再求出g 的平均值,即为当地重力加速度的值。
方法二:图像法。
由单摆的周期公式T =2π l g 可得l =g 4π2T 2,因此以摆长l 为纵轴,以T 2为横轴描点作图,作出的l -T 2图像理论上是一条过原点的直线,如图所示,求出图像的斜率k ,即可求出g 值。
g =4π2k ,k =l T 2=Δl ΔT 2。
1.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:悬点固定,小球质量大、体积小,细线轻质非弹性,振动是在同一竖直平面内的振动,这些要求是否符合。
2.本实验的偶然误差主要来自时间的测量和摆线长度的测量,因此,要从摆球通过平衡位置时开始计时,不能多计或漏计摆球全振动次数。
使用刻度尺测量摆线长度时,要多次测量取平均值以减小误差。
3.利用图像法处理数据具有形象、直观的特点,同时也能减小实验误差。
利用图像法分析处理时要特别注意图像的斜率及截距的物理意义。
1.小球选用密度大的钢球。
2.选用1 m 左右难以伸缩,且尽量轻的细线。
3.悬线顶端不能晃动,需用夹子夹住,保证悬点固定。
4.单摆必须在同一平面内振动,且摆角小于5°。
单摆实验报告流程
一、实验目的1. 验证单摆的振动周期与摆长的关系。
2. 通过实验测定本地重力加速度的值。
3. 掌握单摆实验的基本操作和数据处理方法。
二、实验原理单摆是一个理想模型,其振动周期T与摆长L的关系为:T = 2π√(L/g),其中g 为重力加速度。
通过测量不同摆长的单摆振动周期,可以验证该关系,并计算重力加速度。
三、实验器材1. 单摆实验装置(包括摆线、摆球、固定架等)2. 秒表(精确到0.01秒)3. 游标卡尺(精确到0.02毫米)4. 米尺(精确到0.1厘米)5. 计算器四、实验步骤1. 准备工作- 将单摆实验装置安装好,确保摆线垂直且摆球在平衡位置。
- 用米尺测量摆线长度,记录数据。
- 用游标卡尺测量摆球直径,记录数据。
2. 测量振动周期- 将摆球从平衡位置拉开一定角度(小于5度),然后释放。
- 用秒表记录摆球完成n次全振动所需的时间,重复测量m次,取平均值作为振动周期T。
- 改变摆长,重复步骤2,得到不同摆长的振动周期。
3. 数据处理- 将测量得到的数据整理成表格。
- 利用公式T = 2π√(L/g)计算重力加速度g,并对结果进行误差分析。
五、实验结果及分析1. 实验数据- 表格记录不同摆长L和对应的振动周期T。
2. 数据分析- 通过作图或计算,验证振动周期T与摆长L的关系。
- 计算重力加速度g,并与标准值进行比较,分析误差来源。
六、注意事项1. 确保摆线垂直,避免摆球在运动过程中偏离竖直方向。
2. 测量摆长和摆球直径时,尽量减少误差。
3. 测量振动周期时,注意观察摆球运动轨迹,避免误差。
4. 实验过程中,注意安全,避免摆球碰撞实验装置。
七、实验总结通过本次实验,我们验证了单摆的振动周期与摆长的关系,并测定了本地重力加速度的值。
实验过程中,我们学习了单摆实验的基本操作和数据处理方法,提高了实验技能。
同时,我们也认识到实验误差的来源,为今后的实验研究提供了参考。
实验报告示例一、实验目的验证单摆的振动周期与摆长的关系,测定本地重力加速度的值。
实验__用单摆测定重力加速度
随堂训练·能力达标
1
2
3
4
5
6
7
3. 几名学生进行野外考察,登上一山峰后,他们想粗略测 出山顶处的重力加速度.于是他们用细线拴好石块 P 系在树枝上做成一个简易单摆,如图 7 所示.然后用随 身携带的钢卷尺、电子手表进行了测量.同学们首先测 出摆长 L,然后将石块拉开一个小角度,由静止释放, 使石块在竖直平面内摆动,用电子手表测出单摆完成 n 次 全振动所用的时间 t.
