实验二 单摆测定重力加速度
【实验目的】
2.学会单摆测重力加速度的方法,并测定北京地区的重力加速度。
3.研究单摆的振动周期与单摆长度的关系。
【实验原理】
单摆定义:将一个金属小球栓在一根不可伸长而上端固定的细线上,当细线质量比小球的质量小很多,而且小球的直径又比细线的长度小很多时,此种装置称为单摆。 如果测量得出周期T、单摆长度L,则可计算出当地的重力加速度g。
【实验器材】
【实验步骤】
1.研究周期与单摆长度的关系,并测定g值。
(1)测量摆长L:用米尺测量悬点到小钢球上切点摆线长l(约为飞盘制作1m),用游标卡尺测量摆动小球直径d,为减小测量误差,各测量三次取平均值。利用公式计算摆长。
(2)测量周期T:为了提高测量的准确程度,一般都是测量出连续30周期的时间,然后算出平均周期。这样测得的周期,显然比单独测一个周期的准确程度要高几十倍或几百倍。T用1/10秒的机械停表进行测量。[机械停表和电子秒表的使用方法见附录]。 (3)在小球正常摆动的情况下,选一基准点,当小球过基准点时,开动停表,同时数“0”,紧接一周期后,小球又过基准点时,数为“1”,如此继续数下去,如数到30时,立刻止动停表,这时从停表上读下的值,即为30个周期的时间t1,同法再测出两次100个周期的时间t2防臭鞋和t3,用下式算出周期的平均值。
(3)取不同的单摆长度(每次改变0.1m),再改变摆长2次,分别测摆长和周期。将测量结果填入表格中。
【数据处理】
1、研究周期与单摆长度的关系,并测定新功率g值。
【注意事项】
测量周期时应注意:
①小球只在一个铅直平面内摆动,不让小球绕悬线转动;
②摆角θ小于5°;
③在测量时要注意选择摆动小球通过平衡位置时开始计时;
④数周期个数时,在开动停表的时刻数为“零”。
【思考题】
1.为什么测周期要在摆动小球通过平衡位置时开始计时?
2.单摆摆线的质量,粗细及摆球视为一质点,对结果有影响吗?试定性说明。
附录 停表简介和使用方法
GATAL歌词翻译
停表又叫秒表或跑表。实验室常用的停表,可分为机械指针式停表和电子数字式秒表两类,机械停表的工作原理都是利用摆轮的等时性来记录时间的,并以卷紧了的发条的弹性势能来维持摆轮的持续摆动;电子秒表是利用石英晶体振荡器的振荡频率(32768赫兹)很稳定的特点,作为时间基准计时的,能源由微型电池供给。
一、机械停表
图(2-2)是一个1/10秒的单按钮停表。按钮D有如下几个作用:
1 上紧发条,只要将D顺时针方向转动即可。
2 当指针停在零点时,按下D,指针就开始转动,再按一下D,指针停止转动。
③复零,当指针未指在零点时。按一下D指针回到零点。表面上的两根指针大者为秒针小
者为分针,大针每转一圈为30秒,秒针的读数表盘最小分格值为0.1秒。分针每转一圈为15分,分针表盘最小分格值为半分钟。读数时30秒以上数值由分针读取,30秒以下由秒针读取。
二、使用停表的注意事项
1.机械秒表发条不要上得太紧,上紧后就不要再用力扭,防止扭断发条。
2.按“按钮”要即时、要清脆有力,但也不能用力过猛。
3.机械秒表读数时,必须弄清楚分针刻度和秒针刻度的值,以及它们之间的关系,防止读数错误。
4.机械秒表用毕应开动指针,让其自由转动,以使扭紧了的发条全部回松。