利用单摆测重力加速度_精品文档.ppt
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342.5利用单摆测重力加速度,一、利用单摆测定重力加速度,
(1)实验目的:
用单摆测定当地的重力加速度,巩固和加深对单摆周期公式的理解,
(2)实验原理:
根据单摆周期公式T=2,在它近似适用的范围内,有g=42L/T2,通过实验方法测出摆长L和周期T,即可计算得知当地的重力加速度g的值。
(3)实验器材:
铁架台及铁夹,金属小球(上面有一个通过球心的小孔),秒表,细线(1m左右),刻度尺(最小刻度为毫米),游标卡尺。
让细线穿过球上小孔,在细线一端打一个比孔大一些的线结,制成一个单摆。
将铁夹固定在铁架台上端,铁架台放在实验桌边,使铁夹伸出桌面之外。
然后把单摆上端固定在铁夹上,使摆球自由下垂。
用刻度尺测量摆线长L0,用游标卡尺测出摆球的直径d,L=L0+d/2。
把单摆从平衡位置拉开一个角度,并使这个角度不大于50,然后释放它。
当摆球某次达最低点时用秒表开始计时,测量单摆全振动30-50次的时间,求出一次全振动的平均时间,即单摆的周期T。
反复测量三次,算出测得周期T的平均值,连同测得的摆长值代入公式g=42L/T2,求出重力加速度g的值,完成下面的表格。
(4)实验步骤:
改变摆长,重复到步骤求出重力加速度的平均值也可绘T2L图像,利用g=42/k计算(k为图线的斜率),选择摆线时应选择细而不易伸长的线,比如用单根尼龙丝,胡琴丝弦或蜡线等,一般不应短于1米。
小球应选用密度较大的金属球,直径应较小,最好不超过2厘米。
单摆悬线上端不可随意卷在铁夹的杆上,应夹紧在铁夹中,以免在发生摆动时摆线下滑,摆长改变的现象。
测摆长时,应注意是摆线长与球半径之和,不能只测摆线长作为摆长。
注意摆动时控制摆角不超过5度摆球摆动时,要使之保持在同一个竖直平面内,不要形成圆锥摆。
计量时间时,应从平衡位置开始,并且要测30次至50次全振动的总时间,然后除以次数得周期,如此反复三次,求周期平均值才可以作单摆周期。
(测时间的偶然误差来之于启动表和停表,测量3050次可以减少相对误差,但时间太长容易造成圆锥摆,从而带来新的误差)用图像法时要多测几组数据,描点时应尽量使更多的点分布在直线上,不能分布在直线上的点应尽量均匀分布在直线两侧。
(5)注意事项:
补充:
1、秒表,秒表的使用简介一般的秒表(如图所示)有两根针长针是秒针,每转一周是30秒,短针是分针,下图所示的是停表的最小分度是0.1秒。
(注意:
图中每一秒分成10份,有些刻度线没有画出)读数:
所测时间超过半分钟,半分钟的整数倍部分由分针读出,不足半分钟部分由秒针读出,总时间为两针示数之和。
2分7.6秒,秒表的读数,1分51.4秒,秒表的读数,2、游标卡尺的读数:
如下图所示为精确度为0.1mm游标卡尺读数由两部分组成:
毫米的整数部分从主尺上读出,毫米的小数部分由游标尺读出(含简单计算).读小数部分时,只看游标上的哪条刻线与主尺上其中一条刻线对齐就行,不需关心与主尺上的第几条刻线对齐.如上图所示:
读数的整数部分为23mm;读数的小数部分为0.15mm=0.5mm.故读数为23.5mm(2.35cm).游标卡尺的读数不需估读,在读数时只要确定游标的第几条刻线与主尺上某一刻线对得最齐.这个过程是寻找对得相对最齐得那条刻线,所以不需估读.对于精确度为0.05mm和0.02mm的游标卡尺的读数要写出正确的表达形式.,4.1mm,10.5mm,一游标卡尺的主尺最小分度为1毫米,游标上有10个小等分间隔,现用此卡尺来测量工件的直径,如图所示.该工件的直径为_毫米.,29.8,6、请你读出下列游标卡尺的读数:
主尺,cm,5,L=,52,+,0.6,=52.6mm,52.6,6,6、请你读出下列游标卡尺的读数:
主尺,cm,10,L=,95,+,0.5,=95.5mm,95.5,5、游标卡尺的读数练习:
主尺,cm,11,L=,111,+,0,0,=111.0mm,111,12,5、游标卡尺的读数练习:
主尺,cm,2,L=,15,+,0.3,30.1,=15.3mm,15,游标卡尺的读数方法,主尺,cm,3,10,游标,0,27,L=,27,+,0.7,70.1,=27.7mm,例1:
北京的重力加速度g1=9.812m/s2,南京的重力加速度为g2=9.795m/s2,一台在北京调时准确的摆钟,如果放在南京,钟走的快还是慢,一昼夜相差多少秒?
(结果保留2位有效数字),分析:
由于南京的重力加速度g2g1,所以,把表放在南京后周期变大,频率变小,表变慢。
设一昼夜的时间为t(s),“摆钟”在北京的周期为T1,频率为f1,经过一昼夜时间,摆的全振动次数为N1,“摆钟”在南京的周期为T2,频率为f2,经过一昼夜时间,摆的全振动次数为N2。
在南京的“摆钟”一昼夜慢的时间为t。
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