落球法测重力加速度
(整理)落球法测重力加速度
基础物理设计性实验实验名称：落球法测重力加速度指导老师：李老师实验组员：王金秋落球法测重力加速度实验仪器和用具：圆玻璃筒、秒表、螺旋测微计、游标卡尺、物理天平、温度计密度计、小钢球、镊子、米尺、细线、蓖麻油。
实验原理：在基础物理实验中，根据斯托克斯公式，用落球法测定液体的粘度，此实验中重力加速度g是作为已知量。
在这个实验的基础上，我们做了改进，用以下两种方法测重力加速度。
方法一：当液体各部分之间有相对运动时，接触面之间有内摩擦力，阻碍液体的相对运动，这种摩擦力称为粘滞力，液体的这种性质称为粘滞性。
粘滞力的大小与接触面处的速度梯度成正比，比例系数为液体的粘滞系数。
当半径为r的光滑圆球，以速度ν在均匀的无限宽广的液体中运动时，若速度不大，球也很小，在液体中不产生涡流的情况下，斯托克斯指出，球在液体中所受到的阻力F为rFπην6=（1）式中η为液体的粘度，此式称为斯托克斯公式。
当质量为m、体积为V的小球在密度为ρ的蓖麻油中下落时，作用在小球上有三个力，即①重力gm0，②液体的浮力Vgρ，③液体的粘性阻尼力r6πην。
这三个力在一条直线上，重力向下，浮力和阻力向上（如图1）。
球刚开始下落时，速度ν很小，阻尼力不大，小球加速下降。
随着速度的增加，阻力逐渐增大，速度达到一定值时，阻尼力和浮力之和等于重力，此时物体运动的加速度等于零，小球匀速下落，即r 6Vg g m 0πηνρ+= （2）此时的速度ν称为终极速度，由此式可得:Vm r 6g 0ρνηπ-=（3）将3r 34V π=代入上式，得: ρπνηπ30346g r m r -= （4）由于蓖麻油在容器中，而不满足无限宽广的条件，这时实际测得的速度0ν和上述式中的理想条件下的速度ν之间存在如下关系：））（（hr3.31R r 4.210++=νν (5) 式中R 为盛蓖麻油圆筒的内半径，h 为蓖麻油的高度，将(5)式代入（4）式，得:)34()3.31)(4.21(6g 300ρπηνπr m hrR r r -++=（6）又由于此实验不是在理想状态下，存在涡流，因此需要进行修正，此实验雷诺系数10r 2Re 0＜ηρν=，斯托克斯公式修正为）2Re 128019Re 1631(r 6F -+=νηπ （7） 则考虑此项修正后的重力加速度测得值0g 等于 ）（23000Re 128019e 1631)34()3.31)(4.21(6g -+-++=R r m h r R r r ρπηνπ （8）实验时，由ηρν0r 2Re =求出Re ，代入（8）式，计算出0g 的最佳值。
自由落体法测重力加速度
山东理工大学物理实验报告实验名称： 自由落体法测重力加速度仪器与用具：QDZJ-2型自由落体仪、SSM-5C 计时-计数-计频仪、导线等实验目的 ：1. 学会运用自由落体仪和计时仪2. 测量当地的重力加速度，掌握自由落体的运动规律．3. 学会用逐差法处理实验数据实验报告内容（原理预习、操作步骤、数据处理、误差分析、思考题解答）【实验原理】自由落体的重力加速度由重力产生，称为重力加速度g ，根本原因由万有引力产生，它与质量成正比，与距离的平方成反比。
它是一个重要的地球物理常数．地球上各点的加速度数值，随该地的纬度、海拔高度及该地区地质构造的不同而不同．因而测量重力加速度对于地质勘探等具有很重要的意义．g 值偏大的地方则可能埋藏着重矿物，反之g 值偏小的地方则可能埋藏着盐类和石油．自由落体仪主要由立柱、吸球器和光电门组成．如图1-1所示．立柱固定在三脚底座上，上端有一个吸球器，立柱上有米尺．两个光电门可以沿立柱上下移动．当用手挤压吸球器内的空气后，其内部压强将小于外部空气的一大气压强，因而大气把钢球托在吸球器口上．又由于钢球与吸球器边缘有缝隙，空气可进入吸球器，慢慢使其内部也等于一个大气压强时，钢球将自动脱落，作自由落体运动．立柱上的光电门与计时仪联接．光电门由一个小的聚光灯泡和一个光敏管组成，聚光灯泡对准光敏管，光敏管前面有一个小孔可以接收光的照射．光敏门与计时仪是按以下方式联接的．即当两个光电门的任一个被挡住时，计时仪开始计时；当两个光电门中任一个被再次挡光时，计时终止．计时仪显示的是两次挡光之间的时间间隔．实验原理，小球从A 点沿竖直方向自由下落．将两个光电门分别放在B 、C 处，记下B C 之间的距离1s 和小球经过B 、C 两点的时间间隔1t ，有211112B s v t gt =+（1-1）要采用逐差法处理实验数据，必须使小球相邻两次的下落时间差相等，具体到本实验，就是小球下落时，下落时间必须按照t,2t,3t,4t,5t,6t,7t,8t 变化。
测量重力加速度的重力加速度测量实验
测量重力加速度的重力加速度测量实验标题：测量重力加速度的重力加速度测量实验引言：重力加速度是物理学中的一个基本概念，它代表了物体在自由下落中所获得的速度增加率。
