2013年 自由落体测加速度实验报告.doc

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1、实验报告名称：自由落体法测重力加速度【实验目的】1、学会运用自由落体仪和计时器2、测量当地的重力加速度，掌握自由落体运动规律。3、学会用逐差法处理实验数据【实验原理】自由落体的重力加速度由重力产生，称为重力加速度g。根本原因由万有引力产生，它与质量成正比，与距离的平方成反比。它是一个重要的地球物理常数。地球上各点的加速度数值，随该地的纬度、海拔高度及该地区地质构造的不同而不同。因而测量重力加速度对于地质勘测等具有很重要的意义。g值偏大的地方则可能埋藏着重矿物，反之g值偏小的地方则可能埋藏着盐类和石油。自由落体仪主要由立柱、吸球器和光电门组成。如图示。实验原理，小球从A点沿竖直方向自由

2、下落。将两光电门分别放在B、C处，记下BC之间的距离S1和小球经过BC两点的时间间隔t1，有S1=VBt1+1/2gt1^2要采用逐差法处理实验数据，必须使小球相邻两次的时间差相等，具体到本实验，就是小球下落时，下落时间必须按照t，2t，3t，4t，5t，6t，7t，8t变化【实验步骤】1.打开计时仪的电源开关，四芯线两端分别接光电门和计时仪的光电插孔，注意四芯线插头和插孔的一一对应，不要插错方位。2.将功能指示选在“计时”位置处，计时仪左下角的次数选择拨到2.对光电门遮光时其数字显示正常，并能复位为零。3.调整自由落体仪支柱铅直，使b摆球的悬线影正对光敏管位置，否则应调节底座上的三

3、个螺丝。4.将上端光电门放在10cm处，使两光电门之间的距离s1为5cm，记下小球通过此距离的时间t1，时间显示时ms指示灯亮，说明记录的是毫秒，换算成秒作单位。测量5次；然后取时间的平均值，计为t，然后测量2t，3t，4t，5t，6t，7t，8t对应的高度差，由于计时仪精确到0.001ms，在自由落体仪的米尺上难以找到某一刻度值与此对应，故在时间it的两侧找到对应的高度差hi，然后取平均值作为该时间对应的高差。5.按要求计算出g的值及相对误差。【数据处理】光电发测g数值表T1T2T3T4T5平均值36.525ms36.902ms36.305ms37.101ms37.748ms36.

4、9162mst2t3t4t5t6t7t8t时间t/s0.0376280.0744560.1116840.1489120.186140.2233680.2605960.297824高度差hi/m0.050.11410.19220.28410.38820.50610.63810.78410.050.11470.19280.28330.38880.50690.63870.7848平均高度差m0.050.11440.19250.28370.38850.50650.63840.78445第一次逐差：h51=h5-h1=0.3885-0.05=0.3385（m）h62=h6-h2=0.5065-

5、0.1144=0.3921（m）h73=h7-h3=0.6384-0.1925=0.4459（m）h84=h8-h4=0.78445-0.2837=0.50075（m）第二次逐差：h71=h73-h51=0.4459-0.3385=0.1074（m）h82=h84-h62=0.50075-0.3921=0.10865（m）g1=h71/8t^2=9.68668（m/s^2）g2=h81/8t^2=9.79942（m/s^2）g=1/2(g1+g2)=9.74305（m/s^2）▼g=9.74305-9.79878=--0.05573（m/s^2）E=▼g/g标*100%=--0.57

6、%【思考题】1.实验中为什么只改变光电门2的位置而不改变光电门1的位置？答：改变光电门2的位置，是为了改变高度差。改变光电门1的位置是为了使小球在通过光电门1时，获得相同的初速度。2.实验中小球下落时，计时器不停止计时的原因是什么？答：在仪器完好的情况下，计时器不停止计时，说明小球在通过光电门2时没有挡住光束，此时应调整底座，改变小球下落的路径。3.如何测小球下落时某处的瞬时速度？首先确定小球通过光电门1时获得的初速度V0，然后将光电门2移至某处，测出小球通过光电门1、光电门2的高度差所用的时间，根据Vx=V0+gt算的。