1
2
3
4
5
6
7
4. 某同学在正确操作和测量的情况下,测得多组摆长 L 和对应的 周期 T,画出 L-T2 图线,如图 8 所示.出现这一结果最可能的 原因是:摆球重心不在球心处,而是在球心的正 ____ 方 ( 选填 “上”或“下”). 为了使得到的实验结果不受摆球重心位置无法 准确确定的影响,他采用恰当的数据处理方法:在图线上选 图8
3. 实验步骤
(1)让细线的一端穿过金属小球的小孔,然后打一个比小孔大一些的线结,做成单摆. (2)把细线的上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, 让摆球自然下垂,在单摆平衡位置处作上标记,如实验原理图.
(3)用毫米刻度尺量出摆线长度 l′, 用游标卡尺测出摆球的直径, 即得出金属小球半径 r, 计算出摆长 l= l′+ r. (4)把单摆从平衡位置处拉开一个很小的角度 (不超过 5° ),然后放开金属小球,让金属小 球摆动,待摆动平稳后测出单摆完成 30~50 次全振动所用的时间 t,计算出金属小球完 t 成一次全振动所用时间,这个时间就是单摆的振动周期,即 T= (N 为全振动的次数), N 反复测 3 次,再算出周期 T = (5)改变摆长,重做几次实验。 T1+ T2+T3 . 3
单摆测重力加速度实验报告
单摆测重力加速度实验报告1. 引言重力加速度是物理学中的基本概念,具有重要的理论和实际应用价值。
测量重力加速度是物理实验中的一项基本实验,通过单摆测重力加速度实验可以间接测量出地球上某地的重力加速度值。
本文将详细介绍单摆测重力加速度实验的原理、实验装置、实验步骤以及数据处理和分析结果。
2. 原理单摆测重力加速度实验的基本原理是利用单摆在重力作用下的简谐振动特性,通过测量摆动周期来间接计算重力加速度。
根据单摆的小角度简谐振动公式,单摆的周期与摆长成正比,与重力加速度的平方根成反比。
具体公式如下:$$ T = 2\\pi \\sqrt{\\frac{L}{g}}$$其中,T为单摆的周期,T为摆长,T为重力加速度。
3. 实验装置本实验所使用的实验装置如下: - 单摆,包括一个重物球和一根轻质绳子 - 支架,用于悬挂单摆的支撑装置 - 计时器,用于测量摆动的时间4. 实验步骤4.1 准备工作•将支架放在水平台面上,调整使其保持稳定。
•将单摆挂在支架上,确保摆长T能够自由摆动。
4.2 实验操作•将单摆轻轻摆动,使其作小角度摆动,避免摆角过大引起非简谐振动。
•使用计时器测量10次摆动的时间,并记录下来。
5. 数据处理和分析结果5.1 数据处理根据实验得到的摆动时间数据,可以计算出每次摆动的周期T。
然后,通过计算多次实验的平均周期值,可以进一步计算出重力加速度T的估计值。
5.2 分析结果假设进行了T次实验,得到的平均周期为$\\bar{T}$。
则根据单摆的周期公式,可以得到:$$ g = \\frac{4\\pi^2L}{\\bar{T}^2}$$根据此公式,利用实验数据即可计算出重力加速度的估计值。
6. 结论本实验通过单摆测重力加速度的方法,间接测量出了重力加速度的估计值。
通过多次实验的平均周期值,计算出的重力加速度值具有一定的准确性和可靠性。
实验结果与已知数值进行比较,可以验证实验方法的可靠性和精确度。
在实际应用中,可以通过单摆测重力加速度的方法来测量地球上不同地点的重力加速度值,为科学研究和实际工程提供参考。
大学单摆实验报告
大学单摆实验报告实验目的•通过对于单摆的实际操纵掌握单摆实验方法;•了解并验证单摆物理规律;•通过实验数据分析和图像处理提高数据处理和模拟实验的能力。
实验器材•单摆装置•摆线、钢球•卡尺•电子天平实验原理单摆是由一个质点和一个不可伸长、可视为质点的细线构成的,钢球绳子上悬挂的摆称为单摆。
单摆的周期与摆长及重力加速度有关。
实验步骤步骤一:测量摆线长度1.在实验台上悬挂一个单摆,使摆心与纸面平行,将纸面移到刚好接触摆心下方,悬挂位置的纸面位置就是摆线的长度;2.使用卡尺测量纸面上悬挂位置的纸面到摆心的垂直距离,即为摆线长度。
步骤二:测量摆线质量1.使用电子天平测量摆线的质量,并记录下来。
