大学物理实验报告范例单摆法测重力加速度

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 ********** 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。在单摆的幅角θ很小（<5°）时，单摆的振动周期T和摆长L有如下关系： 2l (1) g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。

42g2l

式中：ll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：T11d (线长加半径)或lld(悬点到小球底22t nn2l重力加速度测量计算公式：g4 (3) 2t2

【实验内容与步骤】

1. 调整摆长并固定，用钢卷尺测摆线长度l，重复测量6次。 2. 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，使摆球静止时处于光电门中央

4．测量单摆在摆角5（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 60.99 1.397 31.568 UAS 0.102 0.002 0.0106 UB仪 0.05 0.002 0.001 22 UUAUBl(cm) d(cm) t(s) 0.113 0.003 0.011 16其中：S(xix)2 61i1故：ll1d＝60.99＋0.699＝61.69 (cm) 2g42n2lt243.142220261.69977.81(cms2) 231.568摆长不确定度：UlU(l)2121U(d)0.11320.00320.113 (cm) 44摆长相对不确定度：Ur(l)UllUtt100%0.113100%0.18% 61.690.011100%0.035% 31.568时间相对不确定度：Ur(t)100%重力加速度不确定度： UUUggl2t977.810.0018240.0003521.89(cms2) lt22(cms2)，Ur(g)故：g977.81.9　【实验结果与分析】 1.9100%1.9% 977.8测量结果：用单摆法测得实验所在地点重力加速度为： g977.81.9　(cms2) U(g)1.9%r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①摆长的测量误差，但由于摆长较长，用钢卷尺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；②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；测时间对多人一组的，应注明合作者 时选择合适的全振动次数合作者： 无 (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：

教师签名： 表1.用钢卷尺测摆线长度l数据记录表

(仪)钢卷尺0.05 mm

1 61.00 2 61.10 3 60.90 4 60.88 5 60.92 6 61.11 l(cm)

表2. 用游标卡尺测摆球直径d数据记录表

(仪)游标卡尺0.02 mm

1 1.398 2 1.396 3 1.398 4 1.396 5 1.400 6 1.394 d(cm)

表3. 测摆动n20次的时间t数据记录表

(仪)数字毫秒仪0.001秒

1 31.564 2 31.57 3 31.576

4 31.578 5 31.572 6 31.549 t(s)