实验二 用单摆测定重力加速度

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1、http://wlzgh.nease.net实验二用单摆测定重力加速度【实验目的】利用单摆测定当地的重力加速度（同时练习米尺和游标卡尺的使用）。【实验原理】2l4l单摆在摆角小于5°时的振动是简谐运动，其固有周期为T=2π，由此可得g=。2gT据此，只要测出摆长l和周期T，即可计算出当地的重力加速度g值。【实验器材】铁架台（带铁夹），中心有孔的金属小球，约1m长的细线，米尺，游标卡尺（选用），秒表。【实验步骤】1．在细线的一端打一个比小球上的孔径稍大些的结，将细线穿过球上的小孔，制成一个单摆。2．将铁夹固定在铁架台的上端，铁架台放在实验桌

2、边，使铁夹伸到桌面以外，把做好的单摆固定在铁夹上，使摆球自由下垂。3．测量单摆的摆长l：用米尺测出悬点到球心间的距离；或用游标卡尺测出摆球直径2r，再用米尺测出从悬点至小球上端的悬线长l'，则摆长l=l'+r。4．把单摆从平衡位置拉开一个小角度（不大于5°），使单摆在竖直平面内摆动，用秒表测量单摆完成n=30次全振动所用的时间t，求出完成一次全振动所用的平均时间，这就是单摆的周期T=t/n。24l5．将测出的摆长l和周期T代入公式g=求出重力加速度g的值。2T6．变更摆长重做两次，并求出三次所得的g的平均值。【注意事项】1．选择材料时应选

3、择细、轻又不易伸长的线，长度一般在1m左右，小球应选用密度较大的金属球，直径应较小，最好不超过2cm。2．单摆悬线的上端不可随意卷在铁夹的杆上，应夹紧在铁夹中，以免摆动时发生摆线下滑、摆长改变的现象。3．注意摆动时控制摆线偏离竖直方向不超过5°，可通过估算振幅的办法掌握（如：摆长1m，振幅约8cm）。4．释放摆球时，不能有横向作用，以免形成锥摆。可用拇指和食指轻轻捏住摆球，然后同时分开两手指，就能使摆球在同一个竖直平面内摆动。5．计算单摆的振动次数时，应以摆球通过最低位置时开始计时。以后摆球从同一方向通过最低位置时，进行计数。可采用“倒计时

4、”法，在数“零”的同时按下秒表，开始计时、计数。【例题】1．某同学在做“利用单摆测重力加速度”实验中，先测得摆线长为101.00cm，摆球直径为2.00cm，然后用秒表记录了单摆振动50次所用的时间为101.5s。则（1）他测得的重力加速度g=________m/s2。（2）他测得的g值偏小，可能的原因是A．测摆线长时摆线拉得过紧1http://wlzgh.nease.netB．摆线上端未牢固地系于悬点，振动中出现松动，使摆线长度增加了C．开始计时时，秒表过迟按下D．实验中误将49次全振动数为50次（3）为了提高实验精度，在实验中可改变几次

5、摆长l并测出相应的周期T，从而得出一组对应的l与T的数据，如表2－1所示。描点并作出T2-l图线。通过图线求得当地的重力加速度g=________.表2－122T/s序号摆长l/mT2/s210.6002.473.4020.6502.673.2030.7002.883.0040.7503.082.8050.8003.292.6060.8503.49l/m2.400.60.650.700.750.800.85(4)．某此实验某次测量时，秒01表记时如图2－1所示，则秒2表的示数为：s359031572814012132332612345511

6、4351052496687533722851392010949411812104743164514图2－12http://wlzgh.nease.net(5)．在做“用单摆测定重力加速度”的实验时，用摆长l和周期T计算重力加速度的公式是g=____________．如果已知摆球直径为2.00厘米，让刻度尺的零点对准摆线的悬点，摆线竖直下垂，如图13所示，那么单摆摆长是_______，如果测定了40次全振动的时间如图14中秒表所示，那么秒表读数是_______秒，单摆的摆动周期是________秒．图13图14附：游标卡尺的使用结构：内测量爪

7、紧固螺钉尺身主尺深度尺0123456789101234567890游标尺外测量爪3http://wlzgh.nease.net原理：主尺的最小分度是1毫米。游标尺上有10个小的等分刻度，它们的总长等于9毫米因此游标尺的每一分度比主尺的最小分度相差0.1毫米。所以当左、脚合在一起，游标的零刻线与主尺的零刻线重合，除了游标的第十条刻线也与主尺的9毫米的刻线重合外，其余刻线都不重合。在两侧两招之间放一厚０.１mm的纸片，游标尺就像有移动０.１mm，这时它的第一条刻线与主尺的１mm刻线重合，其余的刻线都与主尺上的刻线不重合。同样，在两侧两招之间放一

8、张厚０.5mm的纸片，游标尺的第五条刻线与主尺的5mm刻线重合，其余的刻线都与主尺上的刻线不重合。所以被测薄片的厚度不超过1mm时，游标尺的第几条刻线与主尺的某一刻线重合，就表示