大學物理設計性實驗報告單擺測重力加速度

大學物理設計性實驗報告設計課題：單擺法測重力加速度班 級： 計算機1041姓 名： 高文英學 號： 33試驗時間 實驗地點 實驗類別 指導教師 成績2011年11月 物理實驗室 設計性試驗 曹艷玲單擺法測重力加速度【實驗目的】掌握用單擺測本地區(qū)重力加速度的方法。考查單擺的系統(tǒng)誤差對測量重力加速度的影響。正確進行數(shù)據(jù)處理和誤差分析?！緦嶒炂鞑摹繂螖[實驗儀、秒表、卷尺、游標卡尺【實驗原理】用一不可伸長的輕線懸掛一小球如圖 1，作幅角θ很小的擺動就構成一個單擺。設小球的質量為 m，其質心到擺的支點 O的距離即擺長為 l。作用在小球上的切向力的大小為 mgsinθ，它總指向平衡點O’。當θ角很小的時候(θ<5°)，則sinθ≈θ，切向力的大小為θ，按牛頓第二定律，質點動力學方程為：mgma切mgmld22mg圖1dtd2g①dt2l這是一簡諧運動方程，可知該簡諧振動角頻率的平方等于g/l，由此得出2gTlT2l②gg42l③T2實驗時，測量一個周期的相對誤差較大，一般是測量連續(xù)擺動n個周期的時間t，則Tt/n，因此g42n2l④t2式④中 和n不考慮誤差，因此 g的不確定度傳遞公式為：22ggl2tlt從上式可以看出，在l和t大體一定的情況下，增大l和t對提高測量g準確度有利。【實驗內容與步驟】1. 測重力加速度g用鋼卷尺測量擺線長度l’，重復測量6次。注意：擺線長度應包括小球上的接線柱長度。(2) 用游標卡尺測量單擺小球的直徑 d，重復測量 6次。則單擺擺長為l'd。2(3) 測量單擺在 5的情況下連續(xù)擺動 n 30次的時間t，重復測量 6次。注意：單擺必須在豎直平面內擺動，防止形成圓錐擺；擺動幾個周期，待擺動穩(wěn)定后在開始計時。(4)將單擺擺角改為10，重復第(3)步。(5)根據(jù)式④求出g值，利用不確定度傳遞公式算出g的不確定度，寫出測量結果。【數(shù)據(jù)表格】原始數(shù)據(jù)見附頁。擺線長l1 cm球直徑六次測量結果：測量次數(shù)123456球直徑 mm單擺擺30個周期的時間（六次測量）：測量次數(shù)1234565擺角(s)擺角(s)【數(shù)據(jù)處理】1. 單擺擺長為l l' d，d取平均值，代入前面的式子得到l；再把l和t代2入公式④得出g的值。擺球直徑的不確定度22ddAdB62did其中i1dA61dB ( 儀)游標卡尺 0.02mm因為擺線長度為單次測量，不考慮其不確定度，所以擺長的不確定度即為擺球直徑的不確定度。4. 時間t的不確定度

l2 2t tA tB其中6(ti t)2i 1tA6 1tB 儀數(shù)字毫秒儀 0.001s5. 將 l和 t的值代入下式22ggl2tlt求出重力加速度的不確定度。寫出實驗結果：g g g相對不確定度：gEg 100%g【實驗討論與感想】物理實驗是一個訓練學生動手能力的過程，這次物理設計性實驗就是一個很好的例子，我們自己收集材料，自己親自測量各種數(shù)據(jù)，自己設計屬于自己的實驗，我通過在網(wǎng)上查找和書籍查找各種材料設計了一個自己的實驗，這增強我的動手能力和思維能力，培養(yǎng)了自己獨立思考問題的能力。在這個過程中我學到了很多的東西，也知道了對于物理實驗的要求是多么的嚴格，無論是什么樣的測量或是其他別的。在這個實驗過程中，老師對我們都嚴格要求，有的實驗親自給我們講解并要求我們注意實驗過程中的一寫細節(jié)，我覺得這樣更好的培養(yǎng)了我的細心和認真程度，也讓我明白學習物理所具備的基本的東西，這對于我以后整個人生的發(fā)展都有很大的幫助。讓我以后做什么事都能有一種細心和堅持不懈的好習慣。在這一學期的學習過程中