西安交通大学大学物理仿真试验

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1、西安交通大学大学物理仿真试验实验题目：用单摆测量物体重力加速度2140504096自动化44滕家伟一、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。本实验的目的是进行简单设计性实验基本方法的训练，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，提出进行修正和估算的方法。二、实验原理1、单摆的一级近似的周期公式为由此通过测量周期T,摆长1求重力加速度.2、不确定度均分原理在间接测量中，每个独立测量的量的不确定度都会对最终结果的不确定度有贡献。如果已知各测量之间的函数关

2、系，可写岀不确定度传递公式，并按均分原理，将测量结果的总不确定度均匀分配到各个分量中，由此分析各物理量的测量方法和使用的仪器，指导实验。一般而言，这样做比较经济合理。对测量结果影响较大的物理量，应采用精度较高的仪器，而对测量结果影响不大的物理量，就不必追求高精度仪器。三、实验仪器I、单摆仪实际照片和程序中的显示操作提示：拖动摆球让摆球摆动用鼠标左键或者右键点击摆线末端的旋钮来增人或者减小摆线长2、游标卡尺实际照片和程序屮的显示主尺567lllllllllllllllllllllll

3、川屮lll

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6、667890操作提示：可以拖动副尺部分，改变测量卡口张开的

7、大小可以用鼠标左键或者右键点击锁定旋钮，来锁住或者解锁副尺3、螺旋测微器实际照片和程序中的显示操作提示：鼠标左键或者右键点击转轴可以向上或者向下旋转转轴鼠标左键或者右键点击锁，可以锁定或者解锁4、电子秒表实际照片和程序中的显示操作提示：鼠标点击开始暂停按钮可以开始或者暂停计时鼠标点击复位按钮可以对秒表复位5、米尺实际照片和程序中的显示操作提示：用鼠标拖动左侧全景图中的白色区域，改变右侧放大区域对应的位置在右侧图中拖动米尺，可以改变米尺位置四、实验内容1、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）根据误差均分原理，自行设讣试验方案，合理选择测量仪器和方

8、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Ag/g<1%.可提供的器材及参数：游标卡尺，米尺汗分尺，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DQ2.00cm;摆动周期T~1.700s;米尺精度厶米~0.05呦;卡尺精度△卡0.002cm;千分尺精度△千^0.00lcm;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，所以实验人员开，停秒表总的反应时间近似为△人~0.2s.2、.对重力加速度g的测量结果进行误差

9、分析和数据处理，检验实验结果是否达到设计要求.五、实验数据记录1、表格1:游标卡尺测小球直径项目123平均直径（mm）19.23219.23119.22719.2302、表格2：秒表测周期项目123平均时间(NT/S)19.2419.2619.2519.25N=10平均周期T=1.925s3、单摆长度L=90.50cm六、实验数据处理及分析g=4n2l/T2=4X3.142X0.9146/(1.925)2^9.75N/kgx100%=0.5%误差分析：实验中单摆的长度测量和周期测量的误差会使实验结果有误差，单摆长度偏长,g偏大，单摆长度偏短，g偏小，周期偏大，g偏小，周期

10、偏小，g偏大。