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单摆法测定重力加速度
一、实验目的
1.利用单摆测重力加速度;
2.验证单摆的摆长与周期的关系。
二、实验要求
1.掌握单摆法测重力加速度的原理。
2.掌握周期的测量方法。
3.练习作图法处理数据,并写出合格的实验报告。
三、实验原理
一根长为L不能伸缩的细线,上端固定,下端悬挂一质
量为m的小球,设细线质量比小球质量小很多,可以将
小球当作质点,将小球略微推动后,小球在重力作用下
可在竖直平面内来回摆动,这种装置称为单摆,如图所
示。
单摆往返摆动一次所需要的时间称为单摆的周期,可以
证明,当摆幅很小时,单摆周期T满足以下公式:
L
T2
g
(1)
式中单摆的摆长L是从上端悬点到小球球心的距离,g
是当地的重力加速度。如果我们测出单摆的摆长L和周
期T,根据(1)式可导得:
2
4
gL
T2(2)
g
就可以计算出重力加速度.这是粗略测量重力加速度的一个简便方法。
四、教学重点和难点
重点:单摆法测重力加速度的原理,提高周期测量精度的方法。
难点:摆动周期的计数。
五、实验指导要点
1.摆长的正确测量与摆的正确起动。
2.摆动周期个数n的计数与总时间t的测量,从而周期T=t/n。
六、思考与练习
1.为什么在摆球经平衡位置时开始计时误差最小?
2.为什么测量周期T时,不直接测量往返摆动一次时的周期值?试从测量误差的角度来
分析说明。
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