大学物理实验-设计用单摆测重力加速度PPT推荐.ppt
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二、实验装置仪器与量具的选择;
三、测量方法和测量条件的选择;
四、拟定实验步骤与数据处理方案;
五、实验报告,按要点讲述完成设计性实验的程序,一、实验方法的选择;
根据设计题目,查阅有关资料,收集实验方法,并根据精度要求、已有条件确定最佳实验方法,这是最基本的一步。
理论依据,
(1)当摆角时,单摆的振动近似为简谐振动。
则,
(2)根据误差理论,推导出标准不确定度及的表达式;
其中,二、实验装置仪器与量具的选择;
实验方法确定后,根据精度要求,要经济合理地选用实验装置仪器及量具。
(a)根据误差“等量分配原则”,以本实验对的要求,列出关于、的方程。
因,故,据误差“等量分配原则”,即各物理量的分误差对总误差的影响应当是等同的。
即,由此,可得知各分误差在保证时的大小范围为,(b)根据各分误差的大小要求,选择合适的测量T与L的量具。
三、测量方法和测量条件的选择;
在已确定仪器及量具的条件下,还应按照使测量不确定度最小的原则选取测量方法和实验条件。
四、拟定实验步骤与数据处理方案;
实验是一个有秩序的操作,要观察和记录实验过程必须拟定合理的实验程序。
对不可逆实验,更应按一定顺序进行,不能任意改变。
五、实验报告,实验报告要求a.在充分预习的基础上,写好设计预习;
b.实验结束后,整理出完整的实验报告;
c.报告内容如下:
目的要求;
仪器;
原理;
实验内容与步骤;
数据表格与数据处理;
结果表示;
误差分析;
结论与体会。
实验内容,一、固定摆长下测重力加速度,摆长不变,测量连续50个周期的时间tn6次,根据测得的摆长和周期的数据计算重力加速度。
二、改变摆长,用作图法的重力加速度,根据公式,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T2L图线,图解求出重力加速度。
操作要点,1、按所选择的测量方法测量摆长,注意各量的关系;
2、为满足简谐振动的条件,摆角50,且摆球应在1个平面内摆动。
3、测量周期时在单摆经过平衡位置时开始计时,连续测量50个周期的时间。
4、记录数据注意有效数字位数。
数据处理,一、方法一的数据处理:
根据所得数据计算摆长L、周期T,进而计算重力加速度g,并与天津地区的重力加速度g津对比。
计算不确定度,给出实验结果。
根据所得数据计算摆长L、周期T,作T2L图线,图解求出重力加速度g。
并与北京地区的重力加速度g津对比。
二、方法二的数据处理,误差分析一,实验方法一:
计算g的不确定度,给出实验的最后结果提示:
1.L、T均为间接测量量,应根据测量数据进行误差传递。
2.仪器误差限:
米尺m=1mm,秒表m=0.1秒。
3.摆长为单次测量,其不确定度只有B类分量。
4.时间tn为多次测量,不确定度由A类分量和B类分量合成。
误差分析二,实验方法二图解法求重力加速度1.根据测得的数据计算出周期T和摆长L作图,由图上取2点(其坐标值标注在点旁),计算斜率,进而得出重力加速度g值。
2.应用最小二乘法求重力加速度。
3、分析误差来源,问题思考,在导出单摆周期的函数式时,在摆角较小的情况下,用代替sin代入公式,得到周期T的函数式。
试分析由此引入的误差(设50)。
用相对误差表示。
结束,
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