1、怀 化 学 院大 学 物 理 实 验 实验报告系别 物信系 年级 2009 专业 电信 班级 09 电信 1 班姓名 张 三 学号 09104010* 组别 1 实验日期 2009-10-20实验项目: 6-单摆法测重力加速度【实验项目】单摆法重力加速度【实验目的】1. 掌握用单摆法测本地生力加速度的方法。2. 研究单摆的系统误差对测量结果的影响。3. 掌握不确定度传递公式在数据处理中的应用。【实验仪器】FB327 型单摆实验仪、FB321 型数显计时记数毫秒仪、钢卷尺、游标卡尺【实验原理】如果在一固定点上悬挂一根不能伸长、无质量的细线，并在线的末端悬挂一质量为 m 的质点，这就构成了一个单摆
2、。在单摆的幅角 很小（5）时，单摆的振动周期 T 和摆长 L 有如下关系：(1)gl2单摆是一种理想模型。为减小系统误差，悬线的长度要远大于小球直径，同时摆角要小于 5，并保证在同一竖直平面内摆动。固定摆长，测量 T 和摆长即可求出 g。lg24式中： (线长加半径)或 (悬点到小球dl1 dl21底端距离减半径)为减小周期测量误差，通过测量 n 次全振动时间测周期，即： ntT重力加速度测量计算公式： (3)24tlg【实验内容与步骤】1. 调整摆长并固定，用钢卷尺测摆线长度 ，重复测量 6 次。l2. 用游标卡尺测摆球直径 d，重复测量 6 次。3调单摆仪底座水平及光电门高低，使摆球静止时
3、处于光电门中央4测量单摆在摆角 （振幅小于摆长的 1/12 时）的情况下，单摆连续摆动 n 次(n=20)的5时间 t。要保证单摆在竖起平面内摆动，防止形成圆锥摆，等摆动稳定后开始计时。5计算 g 的平均值，并作不确定度评定。【数据处理】由原始数据记录表，各直接测量量结果如下： 被测量 平均值 SUA仪B2BAU(cm)l60.99 0.102 0.05 0.113(cm)d1.397 0.002 0.002 0.003(s)t31.568 0.0106 0.001 0.011其中： 261)(iixS故： 60.990.69961.69 (cm) dl2 )(81.9756.312014.3
4、4 22 scmtng摆长不确定度： (cm)13.0.43.0)()( 2222 dUll摆长相对不确定度： %8.169.%1)(lr时间相对不确定度： 035.58.30)( tUr重力加速度不确定度： )(89.103.401.8.972 222 scmtlgU故： ，)(.18972scm %79)(gUr【实验结果与分析】测量结果：用单摆法测得实验所在地点重力加速度为： %9.1)()(872gUscr 实验分析：单摆法测重力加速度是一种较为精确又简便的测量重力加速度方法。本实验采用较精密的数字毫秒仪计时减小了周期测量误差。实验误差由要来源于摆长的测量误差，但由于摆长较长，用钢卷尺
5、测量产生的相对误差也较小，所以用钢卷尺也能达到较高的准确度；系统误差：未能严格满足单摆模型造成的误差，如未严格在竖直平面摆动。要提高本实验的准确度可从以下方面着手：尽可能满足理想单摆条件,如增大摆长；测时间时选择合适的全振动次数(也不宜过大，时间越长，形成圆锥摆的可能性越大)怀 化 学 院 实 验 数 据 记 录 纸实验名称： 单摆法测重力加速度 实验时间： 2009 年 9 月 20 日_物 信 系_ _系 09 级 电信 专业 1 班姓名 张 三 学号 09104010* 数据记录：表 1.用钢卷尺测摆线长度 数据记录表l0.05 mm钢 卷 尺仪 )(1 2 3 4 5 6)(cml61.00 61.10 60.90 60.88 60.92 61.11 表 2. 用游标卡尺测摆球直径 d 数据记录表0.02 mm游 标 卡 尺仪 )(1 2 3 4 5 6)(cmd1.398 1.396 1.398 1.396 1.400 1.394 表 3. 测摆动 次的时间 数据记录表20nt0.001 秒数 字 毫 秒 仪仪 )(1 2 3 4 5 6)(st31.564 31.57 31.576 31.578 31.572 31.549教师签名：合作者： 无 对多人一组的，应注明合作者
