单摆测量重力加速度_西安交大大物仿真实验

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1、大学物理仿真实验实验名称单摆测量重力加速度实验日期2012年11月21日姓名班级学号一、实验简介单摆实验是个经典实验，许多著名的物理学家都对单摆实验进行过细致的研究。本实验的目的是学习进行简单设计性实验的基本方法，根据已知条件和测量精度的要求，学会应用误差均分原则选用适当的仪器和测量方法，学习累积放大法的原理和应用，分析基本误差的来源及进行修正的方法。二、实验原理单摆的结构参考图1单摆仪,一级近似的周期公式为由此通过测量周期摆长求重力加速度三、实验内容一.用误差均分原理设计一单摆装置,测量重力加速度g.设计要求:(1)根据误差均分

2、原理,自行设计试验方案,合理选择测量仪器和方法.(2)写出详细的推导过程,试验步骤.(3)用自制的单摆装置测量重力加速度g,测量精度要求△g/g<1%.可提供的器材及参数:游标卡尺、米尺、千分尺、电子秒表、支架、细线(尼龙线)、钢球、摆幅测量标尺(提供硬白纸板自制)、天平(公用).假设摆长l≈70.00cm;摆球直径D≈2.00cm;摆动周期T≈1.700s;米尺精度△米≈0.05cm;卡尺精度△卡≈0.002cm;千分尺精度△千≈0.001cm;秒表精度△秒≈0.01s;根据统计分析,实验人员开或停秒表反应时间为0.1s左右,所

3、以实验人员开,停秒表总的反应时间近似为△人≈0.2s.二.对重力加速度g的测量结果进行误差分析和数据处理,检验实验结果是否达到设计要求.三.自拟实验步骤研究单摆周期与摆长,摆角,悬线的质量和弹性系数,空气阻力等因素的关系,试分析各项误差的大小.四.自拟试验步骤用单摆实验验证机械能守恒定律.四、实验仪器单摆仪、摆幅测量标尺、钢球、游标卡尺五、实验操作1.用米尺测量摆线长度；2.用游标卡尺测量小球直径；3.把摆线偏离中心不超过5°，释放小球，开始计时，单摆超过50个周期后停止计时，记录所有时间。六、实验结果七、数据统计及误差分析T=9

4、7.75s÷50=1.955sD（平均）=（1.692+1.702+1.672+1.692+1.722+1.672）÷6=1.692cml=92.00cm-1.69cm=90.31cmg=9.72m/s^2△g=9.80-9.72=0.08m/s^2E=△g/g*100%=0.82%<1%导致误差的因素：计时器读数误差、摆角过大、摆线松动等。八、实验心得1、实验前应充分检查仪器是否满足实验要求。2、在实验前应对实验结果有个预估值。3、试验时应严格按照步骤进行，随时监测数据值，若发现偏差过大，应及时检查并改正。4、认真操作，勤于思考

5、才能在实验上有所提高。