步骤三:测量摆线摆动周期1.将钢球拉开到一侧,使其产生摆动;2.计时器开始计时,当钢球达到最右侧或最左侧时,计时器停止计时;3.重复上述步骤多次,取平均值,得到摆动周期。
步骤四:计算重力加速度根据公式T = 2π√(L/g),把摆动周期T和摆线长度L代入公式,可求得重力加速度g。
实验数据实验数据1:摆线长度和摆动周期关系示例数据摆线长度 (m) 摆动周期 (s)1.00 1.990.90 1.880.80 1.780.70 1.660.60 1.540.50 1.39实验数据2:实际测量数据示例摆线长度 (m) 摆线质量 (g) 摆动周期 (s)1.00 5.00 1.990.90 4.50 1.880.80 4.00 1.780.70 3.50 1.660.60 3.00 1.540.50 2.50 1.39数据处理与分析根据实验数据和实验原理,我们将进行以下数据处理与分析。
数据处理1.将摆线质量数据转换为千克,并计算摆线质点的质量;2.将摆线摆动周期数据求平均值,得到实验测得的摆动周期。
数据分析1.根据测量的摆线长度和摆动周期数据,使用公式T = 2π√(L/g)计算重力加速度g;2.对实际实验数据进行上述处理和分析,得到各组数据对应的重力加速度;3.比较实验数据和理论值的误差,并进行讨论。
单摆测重力加速度实验报告
单摆测重力加速度实验报告实验背景:重力是地球和其他星体互相作用的万有引力,是物理学中最基本的力之一。
本实验通过单摆的运动来测量地球表面上的重力加速度。
实验材料:1.单摆(包括球体、棒杆、支架)2.计时器3.直尺4.天平实验原理:单摆是由一个质量为m的球体通过一根质量可忽略不计的细长钢丝与一根不可摆动的垂直杆相连接而成。
当球体被拉离静止位置放开时,它就会在重力的作用下摆动。
球体运动的周期与重力加速度g及摆长L有关系,公式如下所示:T=2π√(L/g)实验步骤:1.使用天平测量球体、棒杆等物体的质量。
2.将单摆固定在支架上,并测量摆的长度L。
3.将球体离开静止位置,利用计时器测量单摆运动的周期T。
4.重复步骤3多次,取平均值。
5.根据公式计算重力加速度g的数值。
实验结果:利用上述公式和实验结果可以计算出重力加速度g的数值。
下列是三个实验结果:实验结果一:摆长L为0.8m,周期T为1.97s,通过计算得到的重力加速度g为9.885m/s²。
实验结果二:摆长L为1m,周期T为2.18s,通过计算得到的重力加速度g 为9.581m/s²。
实验结果三:摆长L为0.6m,周期T为1.69s,通过计算得到的重力加速度g为10.827m/s²。
结论:通过上述实验可以发现,重力加速度在不同的条件下计算出的数值可能会有一定的误差,但是误差范围不会太大。
我们还可以利用单摆测量其他的物理量,比如空气密度、钢丝直径等。
总之,单摆测重力加速度实验是一项非常有价值的实验,可以帮助我们更好地理解万有引力和运动规律。
此外,单摆测重力加速度实验不仅在理论上有很大的意义,在实际应用中也有着广泛的应用。
比如,无人机、火箭等飞行器的设计和控制,加载测试等领域都需要精确测量地球表面上的重力加速度。
需要注意的是,在进行单摆测重力加速度实验时,我们需要注意许多细节。
例如,球体的质量需要精确测量,摆长需要准确测量,让摆的振幅尽量小,以避免摆的受阻力的影响等等。
单摆实验报告
单摆实验报告通信一班赵雯琳1140031 【实验名称】单摆测定重力加速度【实验目的】1、学习用滇南通用计数器、钢卷尺和游标卡尺测单摆的周期与摆长2、求出当地重力加速度g的值3、考察单摆的系统误差对测重力加速度g的影响。
【实验仪器和用具】单摆仪、通用电脑计位器、游标卡尺、细线、金属小圆柱、塑料小圆柱【用具要求】细线不可伸长,细线的质量碧小球质量小的多,圆柱的尺寸又比细线的长度小的多,不计空气阻力和空气浮力。
【实验原理】当物体摆动的角θ很小时,sinθ≈θ切向力的大小㎎sinθ≈㎎θ,由牛顿定律,质点的运动方程:ma =-mgθ根据简谐运动公式:ω=2π/T 可得T=2π﹙l/g﹚½连续测一个周期相对误差较大,一般测量连续20~30个周期的时间t,运动中摆长L=l+h/2,带入公式最终得g=4π²×L/T²【实验内容及过程】1〃用游标卡尺测出金属及塑料小圆柱的高h2〃先将金属小圆柱的细线悬挂在铁架台上,使得小圆柱的主体位于光电门之间,可以让电位器感应到。
