利用单摆测重力加速度

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,342.5利用单摆,测重力加速度,一、利用单摆测定重力加速度,（,1,）实验目的：,用单摆测定当地的重力加速度，巩固和加深对单摆周期公式的理解,（,2,）实验原理：,根据单摆周期公式,T=2,，在它近似适用的范围内，有,g=4,2,L/T,2,，通过实验方法测出摆长,L,和周期,T,，即可计算得知当地的重力加速度,g,的值。,（,3,）实验器材：,铁架台及铁夹，金属小球（上面有一个通过球心的小孔），秒表，细线（,1m,左右），刻度尺（最小刻度为毫米），游标卡尺。,让细线穿过球上小孔，在细线一端打一个比孔大一些的线结，制成一个单摆。,将铁夹固定在铁架台上端，铁架台放在实验桌边，使铁夹伸出桌面之外。然后把单摆上端固定在铁夹上，使摆球自由下垂。,用刻度尺测量摆线长,L,0,，用游标卡尺测出摆球的直径,d,，,L=L,0,+d/2,。,把单摆从平衡位置拉开一个角度，并使这个角度不大于,5,0,，然后释放它。当摆球某次达最低点时用秒表开始计时，测量单摆全振动,30-50,次的时间，求出一次全振动的平均时间，即单摆的周期,T,。,反复测量三次，算出测得周期,T,的平均值，连同测得的摆长值代入公式,g=4,2,L/T,2,，求出重力加速度,g,的值，完成下面的表格。,（,4,）实验步骤：,改变摆长，重复,到,步骤求出重力加速度的平均值,也可绘,T,2,L,图像，利用,g=4,2,/k,计算（,k,为图线的斜率）,选择摆线时应选择细而不易伸长的线，比如用单根尼龙丝，胡琴丝弦或蜡线等，一般不应短于,1,米。小球应选用密度较大的金属球，直径应较小，最好不超过,2,厘米。,单摆悬线上端不可随意卷在铁夹的杆上，应夹紧在铁夹中，以免在发生摆动时摆线下滑，摆长改变的现象。,测摆长时，应注意是摆线长与球半径之和，不能只测摆线长作为摆长。,注意摆动时控制摆角不超过,5,度,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。,计量时间时，应从平衡位置开始，并且要测,30,次至,50,次全振动的总时间，然后除以次数得周期，如此反复三次，求周期平均值才可以作单摆周期。（测时间的偶然误差来之于启动表和停表，测量,3050,次可以减少相对误差，但时间太长容易造成圆锥摆，从而带来新的误差）,用图像法时要多测几组数据，描点时应尽量使更多的点分布在直线上，不能分布在直线上的点应尽量均匀分布在直线两侧。,（,5,）注意事项：,补充：,1,、秒表,秒表的使用简介,一般的秒表（如图所示）有两根针长针是秒针，每转一周是,30,秒，短针是分针，下图所示的是停表的最小分度是,0.1,秒。,(,注意：图中每一秒分成,10,份，有些刻度线没有画出,),读数：所测时间超过半分钟，半分钟的整数倍部分由分针读出，不足半分钟部分由秒针读出，总时间为两针示数之和。,2,分,7.6,秒,秒表的读数,0,31,2,33,4,35,6,37,8,39,41,10,43,12,14,45,16,47,18,49,20,51,22,53,24,26,55,57,28,59,0,1,2,6,7,8,9,10,11,3,4,5,12,13,14,0,31,2,33,4,35,6,37,8,39,41,10,43,12,14,45,16,47,18,49,20,51,22,53,24,26,55,57,28,59,0,1,2,6,7,8,9,10,11,3,4,5,12,13,14,1,分,51.4,秒,秒表的读数,2、游标卡尺的读数:如下图所示为精确度为0.1 mm游标卡尺读数由两部分组成:毫米的整数部分从主尺上读出,毫米的小数部分由游标尺读出(含简单计算).读小数部分时,只看游标上的哪条刻线与主尺上其中一条刻线对齐就行,不需关心与主尺上的第几条刻线对齐.如上图所示:,读数的整数部分为,23 mm;,读数的小数部分为,0.15 mm=0.5 mm.,故读数为,23.5 mm(2.35 cm).,游标卡尺的读数不需估读,在读数时只要确定游标的第几条刻线与主尺上某一刻线对得最齐,.,这个过程是寻找对得相对最齐得那条刻线,所以不需估读,.,对于精确度为,0.05 mm,和,0.02 mm,的游标卡尺的读数要写出正确的表达形式,.,0,5,10,0,1,4.1mm,0,5,10,0,1,10.5mm,一游标卡尺的主尺最小分度为,1,毫米,游标上有,10,个小等分间隔,现用此卡尺来测量工件的直径,如图所示,.,该工件的直径为,_,毫米,.,29.8,6,、请你读出下列游标卡尺的读数：,主尺,cm,5,10,游标,0,L=,52,+,0.6,=52.6mm,52.6,6,6,、请你读出下列游标卡尺的读数：,主尺,cm,10,10,游标,0,L=,95,+,0.5,=95.5mm,95.5,5,、游标卡尺的读数练习：,主尺,cm,11,10,游标,0,读数,=,整的毫米数（,主尺,）,+,十分之几毫米（,游标,）,L=,111,+,0,0,=111.0mm,111,12,5,、游标卡尺的读数练习：,主尺,cm,2,10,游标,0,读数,=,整的毫米数（,主尺,）,+,十分之几毫米（,游标,）,L=,15,+,0.3,30.1,=15.3mm,15,游标卡尺的读数方法,主尺,cm,3,10,游标,0,读数,=,整的毫米数（,主尺,）,+,十分之几毫米（,游标,）,27,L=,27,+,0.7,70.1,=27.7mm,例1：北京的重力加速度g,1,=9.812m/s,2,，南京的重力加速度为g,2,=9.795m/s,2,，一台在北京调时准确的摆钟，如果放在南京，钟走的快还是慢，一昼夜相差多少秒？（结果保留2位有效数字）,分析：由于南京的重力加速度,g,2,g,1,，所以，把表放在南京后周期变大，频率变小，表变慢。设一昼夜的时间为,t(s),，“摆钟”在北京的周期为,T,1,，频率为,f,1,，经过一昼夜时间，摆的全振动次数为,N,1,，“摆钟”在南京的周期为,T,2,，频率为,f,2,，经过一昼夜时间，摆的全振动次数为,N,2,。在南京的“摆钟”一昼夜慢的时间为,t,。,