一、实验目的
1. 通过测定重力加速度,深刻理解匀加速直线运动的规律;
3. 测定重力加速度。
二、实验原理
根据自由落体公式 (1-6-1)
只要保证落体初速度V0=0,测出落体下落的时间t和时间t内落体下落的距离,即可求出重力加速度来,一、要实现初速度V0=0这一条件,需把第一个光电门调到恰好不挡光的临界位置,这是比较困难的。由此会给测定h和t带来一定的测量误差,二是电磁铁有剩磁.当—断电即开始计时,但是小球不见得立即下落。于是t就测不准了。这两点都会带来一定的测量误差。为了避免临界位置调整的困难和减小测量误差,可用以下方法来测定重力加速度。 如图1-6-1所示,设小钢球从O点开始自由下落,OX为下落轨迹。把光电门E1固定于支柱顶部A点位置,把光电门E2固定于支柱中部B点位置,令AB之间的距离为S1,小球经过S1的时间为t1,小球经过A点瞬时速度为V0,则有(1-6-2)
然后,保持光电门E1的位置不变,把光电门E2下移至支柱底部C点位置,此时,AC之间的距离为S2,相应小球经过S2的时间为t2,于是有(1-6-3)
根据式(1-6-2)(1-6-3)可得
(1-6-4)
(1-6-5)视力保护器
式(1-6-5)减去式(1-6-4),消去V0得
(1-6-6)
只要保持光电门E1位置不变,即V0相同,测出t1,t2,S1,S2即可求出g值来。
三、实验仪器
自由落体仪装置一套,小钢球一个,电脑计时器一个。
【仪器描述】
右图所示为自由落体测定仪,它由立柱、电磁铁、捕球器和两个光电门组成。立柱是一根约1.7米的金属杆,其侧面附有刻度尺,用来测量光电门的位置。电磁铁通电时吸住金属小球,断电时松开金属小球,使它作自由落体运动。为了精确测定小铁球下落的时间,在金
属杆上装有两个可上下移动或固定的光电门,每个光电门上都装有二极管,分别用导线与电脑计时器的相应部分连接。金属小球下落时分别对两个光电门挡光,控制电脑计时器开始或停止计时,这样,小球依次通过间距为S的两个光电门所需的时间可以直接从计时器上读出。小铁球下落后掉入捕球器内。
四、实验内容步骤
黑猎蝽(1)用重锤调节落体仪支柱垂直。
(2)将光电门和电磁铁连接线与主机相连
(3)将电磁铁开关打到吸时上端磁铁会产生磁场,然后放入小球。开关打到放的时候小球会落下。
(4)测量时间毫秒计,测量时要复位一下,然后按一下通用键后开始测量
(5)将上光电门固定在离电磁头适当距离的位置上(使小球自由下落经此门速度不等于零),下光电门固定在所选取的位置上,记下两光电门之间的距离S1,测出小球自由下落经距离S1所需的时间t1,重复三次,求出。
无糖糖浆(6)保持上光电门及电磁头位置不变,改变下光电门位置,测出小球通过距离S2所需时间。
(7)按()式计算g值,并与公认值比较求误差。
包装箱制作
注意:由于支柱较轻,实验时动作一定要轻,不能使支柱晃动,待小钢球静止后再下落计时。
五、实验数据
表1
两光电门间的距离S(cm) | 所用时间t(s) | 重力加速度 (cm/s2) |
abs082各次测量值 | 平均值 |
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| ca3660 | | |
六、实验数据处理与实验结果