用單擺測(cè)量重力加速度

1、班號(hào)B170810002學(xué)號(hào)172208100057姓名李安逸實(shí)驗(yàn)名稱(chēng)用單擺測(cè)量重力加速度實(shí)驗(yàn)?zāi)康挠脝螖[測(cè)量重力加速度實(shí)驗(yàn)是進(jìn)行簡(jiǎn)單設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)基本方法的訓(xùn)練，根據(jù)已知條件和測(cè)量精度的要求，學(xué)會(huì)應(yīng)用誤差均分原則選用適當(dāng)?shù)膬x器和測(cè)量方法，學(xué)習(xí)累積放大法的原理和應(yīng)用，分析基本誤差的來(lái)源，提出進(jìn)行修正和估算的方法。實(shí)驗(yàn)原理一、單擺的一級(jí)近似的周期公式為由此通過(guò)測(cè)量周期T,擺長(zhǎng)l求重力加速度.二、不確定度均分原理 在間接測(cè)量中，每個(gè)獨(dú)立測(cè)量的量的不確定度都會(huì)對(duì)最終結(jié)果的不確定度有貢獻(xiàn)。如果已知各測(cè)量之間的函數(shù)關(guān)系，可寫(xiě)出不確定度傳遞公式，并按均分原理，將測(cè)量結(jié)果的總不確定度均勻分配到各個(gè)分量中，由此分析

2、各物理量的測(cè)量方法和使用的儀器，指導(dǎo)實(shí)驗(yàn)。一般而言，這樣做比較經(jīng)濟(jì)合理。對(duì)測(cè)量結(jié)果影響較大的物理量，應(yīng)采用精度較高的儀器，而對(duì)測(cè)量結(jié)果影響不大的物理量，就不必追求高精度儀器。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容一. 用誤差均分原理設(shè)計(jì)一單擺裝置,測(cè)量重力加速度g.設(shè)計(jì)要求:(1) 根據(jù)誤差均分原理,自行設(shè)計(jì)試驗(yàn)方案,合理選擇測(cè)量?jī)x器和方法.(2) 寫(xiě)出詳細(xì)的推導(dǎo)過(guò)程,試驗(yàn)步驟.(3) 用自制的單擺裝置測(cè)量重力加速度g,測(cè)量精度要求g/g 1%.可提供的器材及參數(shù):游標(biāo)卡尺,米尺,千分尺,電子秒表,支架,細(xì)線(xiàn)(尼龍線(xiàn)),鋼球,擺幅測(cè)量標(biāo)尺(提供硬白紙板自制),天平(公用).假設(shè)擺長(zhǎng)l70.00cm;擺球直徑D2.00cm;

3、擺動(dòng)周期T1.700s;米尺精度米0.05cm;卡尺精度卡0.002cm;千分尺精度千0.001cm;秒表精度秒0.01s;根據(jù)統(tǒng)計(jì)分析,實(shí)驗(yàn)人員開(kāi)或停秒表反應(yīng)時(shí)間為0.1s左右,所以實(shí)驗(yàn)人員開(kāi),停秒表總的反應(yīng)時(shí)間近似為人0.2s.二. 對(duì)重力加速度g的測(cè)量結(jié)果進(jìn)行誤差分析和數(shù)據(jù)處理,檢驗(yàn)實(shí)驗(yàn)結(jié)果是否達(dá)到設(shè)計(jì)要求.三. 自擬實(shí)驗(yàn)步驟研究單擺周期與擺長(zhǎng),擺角,懸線(xiàn)的質(zhì)量和彈性系數(shù),空氣阻力等因素的關(guān)系,試分析各項(xiàng)誤差的大小.四. 自擬試驗(yàn)步驟用單擺實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律.實(shí)驗(yàn)器材: 單擺儀游標(biāo)卡尺螺旋測(cè)微器電子秒表米尺實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)線(xiàn)長(zhǎng)（mm）：100 擺球直徑（mm）：19.78 擺動(dòng)周期N：5測(cè)量nT的時(shí)間（s）：10.16 計(jì)算重力加速度g：9.56數(shù)據(jù)處理與誤差分析誤差來(lái)源:( 1) 懸點(diǎn)不固定,導(dǎo)致擺長(zhǎng)改變。實(shí)驗(yàn)時(shí)保持懸點(diǎn)不變。( 2) 擺長(zhǎng)太短,一般需選擇1 米左右。( 3) 擺長(zhǎng)測(cè)量時(shí)候只測(cè)量線(xiàn)長(zhǎng)。正確應(yīng)該: 豎直懸掛,用米尺測(cè)出擺線(xiàn)長(zhǎng)l,用游標(biāo)卡尺測(cè)出擺球直徑d。擺長(zhǎng)L = l + d/2。( 4) 擺到最高點(diǎn)或任意某位置開(kāi)始計(jì)時(shí),單擺做類(lèi)似圓錐擺運(yùn)動(dòng)。正確應(yīng)該: 從平衡位置開(kāi)始計(jì)時(shí),保持單擺在同一豎直平面內(nèi)擺動(dòng)。( 5) 擺角太大,正確應(yīng)該: 擺角控制在5以?xún)?nèi),盡量做簡(jiǎn)諧振動(dòng)。( 6) 秒表讀數(shù)誤差,秒表計(jì)時(shí)太短。一般而言,測(cè)30 50次全振動(dòng)時(shí)間比較合適。實(shí)