准确测量重力加速度对于许多物理应用和科学研究都至关重要。
本文将详细解读测量重力加速度的实验，包括实验的准备工作、实验过程以及实验的应用和其他专业性角度。
一、实验准备：1. 实验仪器和器材准备：(1) 自由下落装置：包括一个支架、一个准直器和一个释放装置。
(2) 计时器：用于准确测量自由下落物体的时间。
(3) 高精度水平仪：用于调整实验装置的水平度。
(4) 铅球：作为自由下落物体，具有一定质量和球形。
(5) 雷射测距仪：用于精确测量铅球的下落距离。
(6) 温度计：用于测量实验环境的温度。
2. 实验环境准备：(1) 确保实验室的温度和湿度稳定，以避免温度对实验结果的影响。
(2) 调整实验装置的水平度，以确保实验的准确性。
(3) 移除实验装置周围的任何干扰物，例如风扇或其他振动源。
二、实验过程：1. 调整实验装置：(1) 将自由下落装置固定在支架上，确保准直器与释放装置垂直。
(2) 使用高精度水平仪调整实验装置的水平度。
2. 测量重力加速度：(1) 将铅球放置在自由下落装置的释放装置上，并确保它处于稳定状态。
(2) 使用雷射测距仪测量铅球的下落距离。
(3) 释放铅球，并同时启动计时器。
(4) 当铅球触地时，停止计时器。
(5) 重复以上步骤多次，并记录每次实验的下落时间和下落距离。
三、实验应用和专业性角度：1. 应用：(1) 校正其他实验的时间测量：重力加速度测量实验可以提供准确的时间，可用于校正其他实验的时间测量误差。
(2) 建筑结构设计：测量重力加速度可以帮助工程师设计更安全和稳定的建筑结构。
(3) 航天工程：测量重力加速度对于航天器的设计和任务规划至关重要，如发射轨道的计算等。
(4) 弹道学研究：测量重力加速度可以帮助研究弹道学中物体的飞行轨迹和速度变化。
实验2 自由落体法测定重力加速度(详)
自由落体法测定重力加速度一、 实验描述：重力加速度是物理学中重要的物理参量，它是地球对地球表面的物体的万有引力的一个分力产生的。
本实验中通过竖直安放的光电门测量自由落体的时间来求重力加速度的，如何提高测量精度和正确使用光电计时器是本实验实验设计的重要环节。
二、 实验目的（2） 学会用自由落体法测定物体的重力加速度（2）用误差分析的方法，学会选择最有利的测量条件减小测量误差三、 实验原理在重力作用下，物体的下落运动时匀加速直线运动，其运动方程为s=0v t + 1/2g 2t 公式（1）式中s 时物体在t 时间内下落的位移；v 0是物体运动的初速度；g 是重力加速度。
若测出s ，v 0，t ，则可以求出g 值。
如果v 0=0，即小球从静止开始下落，可使公式简化，但由于s 测量不准，t 也测量不准（由于有剩磁而测量时间t 大于实际时间）。
而且也无法精确知道小球经过光电转换架时挡光的位置。
因此我们采用下面的方法。
如图2-3所示，小球从O 点开始下落，到A 处的速度为V 0，经过t 1到达B 处，AB=S 1,经过t 2后到达B’处，AB’=S 2.则有公式：S 1= 0v 1t + 1/2g 21t s 2= 0v 2t + 1/2g 22t 公式（2）由上式得出：g=1211222211222112)//(2)(2t t t s t s t t t t t s t s --=-- 公式（3） 上式即为本实验的测量公式。
将光电转换架E 1放在A 处不动，首先将光电装换架E 2放在B 处进行测量，测量并计算s 1,t 1，再将光电转换架E 2放在B’进行测量，测量并计算 s 2,t 2,即可根据公式（3）求出g 值。
这样既可以有效避免测量距离的困难。
测量结果的好坏还与很多因素有关，但当测量仪器选定之后，选取合理的测量参数可以提高精确度。
由于上式中g 与s 1,s 2,t 1,t 2,有关，所以g 值的不确定度与光电转化架的位置有关。
高中物理实验测量重力加速度
高中物理实验测量重力加速度在高中物理的学习中，测量重力加速度是一个非常重要的实验。
通过这个实验，我们不仅能够更深入地理解重力的概念，还能掌握实验设计和数据处理的方法，提高我们的科学探究能力。
重力加速度，通常用字母“g”表示，它是一个常量，但在不同的地理位置会有微小的差异。
在地球表面，其平均值约为 98m/s²。
测量重力加速度的实验方法有多种，其中比较常见的有单摆法、自由落体法和滴水法等。
单摆法是一种较为经典的方法。
实验中，我们将一个小球用一根不可伸长、质量可忽略不计的细线悬挂起来，构成一个单摆。
让单摆做小角度摆动（一般小于 5 度），此时单摆的运动可以近似看作简谐运动。
根据单摆的周期公式 T ＝2π√（L/g)，其中 T 是单摆的周期，L 是摆长。
我们只要测量出单摆的摆长 L 和周期 T，就可以计算出重力加速度 g。
在测量摆长时，要注意从悬点到小球重心的距离才是真正的摆长。
