测量重力加速度实验报告.docx

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重力加速度的测定实验报告

重力加速度的测定实验报告

重力加速度的测定实验报告一、实验目的1、学习和掌握自由落体运动的规律。

2、学会使用相关实验仪器测量重力加速度。

3、培养实验操作能力和数据处理能力。

二、实验原理自由落体运动是初速度为 0 的匀加速直线运动。

根据匀加速直线运动的规律,下落高度 h 与下落时间 t 之间的关系可以表示为:\h =\frac{1}{2}gt^2\其中,g 为重力加速度。

通过测量下落高度 h 和下落时间 t,就可以计算出重力加速度 g 的值:\g =\frac{2h}{t^2}\三、实验仪器1、电磁打点计时器2、纸带3、重锤4、铁架台5、直尺6、交流电源四、实验步骤1、将电磁打点计时器固定在铁架台上,使纸带穿过计时器的限位孔,把重锤通过纸带与电磁打点计时器连接好。

2、接通交流电源,让重锤自由下落,同时打点计时器在纸带上打下一系列的点。

3、取下纸带,选择点迹清晰且间距较大的一段纸带,标上计数点0、1、2、3、4、5……相邻两个计数点间的时间间隔为 002 秒。

4、用直尺测量出各计数点到起始点 0 的距离 h1、h2、h3、h4、h5……5、根据测量的数据,计算出各计数点对应的下落时间 t1、t2、t3、t4、t5……6、利用公式\g =\frac{2h}{t^2}\分别计算出各计数点对应的重力加速度 g1、g2、g3、g4、g5……7、求出重力加速度的平均值,作为实验测量的最终结果。

五、实验数据记录与处理以下是实验中测量得到的数据:|计数点|下落高度 h(cm)|下落时间 t(s)||::|::|::||0|000|000||1|190|004||2|780|008||3|1770|012||4|3160|016||5|4950|020|根据上述数据,计算各计数点对应的重力加速度:\g1 =\frac{2×190×10^{-2}}{(004)^2} = 950 \,m/s^2\\g2 =\frac{2×780×10^{-2}}{(008)^2} = 975 \,m/s^2\\g3 =\frac{2×1770×10^{-2}}{(012)^2} = 986 \,m/s^2\\g4 =\frac{2×3160×10^{-2}}{(016)^2} = 988 \,m/s^2\\g5 =\frac{2×4950×10^{-2}}{(020)^2} = 988 \,m/s^2\重力加速度的平均值为:\g =\frac{950 + 975 + 986 + 988 + 988}{5} = 978 \,m/s^2\六、实验误差分析1、打点计时器的打点频率不稳定,可能导致测量的时间间隔存在误差。

单摆法测重力加速度实验报告

单摆法测重力加速度实验报告

单摆法测重力加速度实验报告一、实验目的1、学会用单摆法测量重力加速度。

2、研究单摆运动规律,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,另一端系一质量为 m 的小球,在重力作用下,小球在竖直平面内做小角度摆动,其运动可近似为简谐运动。

当摆角小于 5°时,单摆的振动周期 T 与摆长 L 和重力加速度 g 的关系为:\T = 2\pi\sqrt{\frac{L}{g}}\由此可得:\g =\frac{4\pi^2 L}{T^2}\通过测量单摆的摆长 L 和周期 T,即可计算出重力加速度 g 的值。

三、实验器材1、单摆装置(包括细线、小球、铁架台)2、米尺3、秒表4、游标卡尺四、实验步骤1、组装单摆将细线一端系在铁架台上,另一端系上小球,调整细线长度,使小球自然下垂时,摆线与竖直方向的夹角小于 5°。

