2、自由落體運動的規(guī)律.doc

江西渝州科技職業(yè)學院大學物理實驗報告預(yù)習分課堂分報告分總成績實驗名稱： 自由落體法測重力加速度姓名： 劉陽 學號：0612102468 時間代碼： 110256 實驗序號：01 院系： 一年級工作部學生三部 專業(yè)：大理 06級 .班： 70 教師簽名：袁文峰 儀器與用具：QDZJ-2型自由落體儀、SSM-5C計時-計數(shù)-計頻儀、導線等 實驗?zāi)康?：1. 學會運用自由落體儀和計時儀2. 測量當?shù)氐闹亓铀俣?，掌握自由落體的運動規(guī)律 3. 學會用逐差法處理實驗數(shù)據(jù)實驗報告內(nèi)容（原理預(yù)習、操作步驟、數(shù)據(jù)處理、誤差分析、思考題解答）【實驗原理】自由落體的重力加速度由重力產(chǎn)生，稱為重力加速度，根本原因由萬有引力產(chǎn)生，它與質(zhì)量成正比，與距離的平方成反比。它是一個重要的地球物理常數(shù)地球上各點的加速度數(shù)值，隨該地的緯度、海拔高度及該地區(qū)地質(zhì)構(gòu)造的不同而不同因而測量重力加速度對于地質(zhì)勘探等具有很重要的意義值偏大的地方則可能埋藏著重礦物，反之值偏小的地方則可能埋藏著鹽類和石油 自由落體儀主要由立柱、吸球器和光電門組成如圖1-1所示立柱固定在三腳底座上，上端有一個吸球器，立柱上有米尺兩個光電門可以沿立柱上下移動當用手擠壓吸球器內(nèi)的空氣后，其內(nèi)部壓強將小于外部空氣的一大氣壓強，因而大氣把鋼球托在吸球器口上又由于鋼球與吸球器邊緣有縫隙，空氣可進入吸球器，慢慢使其內(nèi)部也等于一個大氣壓強時，鋼球?qū)⒆詣用撀?，作自由落體運動立柱上的光電門與計時儀聯(lián)接光電門由一個小的聚光燈泡和一個光敏管組成，聚光燈泡對準光敏管，光敏管前面有一個小孔可以接收光的照射光敏門與計時儀是按以下方式聯(lián)接的即當兩個光電門的任一個被擋住時，計時儀開始計時；當兩個光電門中任一個被再次擋光時，計時終止計時儀顯示的是兩次擋光之間的時間間隔實驗原理，小球從A點沿豎直方向自由下落將兩個光電門分別放在B、C處，記下B C之間的距離和小球經(jīng)過B 、C兩點的時間間隔，有 （1-1） 要采用逐差法處理實驗數(shù)據(jù)，必須使小球相鄰兩次的下落時間差相等，具體到本實驗，就是小球下落時，下落時間必須按照t,2t,3t,4t,5t,6t,7t,8t變化。1三角座 2接球網(wǎng) 3光電門 4帶有標尺的金屬管 5光電門6鋼球 7吸球器架 8緊固螺絲 9四芯插座 10穩(wěn)定器 11調(diào)節(jié)螺絲圖11 自由落體測定儀【實驗步驟】 1打開計時儀的電源開關(guān)，四芯線兩端分別接光電門和計時儀的光電插孔，注意四芯線插頭和插孔的一一對應(yīng)，不要插錯方位2將功能指示選在“計時”位置處，計時儀左下角的次數(shù)選擇撥到2.對光電門遮光時其數(shù)字顯示正常，并能復(fù)位為零3調(diào)整自由落體儀支柱鉛直，使擺球的懸線影正對光敏管位置,否則應(yīng)調(diào)節(jié)底座上的三個螺絲 4. 將上端電門放在10cm處，使兩光電門之間的距離為5cm，記錄下小球通過此距離的時間 ，時間顯示時ms指示燈亮,說明記錄的是毫秒,換算成秒作單位.測量5次；然后取時間的平均值，計為t，然后測量2t,3t,4t,5t,6t,7t,8t對應(yīng)的高差，由于計時儀精確到0.001ms,在自由落體儀的米尺上難以找到某一刻線值與此對應(yīng)，故在時間it的兩側(cè)找到對應(yīng)的高差hi,然后取平均值作為該時間對應(yīng)的高差。 5. 按要求計算出g的值及相對誤差【數(shù)據(jù)處理】表2-1 光電法測g數(shù)據(jù)表T1T2T3T4T5平均值36.525ms36.902ms36.305ms37.101ms37.748ms 37.228mst2t3t4t5t6t7t8t時間t/s0.0372280.074456.0.1116840.1489120.186140.2233680.2605960.297824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=0.5065-0.1144=0.3921(m)h73=h7-h3=0.6384-0.1925=0.4459(m) h84=h8-h4=0.78445-0.2837=0.50075(m) 爹二次逐差： h71=h73-h51=0.4459-0.3385=0.1074(m) h82=h84-h62=0.50075-0.3921=0.10865(m) g1=h71/8t2=0.1074/8*0.0372282=9.68668（m/s2） g2=h82/8t2=0.10865/8*0.0372282=9.79942(m/s2) g=1/2*(g1+g2)=1/2*（9.68668+9.79942）=9.74305(m/s2) g=9.74305-9.79878 = - 0.05573（m/s2）E=g/g標*100= - 0.05573/9.79878*100= - 0.57100【思考題】1.實驗中，為什么只改變光電門2的位置，而不改變光電門1的位置？答：改變光電門2的位置，是為了改變高差。改變光電門1的位置，是為了使小球在通過光電門1時，獲得相同的初速度。2.實驗中，小球下落時，計時器不停止計時的原因是什么？答：在儀器完好的情況下，計時器不停止計時，說明小球在通過光電門2時，沒有擋住光束，此時應(yīng)調(diào)整底座，改變小球下落的路徑。3.如何冊小球下落時某處的瞬時速度？答：首先確定小球通過光電門1時獲得的初速度V0，然后將光電門2移至某處，測出小球通過光電門1、光電門2的高差所用的時間，根據(jù)Vx=V0+gt算得?！竟P試測評題】 1. 立柱不鉛直對實驗有沒有影響？你可否用