用单摆测量重力加速.ppt

实验2使用单摆来测量重力加速度。实验目的是讨论实验仪器的实验内容和实验原理。实际上，1 .练习用秒表或周期测试仪和米尺测量单摆的周期和摆长；2.求出局部重力加速度g的值；3.考察单摆系统误差对重力加速度测量的影响。实验仪器、单摆游标卡尺(见实验1)秒表或周期测试仪钢卷尺乒乓球、米尺、摆球、立柱、摆角指示、立柱垂直调节螺钉、底座、平面镜、周期测试仪简介，仪器面板结构如图所示，(3)打开电源，时间显示框显示“是”，几秒钟后，(4)按下“周期数/时间”按钮，选择周期数1、10、20、30中的一个，相应的指示灯亮。再次按下“开始测量”按钮，时间显示框显示“是”，测量状态开始。当有信号时，循环编号显示在循环编号显示框中，时间显示框中显示“00YE”。当测量在周期数显示框中预先选择的周期数时，仪器自动停止测量，测量的时间显示在时间显示框中。(5)按下“循环次数/时间”按钮，依次提取小于所选循环次数的循环次数。如果选择的周期数为“10”，则可以提取周期数为1和10的时间。使用方法(1)首先将光电开关连接线插入“信号输入”端口，调整光电开关。(2)将电源线插入仪器后面的电源插座，并将保险丝安装在电源插座中。实验原理，用不可延伸的光线悬挂一个小球，以小角度摆动就构成了单摆。让球的质量为，从质心到钟摆支点o的距离为。作用在球上的切向力总是指向平衡点。当角度很小时，切向力是，根据牛顿第二定律，质点的运动方程是，这是一个简单的调和运动方程。可以知道，简谐振动的角频率的平方等于，因此得出结论，为了减小测量误差，在实验中测量连续周期时间。由于和是常数，不确定度传递公式为、实验内容：1。测量重力加速度g (1)用米尺测量摆线的长度；(2)用游标卡尺沿摆线方向测量单摆球的直径，计算球的半径；摆的摆动长度是。(3)测量当前条件下连续摆动次数的时间，代入公式(3-4)求出g值。要求重复测量4次(或用循环测试仪测量循环)。(4)利用不确定度传递公式计算了广义不确定度。(5)正确选择和的值，力争使测量的G值的相对不确定度小于0.5%。根据单摆理论，单摆摆线的质量应该很小，这意味着摆线的质量应该比单摆的质量小得多。普通实验室单摆摆线的质量小于锤质量的0.3%，对重力测量的影响很小，因此在实验条件下感觉不到这种影响。为了感受摆线质量对单摆周期的影响，应该用粗摆线来测量，这样每米摆线的质量大约是单摆的1/30！在实验中，用摆和摆线代替，使摆线的质量达到摆的质量，重复步骤1中的测量，并与第一次测量结果进行比较。3.考察空气浮力对重力测量的影响在单摆理论中不考虑空气浮力的影响。实际上，摆锤是铁做的，它的密度比空气的密度高得多，所以浮力效应在上面的测量中不能显示出来。为了显示浮力的影响，有必要选择一个平均密度小的钟摆。在实验中，一个乒乓球被一根细线吊起作为单摆来测量重力，并与上面的结果“1”进行比较。1.你为什么需要测量