用游标卡尺测量小球的直径 d,多次测量取平均值。

2、测量摆长 L用米尺测量细线长度 l,注意从固定点到小球中心的距离。

摆长 L = l + d/23、测量周期 T将单摆拉离平衡位置一个小角度(小于 5°),释放小球,使其做简谐运动。

用秒表测量单摆完成 30 次全振动所用的时间 t,重复测量 3 次,计算周期 T = 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) |小球直径 d (m) | 30 次全振动时间t (s) |周期 T (s) |||||||| 1 |_____ |_____ |_____ |_____ || 2 |_____ |_____ |_____ |_____ || 3 |_____ |_____ |_____ |_____ |根据实验数据,计算每次测量的重力加速度 g,计算公式为:\g=\frac{4\pi^2 L}{T^2}\计算重力加速度的平均值:\g_{平均} =\frac{g_1 + g_2 + g_3}{3}\六、误差分析1、系统误差摆线质量不可忽略,会导致摆长测量值偏小,从而使重力加速度测量值偏大。

重力加速度的测量实验报告

重力加速度的测量实验报告

重力加速度的测量实验报告一、实验目的咱们这次做实验,目标可不简单,咱要亲手测一测这个地球上的“无形之力”——重力加速度!就是大家常说的“重力”,其实也就是物体在地球表面由于地球吸引力的作用产生的加速度。

想想看,咱地球上每个人都在受它的“照顾”,这不,站起来都不费劲嘛。

重力加速度大概是9.8 m/s²,大家都听过吧?我们这次就是想亲自通过实验验证一下,看看这个数字到底准不准。

说白了,就是找找地球对咱们的“吸引力”是不是像老师说的那么准确。

二、实验原理重力加速度的原理大家平时也听过。

想象一下,你从高处扔个小石子,那石子下落的速度是越来越快的,对吧?这就是加速度。

简单来说,物体在自由下落的时候,每秒钟都会增加一个恒定的速度。

这种加速度就是重力加速度。

不过呢,大家也都知道,不同的地点、不同的条件,重力加速度值可能会有一些微小的变化。

所以我们这次做的实验,就是想看看这个“9.8”到底能不能在我们自己动手测量的时候站得住脚。

三、实验器材说到实验器材嘛,说白了就是咱们做实验的“武器”。

为了测量重力加速度,我们得准备几个必不可少的东西。

得有一个小球,最好是圆的,别给它找点奇怪的形状,不然掉下来的时候可能跑偏了。

然后,咱需要一个计时器,就是用来测量小球下落的时间,最好是精确一点的,这样能减少误差。

再有就是一个刻度尺,量一下小球下落的距离。

光有这些东西当然不够,还得有点耐心,毕竟科学实验嘛,不是急功近利的活儿。

每一步都得小心谨慎,不然结果就不准确了。

四、实验步骤准备工作都齐全了,接下来的事情就好办了。

咱得把小球从某一高度上面放下。

然后,眼疾手快地按下计时器,开始计算小球下落所需的时间。

至于高度嘛,一般来说,选择1米左右的高度比较好。

这个高度不会太低,误差小,又足够让小球下落的时间能被准确地计时。

下落的时候要注意,尽量避免其他外力干扰,比如风啊、抖动啊之类的,不然下来的速度不准,实验就不成功了。

你可别小看了这一步,任何小小的疏忽都会影响结果哦!数好小球下落的时间,记得要精确到毫秒!如果能重复实验几次,最好是三次以上,这样计算出的平均值更靠谱。

物理实验报告

物理实验报告

物理实验报告物理实验报告实验名称: 测量重力加速度的实验实验目的: 测量重力加速度g,并与标准值对比,验证测量结果的准确性。

实验原理: 重力加速度是指在地球表面物体受到的重力作用下,每秒钟速度变化的大小。

在重力加速度实验中,常用自由下落法来测量。

根据自由下落运动的位移、时间和速度的关系,可以计算得到重力加速度。

实验装置:1.长直线轨道2.可调整高度的起点装置3.测量位移和时间的仪器(如直尺和秒表)4.重物(如金属球)实验步骤:1.在直线轨道上放置起点装置,使得起点装置的高度可调整。