3〃用钢卷尺测出摆长的长度l4〃打开计位器的开关,使得小圆柱在角度小于5的幅度摆动,按下记录周期的按钮并开始计时。
5〃当计位器的数值达到30时,按下转换按钮,记录所得时间6〃重复4次实验,分别算出每次所得的周期时间T,再将T取平均值用于最后计算。
7〃将金属小球换成塑料小球进行以上实验,每次摆动20次,计算最后答案。
【实验数据】塑料柱l=97〃4cm h=28〃7mm L=l+h/2=98〃835cmG=4π²〃L/T²=9〃935m/s²金属柱l=98〃1cm h=28〃7mmL=l+h/2=99〃535cmG=4π²×L/T²=9〃8481m/s²。
新单摆实验数据计算公式
g(m/s-2) g(m/s-2)
yi T
2
数据处理结果 (bx+a) 1.407 1.608 1.809 2.010 2.211 审查 OK OK OK OK OK 斜率B= 4.023 截矩A= -0.001
相关系数r2= 0.99998864
1.40802 1.606303 1.808487 2.010157 2.211764
下面是用最小二乘法计算出重力加速度,表格中红色字体是实验数据,黑色字 你只要把实验数据填进红色部分,就可以计算出你测量数据的结果了 你把结果计算出来后与标准的重力加速度作比较然后分析结果的准确性就行了 1、固定摆长改变摆角测定重力加速度
L1= 固定摆长 小球直径 D= 单摆摆长 L=L1 -D/2 = 58.20
1.998
57.20 (θ m )
± ± ±
(θ m /2)
0.06 0.06
cm 0.001 cm
xi
x /cm
15 20 25 30 35 40
Sin (θ m /2) 0.26690391 0.27017897 0.13508948 0.13467898 0.01813843 0.35587189 0.44483986 0.53380783 0.6227758 0.71174377 0.36384686 0.46099544 0.56309728 0.67228552 0.79197755 0.18192343 0.23049772 0.28154864 0.33614276 0.39598878 0.1809216 0.22846211 0.27784364 0.32984819 0.38572064 0.03273262 0.05219494 0.07719709 0.10879983 0.14878041
利用单摆测量重力加速度实验报告
利用单摆测量重力加速度实验报告实验目的:利用单摆测量重力加速度。
实验原理:单摆是由一根长线和一质点组成的物理实验装置,质点可以沿线作周期性振动。
单摆周期的频率与重力加速度之间有一定的关系,可以利用单摆的周期来间接测量重力加速度。
实验仪器和材料:1. 单摆装置:一根线,一质点;2. 计时器;3. 直尺;4. 重力加速度测量仪器(如万能计)。
实验步骤:1. 将单摆装置悬挂在一个固定的支撑物上,确保单摆可以以自由振动的方式进行摆动。
2. 使用直尺测量单摆的长度(为便于计算,最好使用整数长度)。
3. 将质点从静止位置拉至较大摆角,然后释放,观察质点的振动情况。
4. 使用计时器测量质点完成一次往返的时间t。
重复多次测量,取平均值作为周期的测量值T。
5. 根据周期T和单摆的长度L,使用以下公式计算重力加速度g:g = 4π²L / T²。
实验数据处理:1. 根据实际测量得到的数据计算得到重力加速度的值。
2. 计算不确定度,包括随机误差和系统误差的考虑。
3. 进一步讨论实验误差的来源和影响。
实验结果分析:1. 将实验得到的重力加速度值与标准值进行比较,评估实验误差的大小。
2. 探讨实验过程中可能存在的误差源,并提出改进方法。
3. 讨论实验结果在不同条件下的变化情况,分析结果的合理性。
实验结论:通过单摆测量重力加速度的实验,我们得到了重力加速度的估计值。
实验结果与标准值相比较,误差较小。
