2016新编测重力加速度的几种方法比较及误差分析

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1、分类号密级UDC编号本科毕业论文(设计)题目测重力加速度的几种方法比较及误差分析系别专业名称物理学年级学生姓名学号指导教师二00八年五月32摘要：地球表面及附近的物体受到地球重力的作用，如果忽略空气摩擦的影响，则所有落地物体都将以同一加速度下落，这个加速度称为重力加速度。重力加速度是一个重要的地球物理常数，准确测定它的量值，不仅在理论上，而且在生产上、科研上都有着极其重要的意义。在实验室内测量重力加速度的方法有很多种。本文利用实验室的仪器，通过单摆法、电磁打点计时器法、倾斜气垫导轨法以及复摆法进行测量重力加速度的实验。通过实验原理、实验方法、实验记录数

2、据、误差分析、最终结果等方面进行比较与研究，针对可能造成较大误差的变量，提出可实施的改进办法，提高实验测量值的可靠性。关键词：重力加速度单摆电磁打点计时器气垫导轨复摆32Abstract:OnEarth,everythingfeelsthedownwardforceofgravity.Ifweneglectthefrictionforceoftheair,allthemasseswillbefallingfreelywiththesamedownwardaccelerationbecausegravityistheonlyforceacting.Thi

3、sistheaccelerationoffreefall.Theconstantacceleration,g,isveryimportant.Measuringexactlyplaysasignificantroleintheory,productionandscientificresearch.Therearemanymethodsformeasuringginlaboratories.Themajorcontentaboutthisthesisisdoingexperimentsthroughusingthesimplependulum,theel

4、ectromagneticpointingset,theslopingairtrackandthecompoundpendulum.Thencomparetheprinciple,methodorresultofthefourexperimentsandanalyzetheerror.Attheend,suggestpracticableandimprovablemeasuresinaccordancewiththelargererrorforraisingaccuracy.Keywords:accelerationofgravitysimplepen

5、dulumelectromagneticpointingsetairtrackcompoundpendulum32文献综述一、概述测量重力加速度的方法有很多种，包括用单摆测重力加速度、用电磁打点计时器测重力加速度、用自由落体法测重力加速度、用复摆测重力加速度、用凯特摆测重力加速度、倾斜气垫导轨上测重力加速度以及频闪照相法测重力加速度等。每个方法涉及的实验原理都不相同，有的用简便的过程就可以测出，而有的则需要经过复杂的步骤。经过阅读文献资料，依据论文的需要，从上面提及的方法中选取单摆法、电磁打点计时器法、倾斜气垫导轨法和复摆法这四种方法进行实验，测量重力

6、加速度，然后比较各实验结果与实际值，分析实验误差，比较各个方法之间的优与缺。二、正文从我们以往的实验经验中可以总结出，一个实验可以依据不同的原理来做，一个原理也可以通过不同的方法来实现。在阅读了各类实验参考文献后，我确定了四种测量重力加速度实验的原理及方法，将准确依照理论完成实验，以完成这篇论文。1、单摆测重力加速度的实验原理：单摆小球沿圆弧运动，重力在运动切线方向上的分力为。当角很小（一般不超过）时，，考虑到切向分力的方向与角位移方向相反，有，即起回复力作用，它与角位移成正比，而方向指向平衡位置。根据牛顿定律可得（1）即（2）所以，单摆在时做简谐振动

7、。角频率，其振动周期，故32（3）2、电磁打点计时器测重力加速度的实验原理：当电磁打点计时器的线圈通以50赫兹的交流电时，振动片的磁极随着电流方向的改变而不断变化，在永久磁铁的磁场作用下，振动片上下振动，其振动周期与线圈中的电流变化周期一致，即为0.02秒。振动片的一端装有打点针，当纸带从针尖下通过时，便打上一系列点，相邻点之间对应的时间为0.02秒。当忽略空气阻力时，物体在重力作用下的下落运动是匀加速直线运动。这种运动可以用下列方程来描述，即（4）式中，是在时间秒内物体下落的距离，是重力加速度。设物体从点开始自由下落，到达点的速度为。从点起，经过时间

8、后，物体到达点。令、两点间的距离为，则（5）设它到达点的速度为，从点起经过时间后，物体到达点。