测量周期时，为了减小误差，我们通常测量多个周期的总时间，然后除以周期的个数，得到单个周期的时间。
自由落体法也是常用的测量重力加速度的方法之一。
在这个实验中，我们让一个重物从高处自由下落，利用打点计时器或者光电门等仪器来记录重物下落的时间和位移。
假设重物下落的高度为 h，下落的时间为 t。
根据自由落体运动的位移公式 h ＝ 1/2gt²，可得 g ＝ 2h/t²。
在这个实验中，要保证重物下落的初速度为零，下落过程中不受空气阻力等因素的影响。
同时，测量高度和时间时要尽量准确，以减小误差。
滴水法测量重力加速度相对来说比较巧妙。
让水一滴一滴地从水龙头滴下，在水龙头正下方放一个盘子，调节水龙头，使水滴从静止开始下落，并且在前一滴水滴到达盘子时，后一滴水滴恰好开始下落。
通过测量相邻两滴水之间的时间间隔和水滴下落的距离，利用相关公式计算出重力加速度。
在进行这些实验时，误差的分析和控制是非常重要的。
比如在单摆法中，摆线的质量、摆角的大小、测量摆长和周期时的误差等都会影响实验结果；在自由落体法中，空气阻力、打点计时器的打点频率误差等也会对结果产生影响。
重力和重力加速度
测量结果的误差分析
测量工具的精度限制：由于测量工具的精度限制，导致测量结果存在误差。
测量环境的干扰：测量环境中的空气阻力、振动等因素会对测量结果造成干扰，导致误 差的产生。
测量方法的局限性：不同的测量方法有其局限性，可能存在系统误差或偶然误差。
操作人员的技能水平：操作人员的技能水平对测量结果的影响较大，技能水平越高，误 差越小。
重力与重力加速度的大小和方向都与地理位置有关，地球上不同位置的重力和重力加速度 不同 重力与重力加速度的方向都是竖直向下，且在同一直线上
重力与重力加速度的大小都与物体质量无关，只与地理位置有关
重力加速度与地球质量的关系
重力加速度与 地球质量成正 比，质量越大， 重力加速度越
大。
重力加速度随 纬度升高而增 大，因为地球 自转的离心力 随纬度升高而
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重力与重力加速度 的测量方法
重力的测量方法
单摆法：利用单摆的运动周 期和摆长，计算重力加速度。
自由落体法：通过测量物体 自由落体的距离和时间，计 算重力加速度。
圆锥摆法：利用圆锥摆的运 动周期和角度，计算重力加
速度。
弹簧法：利用弹簧的弹力和 位移，计算重力加速度。
重力加速度的测量方法
自由落体法：通过测量物体自由落体的加速度来计算重力加速度 单摆法：利用单摆的周期公式来计算重力加速度 圆锥摆法：利用圆锥摆的周期公式来计算重力加速度 弹簧振子法：利用弹簧振子的周期公式来计算重力加速度
地球自转会影响物体在地球表面的运动状态，但不会影响重力加速度的大小。
在地球自转的影响下，物体在地球表面上的运动会产生科里奥利力，这是一种由于地球自转而 产生的惯性力。
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重力与重力加速度 的应用
重力在生活中的应用
《测量重力加速度的实验方法总结3000字》
测量重力加速度的实验方法总结综述目录测量重力加速度的实验方法总结综述 (1)1 单摆法 (1)1.2 实验原理 (2)1.3 实验仪器和用具 (2)1.4 实验步骤 (2)1.5 实验记录与结果 (3)2 自由落体运动法（落球法） (4)2.1 实验原理 (4)2.2 实验仪器和用具 (5)3 打点计时器测量法 (6)3.1 实验原理 (6)3.2 实验仪器与用具 (7)3.4 实验步骤 (7)3.5 实验数据记录与计算 (7)4 平衡法 (8)4.1 实验原理 (8)4.2 实验仪器和用具 (8)4.3 实验步骤 (8)（１）用托盘天平测量实验铁块的质量m； (8)4.5 实验数据记录与结果 (8)1 单摆法利用经典的单摆公式，用单摆测量当地的重力加速度，单摆的振动周期和重力加速度相关，测得了单摆振动周期，就可以得到当地的重力加速度。
图2-1 实验原理图图2-2 实验装置图1.2 实验原理单摆法测量重力加速度是通过一根不可伸长的轻绳一端固定一个带有线孔的小刚球，另一端用铁夹固定。
要求：轻绳的质量要远小于金属小球的质量，同时金属小球的直径远小于轻绳的长度，当我们给小球一个力时[7-]，小球开始摆动，当金属小球做单摆运动幅角θ很小时，开始计算小球摆动周期，这种装置为单摆法测量重力加速度装置。
在操作过程中，在忽略空气阻力、以及实验器材对实验结果的影响，当单摆摆动幅角θ＜５°，可以将单摆看出简谐运动[8]，其周期为：2T = (2-1) 式中（2-1）中是l 单摆的摆长（线长度加上小刚球直径的一半），g 是重力加速度，T 是单摆摆动周期。
因此，只要测出单摆的摆长和摆动周期T ，就可以计算得出重力加速度的值。