2.将重物置于起点装置上方。

3.调整起点装置的高度,使得重物在实验开始时刚好处于静止状态。

4.用直尺测量起点装置到直线轨道底部的距离,并记录为起点高度h1。

5.启动秒表,同时让重物自由下落。

6.当重物触地时,停止秒表并记录下落的时间t。

7.重复上述实验步骤3-6多次,取多组数据。

数据处理:1.计算每次实验中重力加速度g的值,使用公式g = 2h/t^2。

2.取多组数据的平均值,作为最终测得的重力加速度g的值。

3.与标准重力加速度的值进行对比,评估测量结果的准确性。

实验结果和讨论:通过多次实验,我们得到了不同起点高度下的重力加速度值,并计算得到平均值。

与标准重力加速度的值进行对比,我们可以评估测量结果的准确性。

在实验中可能存在一些误差,如气体阻力、起点装置的稳定性等。

为减小误差,我们一般会取多次实验的平均值。

实验结果与标准值越接近,说明测量结果越准确。

结论:通过重力加速度实验,我们成功测量了重力加速度g,并与标准值进行了对比。

根据结果可以评估测量结果的准确性。

重力加速度实验是物理实验中的基础实验,对于深入理解重力现象具有重要意义。

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。

单摆测重力加速度实验报告-资料类

单摆测重力加速度实验报告-资料类

单摆测重力加速度实验报告-资料类关键信息项:1、实验目的:_________________________2、实验原理:_________________________3、实验器材:_________________________4、实验步骤:_________________________5、数据记录与处理:_________________________6、实验误差分析:_________________________7、结论:_________________________11 实验目的本实验旨在通过单摆装置测量重力加速度,加深对单摆运动规律的理解,并掌握一种测量重力加速度的方法。

111 具体目标学会使用相关实验仪器进行测量。

培养实验操作能力和数据处理能力。

探究单摆周期与摆长之间的关系。

12 实验原理单摆运动是一种简谐运动,其周期公式为 T =2π√(L/g),其中 T 表示单摆的周期,L 表示单摆的摆长,g 表示重力加速度。

通过测量单摆的周期 T 和摆长 L,即可计算出重力加速度 g。

121 理论推导当单摆的摆角小于 5°时,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,结合单摆的运动特点,推导出上述周期公式。

13 实验器材单摆装置一套,包括摆球、摆线、铁架台等。

游标卡尺,用于测量摆球的直径。

米尺,用于测量摆线的长度。

秒表,用于测量单摆的周期。

131 器材选择与校准选择质量均匀、体积较小的摆球,以减少空气阻力对实验的影响。

摆线应选用轻而不易伸长的细线。

对游标卡尺和米尺进行校准,确保测量精度。

秒表在使用前应检查其走时是否准确。

14 实验步骤141 安装单摆装置将铁架台固定在水平桌面上,将摆线一端系在铁架台上,另一端系上摆球,调整摆线长度,使摆球自然下垂时,摆线与竖直方向的夹角小于 5°。

142 测量摆长用米尺测量摆线的长度 l₁,再用游标卡尺测量摆球的直径 d,摆长L = l₁+ d/2。

测量重力加速度实验报告范文

测量重力加速度实验报告范文

测量重力加速度实验报告范文一、复摆法测重力加速度一.实验目的1.了解复摆的物理特性,用复摆测定重力加速度,2.学会用作图法研究问题及处理数据。

二.实验原理复摆实验通常用于研究周期与摆轴位置的关系,并测定重力加速度。

复摆是一刚体绕固定水平轴在重力作用下作微小摆动的动力运动体系。

如图1,刚体绕为固定轴O在竖直平面内作左右摆动,G是该物体的质心,与轴O的距离为h,其摆动角度。

若规定右转角为正,此时刚体所受力矩与角位移方向相反,则有Mmghin,(1)又据转动定律,该复摆又有,(2)(I为该物体转动惯量)由(1)和(2)可得MI2in,(3)其中2mgh。

若很小时(在5°以内)近似有I2,(4)此方程说明该复摆在小角度下作简谐振动,该复摆振动周期为T2I,(5)mgh设IG为转轴过质心且与O轴平行时的转动惯量,那么根据平行轴定律可知IIGmh2,(6)代入上式得IGmh2T2,(7)mgh设(6)式中的IGmk2,代入(7)式,得mk2mh2k2h2,(11)T22mghghk为复摆对G(质心)轴的回转半径,h为质心到转轴的距离。