实验过程中存在的误差主要来自于计时器的精度和单摆的摆动受到外界条件的影响。
改进方法可以采用更精准的计时器和减小外界条件对单摆摆动的影响。
单摆的物理实验报告
1. 理解单摆的周期公式及其应用。
2. 通过实验测量单摆的周期,计算并确定当地的重力加速度。
3. 掌握实验数据的处理方法,提高实验技能。
二、实验原理单摆的周期公式为:T = 2π√(L/g),其中T为单摆的周期,L为摆长,g为重力加速度。
在摆角小于10°的情况下,单摆可以近似看作简谐运动,其周期与摆长和重力加速度有关。
通过测量单摆的周期和摆长,可以计算出重力加速度。
三、实验器材1. 单摆(摆线长度可调节)2. 秒表3. 刻度尺4. 水平仪5. 记录本四、实验步骤1. 调整单摆,确保摆线与地面垂直,摆角小于10°。
2. 使用刻度尺测量摆线的长度,记录为L。
3. 使用水平仪检查单摆是否处于水平状态。
4. 将秒表放在容易读取的位置。
5. 松开单摆,使其摆动,在摆球通过最低点时开始计时,记录周期T。
6. 重复步骤5,至少测量5次周期,记录数据。
7. 计算平均周期T_avg = (T1 + T2 + T3 + T4 + T5) / 5。
8. 计算重力加速度g = (4π²L) / T_avg²。
摆线长度L:m周期T1:s周期T2:s周期T3:s周期T4:s周期T5:s六、数据处理与结果根据实验数据,计算平均周期T_avg和重力加速度g。
T_avg = (T1 + T2 + T3 + T4 + T5) / 5g = (4π²L) / T_avg²七、实验误差分析1. 测量摆线长度时,可能存在读数误差。
2. 记录周期时,可能存在人为误差。
3. 单摆摆角可能大于10°,导致周期公式不再适用。
八、实验结论通过本实验,我们成功测量了单摆的周期,并计算出了当地的重力加速度。
实验结果与理论值存在一定误差,可能是由于实验操作和仪器精度等因素造成的。
九、实验心得1. 在实验过程中,我们要注意保持单摆的摆角小于10°,以保证实验结果的准确性。
2. 在记录周期时,要尽量减少人为误差,提高实验数据的可靠性。
单摆实验实验报告数据
单摆实验实验报告数据单摆实验实验报告数据引言:单摆实验是物理学中常见的实验之一,通过研究单摆的运动规律,可以深入理解振动现象和简谐运动的特点。
本实验通过测量单摆的周期和摆长,分析其与重力加速度的关系,并验证单摆的周期与摆长平方根成正比的理论公式。
实验装置与方法:实验所用装置为一个简单的单摆,由一根轻细的线和一个质点组成。
实验的具体步骤如下:1. 将质点挂在线的一端,确保线的长度可以自由摆动。
2. 将线的另一端固定在一个固定支架上。
3. 将质点拉至一侧,使其摆动。
4. 用计时器测量质点从一个极点摆到另一个极点所需的时间,即一个完整周期的时间。
5. 重复上述步骤多次,取平均值。
实验数据:实验中,我们固定了摆长,即线的长度,分别进行了多次测量,得到了如下数据:摆长(m)周期(s)0.2 0.860.3 1.010.4 1.160.5 1.310.6 1.45数据分析与讨论:根据实验数据,我们可以计算出每个摆长对应的周期的平均值。
然后,我们可以绘制出摆长与周期的关系图,进一步分析其规律。
首先,我们计算出每个摆长对应周期的平均值如下:摆长(m)周期(s)0.2 0.860.3 1.010.4 1.160.5 1.310.6 1.45通过绘制摆长与周期的关系图,我们可以观察到一个明显的趋势:随着摆长的增加,周期也随之增加。
这表明摆长与周期之间存在着一定的关系。
为了进一步分析这种关系,我们可以计算出摆长与周期的比值,并绘制摆长与周期平方的关系图。
根据理论公式,单摆的周期与摆长平方根成正比,即T = 2π√(L/g),其中T为周期,L为摆长,g为重力加速度。
我们计算出摆长与周期平方的比值如下:摆长(m)周期平方(s²)摆长/周期平方0.2 0.7396 0.27040.3 1.0201 0.29410.4 1.3456 0.29740.5 1.7161 0.29120.6 2.1025 0.2855通过绘制摆长与周期平方的关系图,我们可以发现一个有趣的现象:摆长与周期平方的比值近似为一个常数。
