用单摆测量重力加速度[1].ppt
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1、用单摆测重力加速度,【实验目的】,【实验原理】,【实验器材】,【实验内容】,【注意事项】,【实验练习】,【误差分析】,【实验练习】,实验思考题: (1)用单摆测量重力加速度是根据什么物理关系?重力加速度的计算式是怎样的? (2)该实验需要测量哪些量?各用什么测量工具? (3)怎样保证小球的摆动是简谐运动? (4)测量摆长用什么测量工具?有必要用卡尺或千分尺吗? (5)怎样测量单摆周期? (6)秒表怎样读数?短针怎样读数?长针怎样读数?要不要估读?,1、用单摆测定当地的重力加速度;,【实验目的】,2、掌握停表的使用和读数;,3、研究单摆的周期.,一个小球和一根细线就可以组成一个单摆.,【实验原理
2、】,单摆做简谐运动时,其周期为:,故有:,因此只要测出单摆的摆长L和振动周期T,就可以求出当地的重力加速度g的值,并可研究单摆的周期跟摆长的关系.,带孔小钢球一个 约1m长的细线一条 铁架台 米尺 停表 游标卡尺.,【实验器材】,【实验内容】,1、步骤 (1)取约1m长的细线穿过带孔的小钢球,并打一个比小孔大一些的结,然后拴在桌边的支架上,如图所示. (2)用米尺量出悬线长L,准确到毫米;用游标卡尺测摆球直径,算出半径r,也准确到毫米。则单摆的摆长为Lr.,(3)把单摆从平衡位置拉开一个很小的角度(例如不超过10),然后放开小球让它摆动,用停表测量单摆完成30次全振动(或50次)所用的时间,求
3、出完成一次全振动所需要的时间,这个平均时间就是单摆的周期.,(4)把测得的周期和摆长的数值代入公式 ,求出重力加速度g的值.,(5)改变摆长,重做几次实验.设计一个表格,把测得的数据和计算结果填入表格中,计算出每次实验的重力加速度.最后求出几次实验得到的重力加速度的平均值,即可看作本地区的重力加速度.,(6)研究单摆的周期跟摆长的关系.在重力加速度一定时,周期跟摆长的二次方根成正比.测出不同摆长下,周期跟相应的摆长的关系,然后以做出L-T图像,利用图像研究比例关系。,秒表的使用和读数:,注意:当内侧分针没有超过半格时,外侧秒针读小于30的数字;,停表的读数等于内侧分针的读数与外侧秒针的读数之和
4、.,机械式停表只能精确到0.1s,读数时不需 估读.,超过半格时,外侧秒针读大于30的数字.,2021/2/19,内侧量爪,尺身,紧固螺钉,主尺,深度尺,游标尺,外测量爪,游标卡尺的构造及用法:,2021/2/19,游标卡尺的刻度原理:,2+90.1=2.9mm,这个读数是多少?,2021/2/19,看上图思考下列问题: 1.主尺上的最小单位是多少? 2.游标尺刻度的总长是多少?每个小格是多长? 3.此游标卡尺的精度是多少?这样的游标卡尺我们怎么读数?,思考,2021/2/19,看看这个尺子的读数是多少?,930.059.15mm,2021/2/19,你读对了吗?,1.1mm,2021/2/1
5、9,3.5mm,2021/2/19,0.25mm,2021/2/19,2+50.052.25mm,2021/2/19,13+120.0213.24mm,2021/2/19,21340.02=21.68mm,记录及数据处理,2021/2/19,数据处理:作图法,先计算出斜率,再通过斜率计算重力加速度,(1)选择材料时应选择细轻又不易伸长的线,长度一般在1m左右,小球应选用密度较大的金属球,直径应较小,最好不超过2 cm; (2)单摆悬线的上端不可随意卷在铁夹的杆上,应夹紧在铁夹中,以免摆动时发生摆线下滑或悬点不固定,摆长改变的现象; (3)注意摆动时摆角不易过大,不能超过10,以保证单摆做简谐运
6、动; (4)摆球摆动时,要使之保持在同一个竖直平面内,不要形成圆锥摆;,【注意事项】,(5)测量应在摆球通过平衡位置时开始计时,因为在此位置摆球速度最大,易于分辩小球过此位置的时刻;画出单摆的平衡位置,作为记时的参照点.必须是摆球同方向经过平衡位置记一次数. (6)测量单摆的振长时应使摆球处于自然下垂状态,用米尺测量出摆线的长度,再用游标卡尺测出摆球的直径,然后算出摆长,要准确到毫米位.,本实验系统误差主要来源于单摆模型本身是否符合要求.即:悬点是否固定,是单摆还是复摆,球、线是否符合要求,振动是圆锥摆还是在同一竖直平面内振动,以及测量哪段长度作为摆长等等。只要注意了上面这些方面,就可以使系统
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