对(11)式平方则有422422Thkh,(12)gg2设yT2h,某h2,则(12)式改写成42242yk某,(13)gg(13)式为直线方程,实验中(实验前摆锤A和B已经取下)测出n组(某,y)值,用42242作图法求直线的截距A和斜率B,由于A,所以k,Bgg42g,kBAg42A,(14)B由(14)式可求得重力加速度g和回转半径k。

三.实验所用仪器复摆装置、秒表。

四.实验内容1.将复摆悬挂于支架刀口上,调节复摆底座的两个旋钮,使复摆与立柱对正且平行,以使圆孔上沿能与支架上的刀口密合。

2.轻轻启动复摆,测摆30个周期的时间.共测六个悬挂点,依次是:6cm8cm10cm12cm14cm16cm处。

每个点连测两次,再测时不需重启复摆。

3.启动复摆测量时,摆角不能过大(<),摆幅约为立柱的宽度。

测量重力加速度实验报告

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 \( 9.78 \,\text{m/s}^2 \)。

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

一、实验目的1. 通过自由落体实验,加深对匀加速直线运动规律的理解。

2. 掌握自由落体实验的操作步骤和数据处理方法。

3. 学会使用自由落体仪和计时器进行实验。

4. 了解重力加速度与物体质量、高度的关系。

二、实验原理在忽略空气阻力的情况下,物体在地球表面附近受到的重力作用下的运动为自由落体运动。

自由落体运动是匀加速直线运动,其运动方程为:s = 1/2gt²,其中s为物体下落的距离,g为重力加速度,t为时间。

三、实验器材1. 自由落体仪2. 计时器3. 测量尺4. 直尺5. 钢球6. 纸带四、实验步骤1. 将自由落体仪安装好,调整好仪器高度,确保钢球能够顺利通过光电门。

2. 将钢球放在自由落体仪的起始位置,确保钢球与光电门之间没有障碍物。

3. 打开计时器,同时释放钢球,记录钢球通过光电门的时间。

4. 重复步骤3,记录多次实验数据。

5. 将实验数据记录在表格中,进行数据处理。

五、数据处理1. 计算每次实验的落地时间t。

2. 计算每次实验的落地距离s。

3. 利用公式g = 2s/t²计算重力加速度g。

4. 对实验数据进行统计分析,求出重力加速度的平均值。

六、实验结果与分析1. 实验数据如下:实验次数 | 落地时间t(s) | 落地距离s(m) | 重力加速度g(m/s²)-----------------------------------------1 | 1.23 | 1.50 | 9.832 | 1.25 | 1.52 | 9.803 | 1.21 | 1.49 | 9.854 | 1.28 | 1.54 | 9.782. 计算重力加速度的平均值:g = (9.83 + 9.80 + 9.85 + 9.78) / 4 = 9.81 m/s²3. 分析与讨论:(1)实验结果表明,自由落体运动是匀加速直线运动,重力加速度g约为9.81 m/s²。

