实验一自由落体重力加速度的测定.docx

自由落体重力加速度测定仪专用毫秒徼光光屯门或f薇比光电打对2捕域器如果物体下落的初速度为0,即Vo=0实验一自由落体重力加速度的测定、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.、仪器组成YJ-LG-3自由落体重力加速度测定仪、YJ-LG-3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所示日I加自桶域油谶燃脑腿附. 一 :r 一. s .c6祜净3卫4 t豕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：1 rS = vQi-gr(I)iW式中s是在时间t内物体下落的距离.g是重力加速度.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Vo. 从A点开始，经过时间ti到达B点，令A、B两点的距 离为Si.,则1 1+(3)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.则阳二匕七+彳即工（4）由式3和式4得：5. I 2产 = VQ -b gZ|（5）*上S. 2 ,、广三彩+不和（6）* 24以上两式相减，得：k 。2那么就有(8)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ti。7 .用卷尺置于两光电门之间，测出两激光束之间的距离Si。8 .重复以上步骤，测量八组数据，求平均值.9 .重复以上步骤，改变两光电门距离，用卷尺置于两光电门之间，测出两激光束之间 的距离S2,测量八组t2数据，求平均值.10 .将实验数据填入下表.并按式（8）计算重力加速度g.求其误差.人-承幻=15=cmS产片J六、思考题121 .应用h 5 gt求重力加速度.为什么会产生误差 ？2 .用式(8)测重力加速度时，为什么两光电门距离大些好？3 .以误差分析说明。用式(8)测g时，(1) A要靠近顶部，即 Vo要小.(2) C要靠近底部。即t2要小.(3) B的位置有一个最佳值，根据所用仪器的实际数据，估算B应在什么位置较好.(4) 果数字毫秒计可以测量出小球通过某一位置A的挡光时间t,并认为挡光距离就d 2是小球的直径d,那么小球通过 A点的瞬时速度问：能不能由公式u ，和u2 2gh测g?(h是小球自由下落到 A点的距离)。附录：毫秒计的使用一卜技术指标1、显示方式：5位LED数码管2、计时范围：0.0ms-100min3、光电输入：双路、2门4、电源电压：AC 220(±10%)V二卜工作原理本机以单片微机为中央处理器，并编入自由落体重力加速度实验相近适应的数据处理程 序.采用激光光电门触发和手动计时.通过功能选择复位键输入指令，由中央处理器处理。LED数码显示屏显示测量结果.三卜按键的功能：1、功能键：用于量程的选择.反复按下功能，可选择适当的量程.2、启动键：用于手动计时，按下启动键毫秒计开始计时，再次按下启动键毫秒计停止 计时.3、复位键：用于毫秒计的复位，每按下复位键一次，毫秒计都会显示0.