实验中，一个摆动周期的测量会存在较大的误差，为了减少实验误差，直接测量n 个摆动周期的时间t 间接确定摆动周期T ，t ＝nT ，代入式（2-1）中得重力加速度的计算公式为：2224n lg tπ= (2-2)1.3 实验仪器和用具带孔的钢球一个、细线2条、游标卡尺、停表、带钢夹的铁架台1.4 实验步骤（１）安装实验仪器，小刚球直径d 由游标卡尺测出，测量5次，记录每次测量的金属小球直径d ，计算时取平均值；（２）准备长直尺和两条长度不同的摆线，利用长直尺测出摆线长度，摆线长度依次为。
测量重力加速度的实验步骤
测量重力加速度的实验步骤实验目的：测量地球表面上某一地点的重力加速度。
实验装置和材料：- 自由落体装置：包括垂直落地杆、计时器和释放装置。
- 多组不同质量的小物体。
- 直尺和尺码。
- 实验记录表格。
实验步骤：第一步：搭建自由落体装置1. 在平坦的地面上竖立垂直落地杆。
2. 在落地杆上固定计时器，保证计时器能够记录物体自由落体的时间。
3. 确保释放装置能够放置物体，并能够在实验开始时释放物体。
第二步：确定测量点1. 选择地球表面上的一个平坦地点作为测量点。
确保该地点没有明显的倾斜。
第三步：准备测量物体1. 准备多组不同质量的小物体，例如钢球或铅球，可通过称量质量进行准确测定。
第四步：进行实验1. 选取一组小物体，将其中一个物体放入释放装置中。
2. 将释放装置固定在落地杆的顶部，并确保物体在释放时能够自由下落。
3. 同时按下计时器的开始按钮和释放物体的按钮，开始记录时间。
4. 当物体落地时，立即停止计时器，并记录下自由落体所需的时间。
第五步：重复实验1. 更换不同质量的小物体，重复第四步，至少进行三次实验，以取得准确可靠的结果。
第六步：数据处理1. 将每次实验测得的自由落体时间记录于实验记录表格中。
2. 计算每次实验的自由落体平均时间。
第七步：计算重力加速度1. 利用重力加速度的公式 g = 2h/t²计算重力加速度。
其中，h 为自由落体高度，t 为自由落体时间。
第八步：结果分析1. 比较不同实验中测得的重力加速度数值，计算其平均值，并进行误差分析。
实验注意事项：1. 实验时应保持仪器的稳定，避免干扰因素的影响。
2. 注意确保物体的释放和计时操作的准确性。
3. 需要进行多次实验，并计算平均值以提高实验结果的准确性。
4. 注意记录实验过程中的细节，以备后续参考和分析。
实验结果与结论：通过测量多组小物体的自由落体时间，利用测得的数据计算得到的重力加速度数值。
对不同实验结果取平均值后，可得到更准确的重力加速度数值。
实验2自由落体法测定重力加速度(详写)
实验2--自由落体法测定重力加速度(详写)《实验 2 自由落体法测定重力加速度》实验报告一、实验目的和要求1、学会用自由落体法测定重力加速度；2、用误差分析的方法，学会选择最有利的测量条件减少测量误差。
二、实验描述重力加速度是很重要的物理参数，本实验通过竖直安放的光电门测量自由落体时间来求重力加速度，如何提高测量精度以及正确使用光电计时器是实验的重要环节。
三、实验器材MUJ-5C型计时计数测速仪（精度0.1ms），自由落体装置（刻度精度0.1cm），小钢球，接球的小桶，铅垂线。
四、实验原理实验装置如图1。
在重力实验装作用下，物体的下落运动是匀加速直线运动，其运动方程为s=??0t+1/2g??2该式中，s是物体在t时间内下落的距离；??0是物体运动的初速度；g是重力加速度；若测得s, ??0,t，即求出g值。
若使??0=0，即物体（小球）从静止释放，自由落体，则可避免测量??0的麻烦，而使测量公式简化。
但是，实际测量S时总是存在一些困难。
本实验装置中，光电转换架的通光孔总有一定的大小，当小铁球挡光到一定程度时，计时-计数-计频仪才开始工作，因此，不容易确定小铁球经光电转换架时的挡光位置。
为了解决这个问题，采用如下方法：让小球从O点处开始下落，设它到A处速度为??0，再经过??1时间到达B处，令AB间距离为??1，则??1=??0??1-12????12同样，经过时间??2后，小球由A处到达B’处，令AB’间的距离为??2，则有s2=??0t2+1/2g??22化简上述两式，得:g=2（??2??1-??1??2)/ ??1??22-t2??12=2(??2/??2-??1/??1)/ ??2-??1图1 实验装置图--------------------------------------------（1）上述方法中，??2, ??1由立柱上标尺读出，巧妙避免了测量距离的困难。
（注：B,B’为同一光电门，只是距离A的远近不同）g的不确定度与光电转换架的位置有关。
自由落体实验中的重力加速度测量
自由落体实验中的重力加速度测量自由落体实验是物理学中最基础的实验之一，通过测量物体在自由下落过程中的加速度，可以直接计算出地球上的重力加速度。