(2)实验过程中,由于空气阻力的影响,实际测量值与理论值存在一定误差。

测量重力加速度实验报告

测量重力加速度实验报告

测量重力加速度实验报告实验报告:测量重力加速度引言:重力加速度是一个物体受到地球引力作用时的加速度,它是物体下落速度增加的速率。

测量重力加速度是物理实验中常见的一个实验,本实验旨在通过实验方法来测量重力加速度,并验证实验结果的准确性。

实验目的:通过实验方法测量重力加速度,并验证实验结果的准确性。

实验器材与方法:1. 实验器材:平滑的竖直墙壁、长直尺、固定在墙壁上的计时器、小物块、绳子。

2. 实验方法:a. 将竖直墙壁上的计时器固定在适当的位置,确保其能够准确测量物体下落的时间。

b. 将小物块用绳子系在长直尺的一端,使其能够自由下落。

c. 将长直尺的另一端靠在竖直墙壁上,并将小物块从长直尺的顶端释放,让其自由下落。

d. 同时启动计时器,记录小物块下落所用的时间。

e. 重复以上步骤多次,取平均值作为实验结果。

实验结果与分析:通过多次实验测量,得到物体下落所用的时间为t。

根据物体自由下落的运动学公式可知,物体下落的距离与时间的平方成正比,即s=1/2gt^2,其中s为下落的距离,g为重力加速度。

根据实验结果,可以得到重力加速度g的值。

实验结果的准确性可以通过与已知值进行比较来验证。

比如可以使用已知的重力加速度值9.8m/s^2与实验结果进行比较,如果实验结果接近已知值,则说明实验结果较为准确。

结论:通过实验方法测量重力加速度,得到实验结果与已知值接近,说明实验结果较为准确。

这表明我们所采用的实验方法是可行的,能够有效测量重力加速度。

本实验不仅加深了对重力加速度的理解,而且培养了实验操作能力和数据处理能力。

致谢:感谢实验过程中给予的指导和帮助。

参考文献:[1] 《物理实验教程》。

测量重力加速度实验报告

测量重力加速度实验报告

测量重力加速度实验报告
实验目的,测量地球表面的重力加速度。

实验器材,弹簧测力计、计时器、小球、直尺、实验台。

实验原理,利用自由落体运动的公式,通过测量小球自由下落的时间和距离,计算重力加速度。

实验步骤:
1. 将弹簧测力计挂在实验台上,使其垂直于地面。

2. 将小球放在测力计下方,使其自由下落。

3. 同时启动计时器,并记录小球自由下落的时间。

4. 测量小球自由下落的距离。

5. 重复以上步骤3-4次,取平均值作为最终结果。

实验数据:
小球自由下落的时间 t1 = 0.5s.
小球自由下落的距离 h1 = 1m.
小球自由下落的时间 t2 = 0.6s.
小球自由下落的距离 h2 = 1.2m.
小球自由下落的时间 t3 = 0.55s.
小球自由下落的距离 h3 = 1.1m.
实验结果:
平均自由下落时间 t = (t1 + t2 + t3) / 3 = (0.5 + 0.6 + 0.55) / 3 = 0.55s.
平均自由下落距离 h = (h1 + h2 + h3) / 3 = (1 + 1.2 + 1.1) / 3 = 1.1m.
利用自由落体运动的公式 h = (1/2) g t^2,可求解重力加速度 g:
g = 2h / t^2 = 2 1.1 / (0.55)^2 = 8m/s^2。

实验结论,通过实验测量,得到地球表面的重力加速度约为
8m/s^2,与标准值9.8m/s^2存在一定偏差。

可能的误差来源包括空气阻力、实验仪器精度等。

为了提高实验精度,可以采取减小空气阻力、增加测量次数等方法。

单摆法测重力加速度实验报告

单摆法测重力加速度实验报告

实验名称:单摆法测重力加速度实验目的:通过单摆实验,测量并计算出当地的重力加速度。

实验原理:单摆是一种理想的振动系统,当摆角小于5°时,其运动可以近似看作简谐运动。

根据单摆的周期公式,可以通过测量单摆的摆长和周期来计算重力加速度。

实验仪器:铁架台、细线、小铁球、游标卡尺、米尺、秒表。

实验步骤:1. 用游标卡尺测量小铁球的直径,重复测量6次,取平均值作为小铁球的直径D。

2. 用米尺测量细线的长度,重复测量6次,取平均值作为细线的长度L。

3. 将细线一端固定在铁架台上,另一端悬挂小铁球,调整摆球的位置,使摆线、摆球和摆幅测量标尺的中线三线合一。

4. 将摆球摆出角度小于5°,然后当小球经过摆幅测量标尺的中间时开始计时,再次经过时开始数1,直到数到50,立刻结束计时,记录下秒表的数据t。

5. 重复步骤4,记录下5次的数据。

6. 根据公式T=2π√(L/g),计算重力加速度g。

实验数据:实验次数 | 周期的次数(次) | 时间(s) | 线长(cm) | 直径(mm) |g(m/s²)----------|----------------|----------|-----------|-----------|----------1 | 50 | 84.19 | 68.90 | 22.16 | 9.7852 | 50 | 84.25 | 69.01 | 22.16 | 9.7863 | 50 | 84.30 | 68.80 | 22.16 | 9.7894 | 50 | 84.35 | 69.20 | 22.16 | 9.7905 | 50 | 84.40 | 68.50 | 22.16 | 9.792数据处理:1. 计算单摆的周期T,T=2t/n,其中t为每次实验的时间,n为周期的次数。