单摆的研究实验报告
单摆的研究实验报告单摆的研究实验报告引言:单摆是物理学中一个经典的实验,用于研究摆动的规律和物体受力情况。
本实验通过观察和测量单摆的摆动周期和摆长,旨在探究摆动的特性和影响因素,进一步理解物理学中的振动现象。
实验目的:1. 理解单摆的基本概念和原理;2. 研究单摆的摆动周期与摆长的关系;3. 探究摆动幅度对单摆摆动的影响。
实验器材:1. 一根轻质细线;2. 一个小铅球;3. 一个支架。
实验步骤:1. 将支架固定在实验台上,确保其稳定;2. 将细线固定在支架上,并将小铅球系于细线下端;3. 调整细线的长度,使小铅球能够自由摆动;4. 将小铅球拉至一侧,释放后开始计时,记录小铅球的摆动周期;5. 重复实验多次,取平均值以提高数据的准确性;6. 改变细线的长度,重复步骤4-5,记录不同长度下的摆动周期;7. 改变小铅球的摆动幅度,重复步骤4-5,记录不同摆动幅度下的摆动周期。
实验结果与讨论:通过实验观察和测量,我们得到了不同摆长和摆动幅度下的摆动周期数据。
根据实验数据,我们可以得出以下结论:1. 摆动周期与摆长的关系:在实验中,我们发现摆动周期与摆长之间存在着一定的关系。
当摆长增加时,摆动周期也相应增加。
这是因为摆长增加会导致重力对小铅球产生更大的作用力,从而使摆动周期延长。
2. 摆动幅度对摆动周期的影响:我们还观察到摆动幅度对摆动周期有一定的影响。
当摆动幅度增大时,摆动周期略微减小。
这是因为摆动幅度增大会导致摆动过程中的摩擦力增加,从而使摆动周期缩短。
3. 摆动过程中的能量转化:在单摆的摆动过程中,能量会不断地在重力势能和动能之间转化。
当小铅球摆动到最高点时,重力势能最大,动能最小;而当小铅球摆动到最低点时,重力势能最小,动能最大。
这种能量转化使得摆动过程保持稳定。
结论:通过本实验的观察和测量,我们进一步理解了单摆的摆动特性和受力情况。
摆动周期与摆长、摆动幅度之间存在一定的关系,而摆动过程中的能量转化使得摆动过程保持稳定。
实验报告单摆实验
实验题目: 单 摆 的 设 计 与 研 究 (设计性实验)【实验简介】本实验的目的是学习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,学习累积放大法的原理和应用,分析基本误差的来源及进行修正的方法。
【设计的原理思想】一根长度不变的轻质小绳,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,此种装置称为单摆,如图1所示。
如果把小球稍微拉开一定距离,小球在重力作用下可在铅直平面内做往复运动,一个完整的往复运动所用的时间称为一个周期。
当单摆的摆角很小(θ<5°)时,可以证明单摆的周期T 满足下面公式g L T π2= (1)224TL g π= (2)式中L 为单摆长度。
单摆长度是指上端悬挂点到球心之间的距离;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 。
从上面公式知T 2和L 具有线性关系,即Lg T 224π=。
对不同的单摆长度L 测量得出相对应的周期,可由T 2~L 图线的斜率求出g 值。
【实验仪器】1、米尺(量程:2m ,分度值:1mm)2、游标卡尺(量程:15cm ,分度值:0.02mm,零值:0 )3、电子秒表(分度值:0.01s)测n=50的t 值【实验步骤的设计】1、 测量摆长l :测量悬线长度x1及悬挂体的厚度x2,l=x1-x2-(d/2)2、 测量周期T :摆角θ<5 °,计时起点选在摆球经过平衡位置的时刻,用停表测出单摆摆动50次的时间 T 50,共测量5次,取平均值。
3、 计算重力加速度:将测出的 和T 50代入22)/(4n T Lg n π=中(其中n 为周期的连续测量次数),计算出重力加速度g ,并计算出测量误差。
4、用金属作为摆线,以改变摆线的质量,以研究摆线质量对测g 的影响5、用乒乓球作为摆球,形容空气浮力对测g 影响【实验记录和数据处理】1、 1重力加速度g.用游标卡尺测量摆球的直径d ,在不同部位测量5次,取其平均值,计算不确定度。