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一、实验目的
利用单摆来测量重力加速度 二、实验原理
单摆在摆角小于10°时的振动是简谐运动,其固有周期为T=2π ,由此可得g= 。
据此,只要测出摆长l和周期T,即可计算出当地的重力加速度值。 由此通过测量周期T,摆长l求重力加速度 三、实验设备及工具 铁架台(带铁夹),中心有孔的金属小球,约1m长的细线,米尺,游标卡尺(选用),秒表等。
四、实验内容及原始数据 (一)实验内容
1.在细线的一端打一个比小球上的孔径稍大些的结,将细线穿过球上的小孔,制成一个单摆。
2.将铁夹固定在铁架台的上端,铁架台放在实验桌边,使铁夹伸到桌面以外,把做好的单摆固定在铁夹上,使摆球自由下垂。
3.测量单摆的摆长l:用游标卡尺测出摆球直径2r,再用米尺测出从悬点至小球上端的悬线长l',则摆长l=l'+r。
4.把单摆从平衡位置拉开一个小角度(不大于10°),使单摆在竖直平面内摆动,用秒表测量单摆完成全振动30至50次所用的时间,求出完成一次全振动所用的平均时间,这就是单摆的周期T。
5.将测出的摆长l和周期T代入公式g= 求出重力加速度g的值。
(二)原始数据
1.用游标卡尺测量钢球直径2r
n 1 2 3 4 5 6 直径2r(cm) 1.712 1.712 1.692 1.692 1.712 1.722 2.用米尺测量悬线长l'
n 1 2 3 4 5 6 悬线长l' (cm) 91.90 91.90 91.91 91.90 91.88 91.90 3.用秒表测量摆动50个周期用时为1’34’’84=94.84’’ 五、实验数据处理及结果(数据表格、现象等) 1.钢球直径平均值
2r=(1.712+1.712+1.692+1.692+1.712+1.722)÷6=1.707(cm) 2.悬线长平均值
l'=(91.90+91.90+91.91+91.90+91.88+91.90)÷6=91.8(cm) 3.摆长
l=l'+r=91.8+1.707=93.605(cm)
4.求出完成一次全振动所用的平均时间,即单摆的周期T T=94.84÷50=1.68(s) 5.计算g
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将测出的摆长l和周期T代入公式g= =10.27
六、实验结果分析(实验现象分析、实验中存在问题的讨论) 误差分析:为什么所得g=10.27大于标准值? 1. 振动次数:可能是振动次数的有问题 2. 摆长测量:可能是摆长测量偏大 3. 秒表使用:可能是开表晚了
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