2. 计算重力加速度g,g=4π²L/T²。

实验结果:根据实验数据,计算得到的重力加速度g的平均值为9.788m/s²。

实验报告:用单摆测重力加速度.docx

实验报告:用单摆测重力加速度.docx

实验报告用单摆测重力加速度时间:年月日一、目的:学会用单摆测定重力加速度。

二、原理:在偏角小于 5°情况下,单摆近似做简谐运动,其周期T2L,由此可得重力加速度g 4 2 L ,测出摆g T 2长 L、周期 T,代入上式,可算出g 值。

三、器材: 1m多长的细线,带孔的小铁球,带铁夹的铁架台,米尺,游标卡尺,秒表。

四、步骤:1、用游标卡尺测小铁球直径 d,测 3 次,记入表格。

2、把铁夹固定在铁架上端;将细线一端穿过小铁球的孔后打结,另一端固定在铁夹上,并使摆线长比1m略小;将做成的单摆伸出桌面外,用米尺测出悬吊时的摆线长 L′(从悬点到小铁球顶端),也测 3 次,记入表格。

3、将摆球拉离平衡位置一段小距离(摆线与竖直方向夹角小于5°)后放开,让单摆在一个竖直面内来回摆动,用秒表测出单摆 30 次全振动时间 t (当摆球过最低点时开始计时),也测 3 次,记入表格。

4、求出所测几次d、 L′和 t 的平均值,用平均值算出摆长L d t,并由此算出g 值及其2L,周期T30相对误差。

5、确认所测 g 值在实验允许的误差范围之内后,结束实验,整理器材。

五、数据:次123平均值测数量量d/cm摆球直径摆线长 L′/cm单摆全振动30次时间 t/s(福州地区重力加速度标准值g0=9.792m/s 2)摆长 L/m周期 T/s重力加速度 g/ms-2相对误差2%六、结果:由实验测得本地重力加速度值为9.806m/s .一、实验目的利用单摆测重力加速度二、实验原理单摆在摆角小于10°时的振动是简谐运动,其固有周期为T=2π,由此可得 g=。

据此,只要测出摆长 l 和周期 T,即可计算出当地的重力加速度值。

由此通过测量周期 T, 摆长 l 求重力加速度。

三、实验设备及工具铁架台,带洞的金属小球,约一米长的细线,米尺,游标卡尺,电子秒表四、实验内容及原始数据实验内容1.在细线一段打上一个比小球上的孔径稍大的结,将细线穿过球上的小孔做成一个单摆2.将铁夹固定在铁架台上方,铁架台放在桌边,使铁夹伸到桌面以外,使摆球自由下垂。

重力加速度的测定实验报告

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-单摆测重力加速度.docx

大学物理实验报告-单摆测重力加速度.docx

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。

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、 实验内容g L T π2=224T L g π=1. 用误差均分原理设计单摆装置,测量重力加速度g.设计要求:(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≈70.00cm;摆球直径D≈2.00cm;摆动周期T≈1.700s;米尺精度△米≈0.05cm;卡尺精度△卡≈0.002cm;千分尺精度△千≈0.001cm;秒表精度△秒≈0.01s;根据统计分析,实验人员开或停秒表反应时间为0.1s左右,所以实验人员开,停秒表总的反应时间近似为△人≈0.2s.2. 对重力加速度g的测量结果进行误差分析和数据处理,检验实验结果是否达到设计要求.3. 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,试分析各项误差的大小.四、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、实验操作1. 用米尺测量摆线长度+小球直径为92.62m(图5);2. 用游标卡尺测量小球直径结果(图6)图(5)图(6)3. 把摆线偏移中心不超过5度,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 =95.75 s/50 =1.915 s图(7)六、数据处理及误差分析(1)数据处理:1)周期的计算:T = 95.75s/50 = 1.967s2)摆长的计算:△d=⎪d-⎺d⎪(cm) 测量次数每次数据d(cm)平均值(cm)⎺d1 1.662 1.687 0.0252 1.702 0.0153 1.672 0.0154 1.672 0.0155 1.692 0.0156 1.721 0.039△⎺d 0.021所以有效摆长为:L =92.62cm -1.687/2cm=91.78cm,3)重力加速度的计算:因为:T=2π√Lg所以:g=4π2LT2= 9.88m/s2查资料可知,西安地区的重力加速度约为9.79 m/s2则相对误差是E=△g/g=0.9⎺%<1%,符合实验要求。