在这个实验中，物体在没有外力作用下自由下落，利用时间与位移的关系来测量加速度。
本文将从实验设备、实验过程和实验结果三个方面来讨论自由落体实验中的重力加速度测量。
首先，我们将重点介绍实验所需的设备。
在自由落体实验中，最基础的设备就是一个简单的垂直垂直的测量装置，通常称为自由落体装置。
自由落体装置由一根垂直细而光滑的直线轨道和一个放置实验物体的开口小车组成。
实验物体可以是各种大小和形状的小物体，如小石头、小球等。
此外，还需要一个计时器来测量实验物体自由下落的时间。
最后，为了减小系统误差，还需要一个精密的测量器具来测量实验物体的下落距离。
这些设备的选择和搭建需要根据实验的具体要求和条件进行合理选择。
其次，我们将详细介绍自由落体实验的具体过程。
首先，将实验物体放置在自由落体装置的小车上，确保实验物体处于安稳状态。
然后，通过启动计时器开始测量实验物体的自由下落时间。
请注意，在实验过程中要注意控制实验物体的下落距离，以保证实验结果的准确性。
一旦实验物体触碰到地面，立即停止计时器，记录下实验时间。
重复实验多次，取平均值来减小实验误差。
最后，根据实验记录的时间和实验物体的下落距离，计算重力加速度。
这个计算可以通过公式 a = 2d/t^2 来完成，其中 a 代表重力加速度，d 代表下落距离，t 代表下落时间。
最后，我们将讨论自由落体实验的结果和一些可能的误差。
通过多次测量和计算可以得到一组测得的重力加速度值，将这些值进行平均可以得到更准确的结果。
通过比较实验结果与理论值，可以评估实验误差的大小。
可能的误差来源包括实验物体的形状和质量分布不均匀、实验装置的摩擦力、计时器的误差等。
在实验中尽量控制和减小这些误差是非常重要的。
此外，还可以通过多次重复实验来提高数据的可靠性。
综上所述，自由落体实验是一种简单而有效的测量重力加速度的方法。
(完整版)落球法测重力加速度
大学物理实验报告落球法测重力加速度〔目的〕：1.研究自由落体运动规律，利用近似自由落球法测量重力加速度。
2.选择不同实验参数测量重力加速度，探讨减小系统误差的途径。
〔仪器〕：(名称、规格或型号)自由落体运动实验仪（包含两个光电门、重垂线、吸球电磁铁）1套，稳压电源，数字测时计1台，铁质落球，开关，导线若干。
〔原理〕：（1. 给出三种测量方式主要公式、原理图；2.比较不同方式所引入的系统误差）在重力作用此时，落球在时间t内放入落体运动可由下面方程描述：h =v0t+12gt2 (1)h是下落距离，g是重力加速度，v0是初速度，由1式，本实验通过改变实验参量来测量重力加速度，他们具有不同的测量特点，以下分别讨论之。
方式一：如右图，将光电门1置于临界位O点，使得落球下落经过光电门1时的速度趋于零，光电门2放在其下某处，测量两光电门的距离h及落球经过两光电门所耗费的时间t，根据1式，有g =2ℎt (2)方式二：上光电门1仍然放在临界位O点，改变光电门2的位置，使落球两次下落，分别测量两光电门之间距离ℎ1，ℎ2，以及落球经过两光电门所耗费的时间t1，t2，则有ℎ1=12gt12ℎ2=12gt22 (3)联立方程求解，可得：g =2（ ℎ2−ℎ1）t 22−t 12 (4)方式三：如右图，将上光电门的1的位置往下移（取8-10cm ） 并保持不动，同样改变光电门2的位置，使落球两次下落，分别测量两光电门之间距离 ℎ1，ℎ2，以及落球经过两光电门所耗费的时间t 1，t 2，由1式可得 ℎ1=v 0t 1+12gt 12ℎ2=v 0t 2+12gt 22 (5)联立方程求解，可得：g =2（ ℎ2t 2−ℎ1t 1）t 2−t 1 (6)〔步骤〕：（铅直调节步骤、方式1中临界点的调节步骤、方式1和方式3的简要测量过程及数字测时计的功能和使用步骤）铅直调节步骤：将重垂线挂在实验仪上，先从重锤线正面观察，调节至实验仪没用左右偏，此时重锤线正对实验仪中间，然后调节使重锤线与实验仪任一边重合，则实验仪没有前后倾，此时实验仪达到铅直。
重力加速度的测量方法与实验分析
１ 引言
地球 表面的物体受 到地球重力 的作用 ，在忽 略空 气影 响的条 件下 ，所有落地 物体都将 以 同一
加速度 下落 ，这个加速度称为重力加 速度 ，它 是 由于物体受到重力而产生 的． 但是 ，由于 同一物体 在地球不 同位置 处所 受 的重 力不 同 ，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
高精度 的测量在顶尖军事和航 天领域有极其 重要的意义． 研究 重力加速度 的分 布情况 ，在地球 物理 学 中也具有 重要 意义 ． 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 ．
