3.測量擺動周期T
使擺錐擺動幅度在允許范圍內,測量擺錐往返擺動50次所需時間t50,重復測量6次,求出T= 。測量時,選擇擺錐通過最低點時開始計時,最后計算時單位統一為秒。
4.將所測數據列于表中,并計算出擺長、周期及重力加速度。
5.實驗數據處理
實驗數據記錄及處理
(1)試驗數據記錄
儀器誤差限:游標卡尺Δm=0.02mm,米尺Δm=1mm,電腦通用計數器Δm=0.0001ms。
次數 | L1(cm) | 擺 錐 高度d (cm) | 擺長 L=L1-d/2(cm) | 50個 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)實驗數據處理
計算不確定度u(d),u(L1),u(T);
;
;
;
對g=4π2 根據合成不確定度的表達式有:
其中:
=
?
?
因此得 9.808159×102×0.0289%=0.28367 cm/s2
重力加速度的最后結果為
g=(9.808159×102±0.002) cm/s2 (p=68.3%)
E(g)=0.0289%
實驗注意事項:
1、擺長的測定中,擺長約為1米,鋼卷尺與懸線盡量平行,盡量接近,眼睛與擺錐最低點平行,視線與尺垂直,以避免誤差。
2、測定周期T時,要從擺錐擺至最低點時開始計時,并從最低點停止計時。這樣可以把反應延遲時間前后抵消,并減少人為的判斷位置產生的誤差。
3、鋼卷尺使用時要小心收放
4、為滿足簡諧振動的條件,擺角θ<50 ,且擺球應在1個平面內擺動。
附錄:
其實也可利用改變擺長,用作圖法測重力加速度
根據公式 T2= L
每改變擺長1次,測1次時間tn,每次改變長度不少于10cm,至少測6組數據。
根據所測數據,作T2-L圖線,圖解求出重力加速度。
五、參考文獻
《普通物理實驗》 南京大學出版社 畦永興 許雪芬 主編 2004.10
《大學物理實驗》 湖南大學出版社 王國棟主編 2002.8
《大學物理實驗》 高等教育出版社 成正維主編 2002.12
六、實驗總結
本次實驗歷時三周,從選題、準備實驗方案到確定實驗方案再到進行實驗、撰寫實驗報告每一步都不簡單,在這些過程中需要細心、耐心尤其是恒心。在選題時,因為同班同學都已選好,根據課程設計的要求,我只有兩個題目可供選擇:重力加速度的測定與電源特性的研究。相比之下,后者比較陌生,所以只有選擇了前者。大家似乎都以為重力加速度的測定實驗比較老、甚至有點老掉牙,其實我覺得不然。實驗是比較熟悉,但之前又有誰認認真真地做出來了?高中的實驗設備及知識條件下,大部分的人不可能比較精確的測定出重力加速度的結果。在科學研究中,永遠不存在老的問題。所以,選好題之后,我開始很認真地做。
因為只有認真,才能獲得精確的值。在給題方面,我覺得老師應該給些更貼近生活的題目,少給些以前學過的實驗,這樣可能更能激發(fā)學生的積極性。