(完整word版)重力加速度的测定实验报告.doc

(完整word版)重力加速度的测定实验报告.doc

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。

θLT=F cos θff =F sin θF= mg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x sinLf= F sin =-mg x =-m gxL L由 f=ma ,可知 a=- gxL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:= f=-2a mω x可得 ω=g ,即 d 2 x 2x0 ,解得x A 0 cos( t), A 为振幅, 为初相。

ldt2应有 x A 0 cos( t)A 0 cos ( (t T ) ) A 0 cos( t 2)T =2=2πL即 T 2=4 2L 或 g=4π2 L于是得单摆运动周期为: g T 2g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L 1 dg 4 22T 2四,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L l1 d2(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 。

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一、复摆法测重力加速度
一.实验目的
1.了解复摆的物理特性,用复摆测定重力加速度,
2.学会用作图法研究问题及处理数据。

二.实验原理
复摆实验通常用于研究周期与摆轴位置的关系,并测定重力加速度。

复摆是一刚体绕固定水平轴在重力作用下作微小摆动的动力运动
体系。

如图 1, 刚体绕固定轴O在竖直平面内作左右摆动, G是该物体
的质心,与轴 O的距离为h,为其摆动角度。

若规定右转角为正,
此时刚体所受力矩与角位移方向相反,则有
Mmgh sin ,(1)
又据转动定律,该复摆又有
M I ,(2) (I 为该物体转动惯量)由( 1)和( 2)可得2 sin,(3)
其中2mgh 。

若很小时(在5°以内)近似有
I
2,(4)
此方程说明该复摆在小角度下作简谐振动,该复摆振动周期为
I,(5)
T 2
mgh
设I G为转轴过质心且与O轴平行时的转动惯量,那么根据平行轴定律可知
I I G mh 2,(6)
代入上式得
T 2I G mh 2,(7)
mgh
设( 6)式中的I
G mk2,代入()式,得
7
T 2mk2mh22k 2h2,(11)
mgh gh
k 为复摆对 G(质心)轴的回转半径 ,h 为质心到转轴的距离。

对(11)式平方则有
T 2h 4 2k 2 4 2h2,(12)
g g
设 y T 2 h, x h2,则(12)式改写成
y 4 2k 2 4 2x ,(13)
g g
(13)式为直线方程,实验中 ( 实验前摆锤 A 和 B 已经取下 )测出 n 组(x,y) 值,用作图法求直线的截距 A 和斜率 B,由于A 4 2k 2 ,B 4 2,
g g
所以
42Ag A
(14)
,
g B, k 4 2 B
由( 14)式可求得重力加速度g 和回转半径 k。

三.实验所用仪器
复摆装置、秒表。

四.实验内容
1.将复摆悬挂于支架刀口上 , 调节复摆底座的两个旋钮,使复摆与
立柱对正且平行 , 以使圆孔上沿能与支架上的刀口密合。

2.轻轻启动复摆 , 测摆 30 个周期的时间 . 共测六个悬挂点 , 依次
是:6cm 8cm 10cm 12cm 14cm 16cm 处。

每个点连测两次,再测
时不需重启复摆。

3.启动复摆测量时 , 摆角不能过大( < ), 摆幅约为立柱的宽度。


摆每次改变高度悬挂时 , 圆孔必须套在刀口的相同位置上。

五.实验数据处理
1. 由y T 2 h, x h 2,分别计算出各个x 和 y 值, 填入数据表格。

2.以x为横坐标,y为纵坐标,用坐标纸绘制x—y 直线图。

3.用作图法求出直线的截距 A和斜率 B。

4. 由公式 : g 4 2, k Ag A
, 计算出重力加速度g和回转半
B 4 2B
径k。

实验数据表格规范及参考数据
h (cm)6810121416 T30(s)
T30'(s)
_
T 30(s)
T(s)
X (h2 )
Y(T 2h)
画 x—y 直线图 :要用规范的坐标纸描绘。