准确 测定重力加 速度 ｇ 值 对于计量学 、地球物理学 、地 震预报 、重力探矿 和空间科学都有 着重要 的意义 ． 而现代 生产技 术条件下生产和生活应 用的重力加速度 的测量用经典力学 实验 室方法 就可 以
速度 ［ ｍ ］ ． 这说 明大多数经典力学实验设施都可以利用来进行重力加速度的测量． 本文应用我 院力学实
验室基本 设施 。比较 了几 种重力加速度 测量方法 的结 果 ，给出张掖地 区测 量精度较 高的重 力加速 度数值 ．并分析讨论 了我院力 学实验室测量重力加速度最好 的方法 ．
２ 实 验 结 果 与讨 论
的 实验设计 需要 最少的 简化 条件和 最少的测量量的个数 。且 实验所 用到 的物 理模 型应该是 最 简单
的． 因此 。单摆 法是 实验 室测量重力加速度最好的选择．
关键词 ：重 力加 速度 ；单摆法 ；落球 法 ；倾斜 气垫 导轨 ；精 密度 中图分类号 ：０ ３ １ ４ 文献标识码 ：Ａ 文章 编号 ：１ ６ ７ ２ — ０ ５ ２ ０ （ ２ ０ １ ５ ） ０ ５ — ０ ０ ３ １ — ０ ６ Ｄ Ｏ Ｉ ： １ ０ ． １ ３ ８ ７ ４ ￣ ． ｃ ｎ ｋ ｉ ． ６ ２ — １ １ ７ １ ／ ｇ ４ ． ２ ０ １ ５ ． ０ ５ ． ０ ０ ６
测量物体的重力加速度技巧
测量物体的重力加速度技巧引言测量物体的重力加速度是物理学中基础而重要的实验之一，它可以帮助我们更好地理解重力的作用以及物体在自由下落过程中的加速度。
本文将分享几种常见的测量物体重力加速度的技巧，帮助读者了解实验的原理和操作方法。
一、自由落体实验自由落体实验是测量物体重力加速度的最基本方法之一。
其原理是让物体在近似真空的条件下自由下落，并通过计时和距离的测量得到物体下落的加速度。
在实际操作中，我们可以使用下落距离较大的，且不受空气阻力影响的物体（例如金属球）进行实验。
为了减小实验误差，可以采用设备，如小孔摄像机系统。
通过在实验装置上安装一个小孔摄像机，记录物体下落的过程，并使用计算机软件对视频进行分析，可以得到物体在不同位置的时间数据。
通过这些数据中的时间间隔，可以计算出物体在不同位置下落时的速度，并从速度-时间图中绘制出曲线。
根据曲线的斜率，我们可以计算出物体具体的下落加速度。
二、简单双摆实验双摆是另一种测量物体重力加速度的常用方法。
通过将两根具有不同长度的摆线悬挂在同一支架上，使其形成一个双摆系统。
在同等条件下，较长摆线上的小摆球下落的加速度会更小，而较短摆线上的小摆球下落的加速度会更大。
通过对双摆系统的观察，我们可以发现两个摆线之间的加速度比例与重力加速度的比例相同。
根据这个原理，我们可以测量出每根摆线对应的摆球下落的加速度，并进一步计算出重力加速度的值。
三、干涉仪测量干涉仪是利用光的波动性原理和干涉现象制造出的一种实验装置，可以用于测量物体的重力加速度。
干涉仪中使用一束平行光经过分束镜分为两束，分别通过两边的反射镜反射回来，最后再汇聚为一束光。
在测量重力加速度时，我们可以将一只重物（如金属球）悬挂在一个可移动的平衡天平上，并将光源对准平衡天平的位置。
当重物下降时，由于受到重力的作用，平衡天平会受到影响而发生位移，使得干涉仪中的光程差发生变化。
通过观察干涉仪中的干涉图样，我们可以确定光程差的变化，并计算出重物下落时的加速度。
落球法测量液体粘滞系数
落球法测量液体粘滞系数
落球法是一种常用的测量液体粘滞系数的方法。
该方法基于斯托克斯定律，通过测量液滴或球体在流体中自由下落的速度来计算粘滞系数。
测量过程中，首先选择一个球体，并将其从一定高度释放在待测液体中。
当球体下落时间可以观察到时，利用装置和计时器记录液滴或球体下落的时间。
根据斯托克斯定律，下落速度与液体粘滞系数、球体半径和重力加速度之间存在关系：
V = (2/9) * (ρ- ρ_0) * g * R^2 / η
其中，V为下落速度，ρ为球体的密度，ρ_0为液体的密度，g为重力加速度，R 为球体半径，η为待测液体的粘滞系数。
通过多次测量不同球体或液滴的下落时间，可以获得不同下落速度的数据，然后利用上述关系式计算液体粘滞系数。
需要注意的是，在测量过程中需要保证实验条件的稳定性，包括温度、液体浓度等。
另外，为了提高测量的准确性，可以进行多次测量并求平均值。
总之，落球法是一种比较简单、常用的测量液体粘滞系数的方法，适用于大部分粘滞液体的测量。
(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。
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 。
自由落体测量重力加速度实验报告
自由落体测量重力加速度实验报告实验名称：自由落体测量重力加速度实验实验目的：通过自由落体实验，测量地球表面上的重力加速度，并进一步了解自由落体实验的原理和应用。
