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1、傳播優(yōu)秀Word版文檔 ，希望對(duì)您有幫助，可雙擊去除！ 實(shí)驗(yàn) 用單擺測(cè)定重力加速度 單擺是一個(gè)物理模型，理想的單擺擺線的伸縮和質(zhì)量均忽略不計(jì)，擺球較重，且球的直徑比擺線長(zhǎng)度小得多。因擺球受到的回復(fù)力是F=mgsinθ，只有當(dāng)θ<50時(shí)，sinθ≌θ（θ用弧度制表示)，單擺的振動(dòng)才可以作為簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)。 1．實(shí)驗(yàn)?zāi)康? (1)學(xué)會(huì)用單擺測(cè)定當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣取? (2)能正確使用秒表。 (3)鞏固和加深對(duì)單擺周期公式的理解。 (4)學(xué)習(xí)用累積法減小相對(duì)誤差的方法。 2．實(shí)驗(yàn)原理 物理學(xué)中的單擺是指在細(xì)線的一端系一小球

2、，另一端固定于懸點(diǎn)。若線的伸縮和質(zhì)量可忽略，小球的直徑遠(yuǎn)小于線長(zhǎng)，這樣的裝置稱為單擺。 單擺發(fā)生機(jī)械振動(dòng)時(shí)，若擺角小于50，這時(shí)的振動(dòng)可以看成是簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)。 由簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)知識(shí)可以導(dǎo)出單擺的振動(dòng)周期： 式中L是擺長(zhǎng)，g是當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣取⑸鲜阶冃螢? 可以看出，只要能測(cè)定出單擺的擺長(zhǎng)和對(duì)應(yīng)的振動(dòng)周期，就很容易計(jì)算出重力加速度g的數(shù)值了。 由于一般單擺的周期都不長(zhǎng)，例如擺長(zhǎng)1m左右的單擺其周期約為2s。所以依靠人為的秒表計(jì)時(shí)產(chǎn)生的相對(duì)誤差會(huì)很大

3、。針對(duì)這一問(wèn)題本實(shí)驗(yàn)采用累積法計(jì)時(shí)。即不是測(cè)定一個(gè)周期，而是測(cè)定幾十個(gè)周期，例如30或50個(gè)周期。這樣一來(lái)，人用秒表計(jì)時(shí)過(guò)程中產(chǎn)生的誤差與幾十個(gè)周期的總時(shí)間相比就微乎其微了。這種用累積法減小相對(duì)誤差的方法在物理實(shí)驗(yàn)中經(jīng)常會(huì)遇到，希望讀者要認(rèn)真領(lǐng)會(huì)其精神實(shí)質(zhì)，為以后的應(yīng)用打下基礎(chǔ)。 3．實(shí)驗(yàn)器材 長(zhǎng)約lm的細(xì)絲線一根，球心開有小孔的金屬小球一個(gè)，帶有鐵夾的鐵架臺(tái)一個(gè)，毫米刻度尺一根，秒表一塊，游標(biāo)卡尺一把。 4．實(shí)驗(yàn)步驟及安裝調(diào)試 (1)安裝 ①讓線的一端穿過(guò)小球的小孔，然后打一個(gè)比小孔大一些的線結(jié)，做成單擺。 ②把線的上端用鐵夾固

4、定在鐵架臺(tái)上，把鐵架臺(tái)放在實(shí)驗(yàn)桌邊，使鐵夾伸到桌面以外，讓擺球自由下垂，在單擺平衡位置處做上標(biāo)記，如圖3-12所示。實(shí)驗(yàn)時(shí)p上汶個(gè)位詈為基礎(chǔ)。 (2)實(shí)驗(yàn)步驟 ①用米尺測(cè)出懸線長(zhǎng)度L(準(zhǔn)確到毫米)，用游標(biāo)卡尺測(cè)出擺球的直徑d。 ②將擺球從平衡位置拉開一個(gè)很小角度(不超過(guò)50)，然后放開擺球，使擺球在豎直平面內(nèi)擺動(dòng)。 ③用秒表測(cè)出單擺完成30次或50次全振動(dòng)的時(shí)間(注意記振動(dòng)次數(shù)時(shí)，以擺線通過(guò)標(biāo)記為準(zhǔn))。 2 / 3 ④計(jì)算出平均完成一次全振動(dòng)所用的時(shí)間，這個(gè)時(shí)間就是單擺的振動(dòng)周期。 ⑤改變擺長(zhǎng)，重做幾次實(shí)驗(yàn)，每次都要記錄擺線長(zhǎng)度L，

5、振動(dòng)次數(shù)以和振動(dòng)總時(shí)間t。 (3)實(shí)驗(yàn)記錄 ⑥根據(jù)單擺的周期公式，計(jì)算出每次實(shí)驗(yàn)的重力加速度，求出幾次實(shí)驗(yàn)得到的重力加速度的平均值，即是本地區(qū)的重力加速度的平均值。 ⑦將測(cè)得的重力加速度數(shù)值與當(dāng)?shù)刂亓铀俣葦?shù)值加以比較，分析產(chǎn)生誤差的可能原因。 5．注意事項(xiàng) (1)實(shí)驗(yàn)所用的單擺應(yīng)符合理論要求，即擺線要細(xì)且彈性要小，擺球用密度和質(zhì)量較大的小球，并且要在擺角小于50的情況下進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。 (2)要使單擺在豎直平面內(nèi)振動(dòng)，不能使其形成圓錐擺或擺球轉(zhuǎn)動(dòng)，方法是擺球拉到一定位置后由靜止釋放。 (3)測(cè)量擺長(zhǎng)時(shí)，不能漏記擺球的半徑。

6、 (4)測(cè)單擺周期時(shí)，應(yīng)從擺球通過(guò)平衡位置開始記時(shí)，并且采用倒數(shù)到0開始記時(shí)計(jì)數(shù)的方法，即…4，3，2，1，0，在數(shù)到“零”的同時(shí)按下秒表開始記時(shí)計(jì)數(shù)。 (5)要注意進(jìn)行多次測(cè)量，并取平均值。 溫馨提示：最好仔細(xì)閱讀后才下載使用，萬(wàn)分感謝！