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文档简介

第十一章机械振动 第4节用单摆测定重力加速度 单摆周期公式的应用 1 惠更斯利用摆的等时性发明了带摆的计时器 摆的周期可以通过改变摆长来调节 计时很方便 2 单摆的周期和摆长容易用实验准确地测定出来 所以可利用单摆准确地测定各地的重力加速度 实验原理 只要测出单摆的摆长l和振动周期t 就可以求出当地的重力加速度g的值 实验器材 铁架台和铁夹不易伸长的细线一条 长约1m 带孔小钢球一个米尺 游标卡尺秒表 实验步骤 1 做单摆 取约1米长的线绳穿过带孔的小钢球 并打一个比小孔大一些的结 然后用夹子固定在桌边的铁架台上 2 测摆长 用米尺量出悬线长l 准确到毫米 用游标卡尺测摆球直径 算出半径r 也准确到毫米 则摆长为l r 3 测周期 把单摆从平衡位置拉开一个角度 10 放开它 用秒表测量单摆完成30次全振动 或50次 所用的时间t 求出完成一次全振动所需要的时间 这个平均时间就是单摆的周期 t t n 4 求重力加速度 把测得的周期和摆长的数值代入公式 求出重力加速度g的值来 5 多次测量求平均值 改变摆长 重做几次实验 计算出每次实验的重力加速度 最后求出几次实验得到的重力加速度的平均值 即可看作本地区的重力加速度 注意事项 阅读p15 1 选择材料时应选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或悬点不固定 摆长改变的现象 3 注意摆动时摆角不易过大 不能超过10 以保证单摆做简谐运动 4 摆球摆动时 要使之保持在同一个竖直平面内 不要形成圆锥摆 5 测量从球通过平衡位置时开始计时 因为在此位置摆球速度最大 易于分辨小球过此位置的时刻 6 为了减少偶然误差改变摆长 多次测量求平均值 课堂练习 1 一个单摆摆长100 4cm 测得它完成30次全振动共用60 3s 求当地重力加速度多大 2 为了提高实验精度 在试验中可改变几次摆长l 测出相应的周期 从而得出一组对应的l与t的数值 再以l为横坐标 为纵坐标 将所得
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