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姓 名 学 号 | 陈容苗 20200322102 | 同组同学（学号） | 李忠媛20200322128 何雪20200322146 |
班 级 | 20级生物技术 | 实验时间和地点 | 西一403教室 |
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一、实验简介
单摆实验是个经典实验，许多著名的物理学家都对单摆实验进行过细致的研究。本实验的目的是进行简单设计性实验基本方法的训练，根据已知条件和测量精度的要求，学会应用误差均分原则选用适当的仪器和测量方法，学习累积放大法的原理和应用，分析基本误差的来源，提出进行修正和估算的方法。 二、实验仪器
图1 单摆仪 实际照片和仿真图片的显示
操作提示：1.拖动摆球让摆球摆动2.用鼠标左键或者右键点击摆线末端的旋钮来增大或者减小摆线长
图2 游标卡尺 实际照片和仿真图片的显示
操作提示：1.可以拖动副尺部分，改变测量卡口张开的大小；2.可以用鼠标左键或者右键点击锁定旋钮，来锁住或者解锁副尺。
图3 螺旋测微器 实际照片和仿真图片的显示
操作提示：鼠标左键或者右键点击转轴可以向上或者向下旋转转轴；鼠标左键或者右键点击锁，可以锁定或者解锁
图4 电子秒表 实际照片和程序中的显示
操作提示：鼠标点击开始暂停按钮可以开始或者暂停计时；鼠标点击复位按钮可以对秒表复位
图5 米尺 实际照片和程序中的显示
操作提示：用鼠标拖动左侧全景图中的白区域，改变右侧放大区域对应的位置
在右侧图中拖动米尺，可以改变米尺位置
三、实验原理
1. 单摆的一级近似的周期公式为 得到
由此通过测量周期T,摆长L求重力加速度g。
2.不确定度均分原理
在间接测量中，每个独立测量的量的不确定度都会对最终结果的不确定度有贡献。如果已知各测量之间的函数关系，可写出不确定度传递公式，并按均分原理，将测量结果的总不确定度均匀分配到各个分量中，由此分析各物理量的测量方法和使用的仪器，指导实验。一般而言，这样做比较经济合理。对测量结果影响较大的物理量，应采用精度较高的仪器，而对测量结果影响不大的物理量，就不必追求高精度仪器。
四、实验内容
1、游标卡尺的使用
使用游标卡尺，测量5次单摆摆球的直径，记录数据。
2、螺旋测微计的使用
使用螺旋测微计，测量5次单摆摆球的直径，记录数据。
3、电子秒表的使用
使用电子秒表测量单摆摆动粉底原料5个周期的时间，记录数据。
4、根据不确定度均分原理，设计单摆测量重力加速度g
（csmate1）根据误差均分原理,自行设计试验方案,合理选择测量仪器和方法.
（2）测量重力加速度g,测量精度要求△g/g < 1%.
可提供的器材及参数:
游标卡尺,米尺,千分尺,电子秒表,支架,细线(尼龙线),钢球,摆幅测量标尺(安全带插销提供硬白纸板自制),天平(公用).
假设摆长l≈70.00cm;摆球直径D≈2.00cm;摆动周期T≈1.700s;
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;根据统计分析,实验人员开或停秒表反应时间为0.1s左右,所以实验人员开,停秒表总的反应时间近似为△人≈0.2s.
5秸杆燃气炉、利用单摆测量重力加速度g
利用实验室提供的单摆仪，调整并确定合适的摆线长度，测量重力加速度
USB重定向
五．实验操作步骤
具体仪器操作见仪器说明
1、准备仪器
将需要用到的仪器，从仪器栏中拖到桌面上来。鼠标移动到仪器上的时候，可以在提示信
息栏中看见相应的提示信息。
使用仪器之前需要双击打开调节窗口再进行调节。
2、测量摆球直径
双击打开千分尺或者游标卡尺窗口，点击开始测量按钮，将小球拖入进行测量。
测量完成后关闭窗口。
3、调节摆线长度
双击米尺打开米尺测量窗口，双击单摆打开单摆窗口。
按住单摆窗口中摆线末端的旋钮调节摆线长度，在米尺窗口中读出摆线长度。
4、测量摆动周期
打开单摆窗口和电子秒表窗口。拖动小球使其摆动，使用秒表测量周期。
5、填写实验数据
点击“记录数据”按钮，将实验所测得的数据填入到实验数据表格中。
六．数据处理
1.用游标卡尺测量摆线长度
测量次数 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 平均值 |
摆球长度L/mm | 19.30 | 19.27 | 19.54 | 19.70 | 20.52 | 19.666 |
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