实验三-单摆和倾斜摆实验的研究

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1、华南师范大学实验报告学生姓名肖亮松学号专业物理学年级、班级课程名称实验项目单摆和倾斜摆实验的研究实验类型□√验证□设计□综合实验时间2011年5月24日实验指导老师实验评分实验三单摆和倾斜摆实验的研究一.实验目的1.知道利用单摆测量重力加速度的原理和方法，掌握处理实验数据的方法及减少误差的途径2.学会用控制变量法来研究倾斜摆动振动周期，并推导出周期公式。二.实验原理1.单摆用一根绝对挠性且长度不变、质量可忽略不计的线悬挂一个质点，在重力作用下在铅垂平面内作周期运动，就成为单摆。单摆在摆角小于5°（现在一般认为是小于10°）的条件下振动时，可近似认为是简谐1运动。单摆运动的周期公式其

2、中l指摆长，g是当地重力加速度。2.倾斜摆利用两根绳子固定一根硬质棒，硬质棒装有一个可以自由移动的重物，由于受到两根绳子的限制，硬质棒只能在一个平面内运动。类比单摆的周期公式，摆长l’为重物到OO’连线的交点、重力加速度类比为g’=gsinθ则倾斜摆周期为三.实验内容1.单摆法测定重力加速度1)测量小球直径d/mm19.00919.01519.01019.02019.011平均值则半径为r=9.507mm2)验证（周期摆长l=L+r其中t为20个周期的时间，L为细线长度）测得L=100cm，t=39.64s则l=L+r=1009.507mmt==1.982s=210.135m/s2

3、近似等于9.8m/s百分误差3.4%3)作T-l曲线实验测得L与tL/cmt/sl/mT/s91.8038.721.0131.9361.00796.2039.641.0571.9821.028100.0040.261.0952.0131.046103.7040.901.1322.0451.064106.8042.361.1632.1181.078根据以上公式进行计算得出T-√l图2.研究倾斜摆的振动周期1)验证2l’=0.4455mt=43.43sn=20g=9.8m/s0.381T=2.169sT测=T/n=2.172s百分误差0.1%2)作T-图l'/mt/sT/s0.4124

4、2.490.6412.1250.37441.10.6112.0550.47245.210.6872.2610.51446.750.7172.3383)做T-图a/cmb/cmc/cmsint/sT/s12.1827.6230.190.4411.50642.762.1389.9927.4529.210.3641.65847.022.3518.6527.2328.570.3181.77450.132.506514.5528.2531.780.5151.39340.312.01558.0127.8128.940.2881.86352.762.638四.思考题单摆部分1.测量摆长方法有两个

5、，一是直接测量摆球重心到悬点距离，二是先测量小球直径，细线长度，再相加。第二种能够减少误差。2.准确测定周期，应该注意：a摆角小于5度；b选最低点作为计时点3.对于无法测定摆长的实验，可以改变摆长r，两次测量得到，联立解得g4.测量时间影响因素有表的分辨率以及人的动作，其中人的误差比较大。不过都可以通过累加平均的方法减少