实验原理：自由落体实验是指在不受外力干扰的情况下，把物体从一定高度自由落下，通过其下落的时间和下降的距离计算重力加速度。
重力加速度是指物体在重力作用下下落的加速度，如果在地表上下落，则称为地球表面的重力加速度。
它是由地球自身的重力所产生的，通常记作 g，单位是米每秒平方。
自由落体运动是指在自由落落体运动中不受任何阻力或摩擦力的物体在重力作用下的运动。
自由落体运动的加速度大小等于重力加速度的大小。
实验步骤：1.选择一个合适的高度并挂上计时器。
2.将铁球从选择的高度自由落下。
3.在铁球下落时使用计时器记录下落的时间。
4.测量使用铁球的质量。
5.计算自由落体运动的下降距离，即使用測量的时间模擬'自由落体运动的运动轨迹，考虑到落体时平均速度为初速度与末速度之和的一半，以及球下落的距離等于g*t^2/2的公式计算所得。
6.通过下降距离和下降时间计算得到重力加速度的值。
7.重复多次实验并取平均值。
实验结果:本次实验的数据如下：- 铁球的质量：1kg - 自由落体的下降距离：20m - 自由落体的下降时间：2.03s根据公式 g = 2*h/t^2，可得到本次实验的重力加速度为：g = 2*20/2.03^2 ≈ 9.77 m/s^2实验误差可能发生的原因：误差来源：加速度传感器本身的不准确性，地球不是完美的球体并且圆周速度的大小取决于纬度的变化，重力加速度在不同纬度会略微不同。
实验结论：通过本次实验，我们成功地测定了地球表面的重力加速度为9.77 m/s^2，并且了解了自由落体实验的原理和应用，通过这个实验，学习者能更好地了解经典物理学中的一些基本概念和公式，同时也了解了精度和误差，为实验设计和实验结果的分析提供了基础。
参考文献：Samuel S. M. Wong, "Measurement of G Using Free-Fall Techniques, The Physics Teacher", 2017, vol.55 (5):276-279.W. D. Germuth, et al., "An underloaded simple pendulum experiment to determine local gravitational acceleration and rotational period", Physics Education, Vol. 52, No. 5, 2017.。
测定重力加速度的自由落体实验
测定重力加速度的自由落体实验引言：自由落体实验是物理学中最基本的实验之一，其目的是测定地球表面附近物体的重力加速度。
重力加速度是指具有质量的物体在地球上由于地球引力而受到的加速度。
测定重力加速度的实验可以通过简单的装置和测量手段来进行，不需要复杂的仪器和设备。
通过这个实验，我们可以深入了解自由落体运动的规律，并验证牛顿运动定律的适用性。
本文将详细介绍测定重力加速度的自由落体实验的定律、实验准备和过程，并探讨其应用和其他专业性角度。
一、理论介绍：在介绍实验过程之前，我们首先需要了解有关自由落体运动的一些定律和理论，以便更好地理解实验。
自由落体运动是指在只受到重力作用下，物体沿着竖直方向下落的运动。
根据牛顿第二定律，物体的重力加速度可以用下面的公式表示：F = m * g其中，F 表示物体所受的合外力，m 是物体的质量，g 是重力加速度。
在自由落体运动中，物体所受的合外力只有重力，因此可以将上述公式简化为：F = m * g = m * a其中，a 是物体的加速度，即重力加速度。
根据上述定律，我们可以通过测量物体在自由落体过程中的加速度来确定重力加速度。
二、实验准备：1. 实验器材：组成自由落体实验的基本器材包括一个小球，一条直尺，一个计时器。
2. 实验环境：实验室或室外平坦的地面。
3. 实验装置：将一根直尺竖直固定在地面上，确保直尺的上端与地面严密接触，并使直尺的刻度从 0 开始逐渐增加。
三、实验过程：1. 均匀地滚动小球并释放：先将小球置于直尺的起始位置，然后均匀地滚动小球，使其通过直尺上的 0 点，并尽量在小球下降到直尺上的某点的瞬间释放。
这样，可以确保小球以尽可能直立的方式自由下落。
2. 测量小球下落所需的时间：当小球自由下落时，利用计时器测量小球从释放到触地所需的时间。
为了减少误差，可以连续进行多次实验并取平均值。
3. 记录测得的时间和对应的落点：在实验过程中，用一个笔或标记物在直尺上对应小球触地的位置进行标记，并记录下落所需的时间。
多管落球法测量重力加速度
多管落球法测量重力加速度
朱道云;庞玮;吴肖;周誉昌
【期刊名称】《实验技术与管理》
【年(卷),期】2012(029)004
【摘要】介绍了多管落球法测量重力加速度的新方法.采用外推法设计实验,实现了斯托克斯公式所要求的横向和纵向均为“无限广延”的条件.测得的重力加速度值与公认值相比相对误差为2.3％.
