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文档简介

实验主题:用凯特钟摆测量重力加速度姓名: *学号: 20 * * * * * * * * * * * *实验目的:学习凯特的实验设计思想和技术,学习比较准确的测量重力加速度的方法。实验仪器:凯特钟摆,光探针,米,VAFN多数数字测试仪。凯特的实验原理:图1复述示意图图1是摆动示意图,设为质量m的刚体,从重心g到旋转轴o的距离为h,绕o轴的惯性力矩为I,摆幅较小时,刚体绕o轴摆动的周期t如下所示(1)式中的g是当地的重力加速度将绕通过重心g的轴的惯性矩设为I G,当g轴与o轴平行时,有I=I G mh2(2)如果代入式(1)(3)比较单摆周期的公式,得到(4)上式中称为双摆的等效摆长。 因此,只需测量周期和等效摆动长度即可求出重力加速度。上图是凯特的摆动杆的示意图。 对凯特钟摆来说,两个刀口之间的距离是钟摆的等效钟摆长度l。 实验中确定两刀口位置后,调节a、b、c、d四锤的位置,可使正、反悬挂时的摆动周期T 1和T 2大致相等。 由式(3)得到式(5)(6)在此,T 1和h 1是绕o轴的摆动周期和从o轴到重心g的距离。 在T 1 T 2时,h 1 h 2=等效摆长。 从式(5)和式(6)中删除I、g,得到式(7)在该式中,T 1、T 2都是能够正确测量的量,但是h 1难以测量。 由此可知,a项可以正确求出,b项很难正确求出。 然而,如果T 1=T 2和|2h 1 - |的值大,则b项的值相对于a项非常小,因此b项的不精确度对测量结果的影响很小。实验内容:1 .精确调整仪表,测量凯特钟摆的等效钟摆长度,用(1)式粗略估计钟摆周期t的值,作为调整T 1、T 2的参考。 2 .调整四个摆的位置,以使t1和T 2接近,| T 1 -T 2 |0.001S时,测量t1和T 2的值。 3 .测量,h 1的值。 4 .根据上述测定值计算重力加速度g及不确定度ugg。数据处理:凯特的思考问题:1.凯特测量重力加速度,实验设计有什么特点? 你避免了什么量的测定? 降低了哪个量的测量精度? 在实验中如何实现?a :前后使用两侧进行实验,结果避免了钟摆直径的测量,但钟摆长度的测量精度降低了。在实验中,通过使用两边的刀口分别进行测量,当两边的周期值为近视时,可以忽略钟摆的测量,但是这样的话钟摆长度的测量有些误差。2 .结合误差计算,你认为影响凯特g精度的主要原因是什么?将得到的实验结果与当地重力加速度公认值进行比较,可以得出什么结论?如果有,对其进行试析。答: 2周期测量对实验结果

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