3.测量摆动周期T
使摆锥摆动幅度在允许范围内,测量摆锥往返摆动50次所需时间t50,重复测量6次,求出T= 。测量时,选择摆锥通过最低点时开始计时,最后计算时单位统一为秒。
4.将所测数据列于表中,并计算出摆长、周期及重力加速度。
5.实验数据处理
实验数据记录及处理
(1)试验数据记录
仪器误差限:游标卡尺Δm=0.02mm,米尺Δm=1mm,电脑通用计数器Δm=0.0001ms。
次数 | L1(cm) | 摆 锥 高度d (cm) | 摆长 L=L1-d/2(cm) | 50个 周期 t50(s) | 周期T(s) | 重力加速度 g(cm/s2) |
1 | 101.23 | 2.786 | 99.86 | 100.3146 | 100.2425 | 9.808159×102 |
2 | 101.25 | 2.782 | 100.2129 | |||
3 | 101.28 | 2.784 | 100.3058 | |||
4 | 101.25 | 2.782 | 100.2402 | |||
5 | 101.27 | 2.786 | 100.1864 | |||
6 | 101.24 | 2.784 | 100.1953 | |||
平均 | 101.25 | 2.784 | 100.2425 |
(2)实验数据处理
计算不确定度u(d),u(L1),u(T);
;
;
;
对g=4π2 根据合成不确定度的表达式有:
其中:
=
?
?
因此得 9.808159×102×0.0289%=0.28367 cm/s2
重力加速度的最后结果为
g=(9.808159×102±0.002) cm/s2 (p=68.3%)
E(g)=0.0289%
实验注意事项:
1、摆长的测定中,摆长约为1米,钢卷尺与悬线尽量平行,尽量接近,眼睛与摆锥最低点平行,视线与尺垂直,以避免误差。
2、测定周期T时,要从摆锥摆至最低点时开始计时,并从最低点停止计时。这样可以把反应延迟时间前后抵消,并减少人为的判断位置产生的误差。
3、钢卷尺使用时要小心收放
4、为满足简谐振动的条件,摆角θ<50 ,且摆球应在1个平面内摆动。
附录:
其实也可利用改变摆长,用作图法测重力加速度
根据公式 T2= L
每改变摆长1次,测1次时间tn,每次改变长度不少于10cm,至少测6组数据。
根据所测数据,作T2-L图线,图解求出重力加速度。
五、参考文献
《普通物理实验》 南京大学出版社 畦永兴 许雪芬 主编 2004.10
《大学物理实验》 湖南大学出版社 王国栋主编 2002.8
《大学物理实验》 高等教育出版社 成正维主编 2002.12
六、实验总结
本次实验历时三周,从选题、准备实验方案到确定实验方案再到进行实验、撰写实验报告每一步都不简单,在这些过程中需要细心、耐心尤其是恒心。在选题时,因为同班同学都已选好,根据课程设计的要求,我只有两个题目可供选择:重力加速度的测定与电源特性的研究。相比之下,后者比较陌生,所以只有选择了前者。大家似乎都以为重力加速度的测定实验比较老、甚至有点老掉牙,其实我觉得不然。实验是比较熟悉,但之前又有谁认认真真地做出来了?高中的实验设备及知识条件下,大部分的人不可能比较精确的测定出重力加速度的结果。在科学研究中,永远不存在老的问题。所以,选好题之后,我开始很认真地做。
因为只有认真,才能获得精确的值。在给题方面,我觉得老师应该给些更贴近生活的题目,少给些以前学过的实验,这样可能更能激发学生的积极性。