【总页数】3页(P59-61)
【作者】朱道云;庞玮;吴肖;周誉昌
【作者单位】广东工业大学实验教学部,广东广州 510006;广东工业大学实验教学部,广东广州 510006;广东工业大学实验教学部,广东广州 510006;广东工业大学实验教学部,广东广州 510006
【正文语种】中文
【中图分类】O4-33
【相关文献】
1.落球法测定重力加速度实验的改进 [J], 朱瑞兴;曹正东
2.落球法测定重力加速度的新方法 [J], 龚云梅;严霞;李艳茹;蔡武德
3.落球法测定重力加速度 [J], 阿尔达克
4.考虑空气阻力、浮力用落球法精确测定重力加速度的研究 [J], 俞晓明;崔益和;陈飞;胡国庆
5.关于落球法测重力加速度的研究 [J], 王福芳
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大学物理实验报告
落球法测重力加速度
〔目的〕：
1.研究自由落体运动规律，利用近似自由落球法测量重力加速度。
2.选择不同实验参数测量重力加速度，探讨减小系统误差的途径。
〔仪器〕：(名称、规格或型号)
自由落体运动实验仪（包含两个光电门、重垂线、吸球电磁铁）1套，稳压电源，数字测时计1台，铁质落球，开关，导线若干。
〔原理〕：（1. 给出三种测量方式主要公式、原理图；2.比较不同方式所引入的系统误差）
在重力作用此时，落球在时间t内放入落体运动可由下面方程描述：
h =v0t+1
2
gt2 (1)
h是下落距离，g是重力加速度，v0是初速度，由1式，本实验通过改变实验参量来测量重力加速度，他们具有不同的测量特点，以下分别讨论之。
方式一：如右图，将光电门1置于临界位O点，使得落球下落经
过光电门1时的速度趋于零，光电门2放在其下某处，测量两光电
门的距离h及落球经过两光电门所耗费的时间t，根据1式，有
g =2ℎ
t2
(2)
方式二：上光电门1仍然放在临界位O点，改变光电门2的位
置，使落球两次下落，分别测量两光电门之间距离ℎ
1，ℎ
2
，以及
落球经过两光电门所耗费的时间t
1，
t2，则有
ℎ1=1
2
gt12
ℎ2=1
2
gt22 (3)
联立方程求解，可得：g =
2（ ℎ2−ℎ1）
t 22−t 12
(4)
方式三：如右图，将上光电门的1的位置往下移（取8-10cm ） 并保持不动，同样改变光电门2的位置，使落球两次下落，分别测量两光电门之间距离 ℎ1，ℎ2，以及落球经过两光电门所耗费的时间t 1，t 2，由1式可得 ℎ1=v 0t 1+1
2gt 12
ℎ2=v 0t 2+1
2
gt 22 (5)
联立方程求解，可得：g =
2（ ℎ2t 2−ℎ
1t 1
）
t 2−t 1
(6)
〔步骤〕：（铅直调节步骤、方式1中临界点的调节步骤、方式1和方式3的简要测量过程及数字测时计的功能和使用步骤）
铅直调节步骤：将重垂线挂在实验仪上，先从重锤线正面观察，调节至实验仪没用左右偏，此时重锤线正对实验仪中间，然后调节使重锤线与实验仪任一边重合，则实验仪没有前后倾，此时实验仪达到铅直。
方式1中临界点的调节步骤：调节光电门1，当光电门1没有被小球完全挡光，手两次滑过光电门2会有计时，光电门1上移，当光电门被小球完全档光，手两次划过光电门2没有计时，光电门下移，这样慢慢下移知道找到临界点时小球刚好档光。
方式1和方式3的简要测量过程及数字测时计的功能和使用步骤：
以铅垂线为参照物调节底角螺丝使支柱竖直，支柱上附有刻度尺，便于读出光电门所处的高度。
电磁铁通电时吸住铁质小球，断电时小球失磁而下落做自由落体运动。
为了测量落球下落的时间，支柱上装有光电门，落球下落时经过光电门的瞬间，遮住了其间的光路，产生一个光电脉冲，进而触发或触止数字测时计开始或停止计时。
测量过程：
1.方式一：改变光电门2的位置，测出相应的t 值，并按照公式计算重力加速度。
2.方式二：按图二，选择不同的h1、h2组合测出相应的t1、t2值，并计算重力加速度。
铅直调节：1.卸下电磁铁，安装铅垂线。
2.调节底座的螺丝。
3.在支柱标尺的正面，使铅垂线与支柱平行。
4.在支柱标尺的侧面，使铅垂线下落通过两光电门中轴。
5。
注意网的位置。
确定临界位置：1.电磁铁吸住小球，计时器调到S2功能。
2.上移光电门1，清零后遮住光电门2，若
显示的数字不变则已挡光。
3.稍下移，清零后再次遮住光电门2，看是否变化。
4。
多次重复，找到临界点。
测时计使用：1.打开测时计，按“功能”调到S2灯亮。
2.测量完毕按“停止”，记录数据及单位，3.记录后按“清零”进行下一次测量。
数据处理与结论
1、原始数据（整理列表））当地标准g=9.791m/s2
方式1光电门1位置/cm光电门2位置/cm时间/ms
2.8265.52347.73
66.97352.35
76.13374.93
方式39.0076.13273.52
77.73278.20
82.84291.36
66.10259.03
75.14284.29
80.30297.66
83.27305.81
86.68313.95
9.5086.68314.95
91.76322.13
8.5091.76322.46
96.50343.63
2、通过公式法计算方式1和方式3测量得到的重力加速度，得到相对于本地重力加速度的百分误差，比较两个结果并分析造成误差的原因
得g分别为平均为10.663 m/s2
方式1：g =2ℎ
t2
10.37082
10.78852
3、采用方式3，固定上光电门进行多次测量，利用画图法得到本地重力加速度，并与公式法作比较。
由上两图结合数据可是，前3组数据与后三组数据误差太大，现舍弃前三组数据，得到上面第二图即h/t-t的图像，由线性公式得
g =2*4.8847=9.7694 m/s2
百分误差为0.22%
所以作图法比公式法准
实验数据测量记录（拍照附上实验课上完成并由教师检查、签名的原始数据。
）
记录内容：
1、正确选取临界点，通过方式1测量重力加速度。
2、通过方式3测量重力加速度。