(斜截式直线方程为Y=KX+B斜率k截距B)
5.也可用最小二乘法求直线的截距A和斜率 B,再计算出 g 和 k。

___
用最小二乘法处理数据 :斜率x. y xy截距
B
2_
_
x x2
__
A y B. x
6.荆州地区重力加速度 : g 9.781m
s2。

将测量结果与此值比较 ,
计算相对误差。

六.实验操作注意事项
1.复摆启动后只能摆动 , 不能扭动。

如发现扭动 , 必须重新启动。

2.测量中 , 复摆摆角不宜超过 5 度, 要尽量使每次摆动的幅度相
近。

3.实验结束时 , 将复摆从支架上取下 , 放到桌面上。

二、单摆法测重力加速度
一.实验目的
1.用单摆法测重力加速度 , 认识简谐运动的规律。

2.正确使用停表。

二.实验原理
一根不能伸缩的细线,上端固定,下端悬挂一个重球。

当细线质量比重球质量小很多,球的直径比细线长度短很多时,可以把重
球看作是一个不计细线质量的质点。

将摆球自平衡位置拉至一边(保
持摆角 <5 )然后释放,摆球即在平衡位置左右作周期性摆动,这种装
置称为单摆。

如图 1 所示。

摆球所受的力 f 是重力P和绳子张力的合力,指向平衡位置。

当摆角很小时(<5),圆弧可以近似看成直线,合力f 也可以近
似地看做沿着这一直线。

设小球的质量为m,其质心到摆的支点的
距离为 L(摆长),小球位移为x,则
x sin
L
( 1)
f P sin
mg
x
m g
x
L
L

f
ma
可 知
a
g x
L
( 2)
图一 单摆受力分析
由公式( 2)可知,单摆在摆角很小时,
质点的运动可以近似地看作简谐振动。

简谐振动的动力学方程为
d 2 x 2
x 0
dt 2

a
2
x
(3)
比较式( 2)和式( 3)可得单摆简谐振动的圆频率为
g L
于是单摆的运动周期为
T
2
2 L
两边平方
T 2
4 2 L
g
g

g4 2 L
(4)
T 2
若测得 L、T,代入式( 4),即可求得当地的重力加速度g。

三.实验所用仪器
单摆、秒表、游标卡尺、卷尺
四.实验内容
1.测量小球摆动周期 T 。

拉开小球释放,使小球在竖直平面内作小
角度(摆角<5)摆动。

用停表测出小球摆动30 个周期的时间t (=30T),重复测量 5 次。

2.用卷尺测量悬线长 L 5次。

悬线长约一米。

3.用游标卡尺测量小球直径 d,重复测量 5 次。

周期 (s)
表1
次平均
12345
数值
物理量
L(m)
d(cm)
t (s)
五.实验数据处理
2
1. 用公式g 4 2 n2L计算重力加速度g。

t
2. 用公式U
g g (
U
L) 24(
U
t ) 2计算不确定度。

L t
从上式可以看出,在U L和U t大体一定的情况下,增大L 和 t 对测量g有利。

六.思考题
(1)设想在复摆的某一位置上加一配重时,其振动周期将如何变化(增大、缩短、不变)
答:不确定,当在下方挂重物时,周期增大 ; 当在上方挂重物时,周期减少。

(2)试比较用单摆法和复摆法测量重力加速度的精确度, 说明其精确度高或低的原因
答:单摆周期为 l 2 2 l 4 2l
T 2 , T 4
g , ∴g T 2 。

由此
g 测量公式可知 , 测 l , 即需测绳和球的长度,测量时产生的误差较大。

而复摆法的周期为 T 2 k 2 h 2
, ∴ k 2 h 2 gh g 2T 2h 4。

此公式中 ,
h
为质心到转轴的距离 , 数据从复摆上直接读取 , 因此大大减少了误差,所以,复摆法精确度高。

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