东软单摆法测重力加速度实验报告

大学物理实验报告名、名和号得分讲师林飞的实验日期实验项目：单摆法测量重力加速度实验目的1.学习物理实验仿真软件的使用。2.掌握用摆锤法测量重力加速度的方法。3.学习重要数字和错误的操作。实验仪器单摆测试仪、游标、千分尺、米尺、电子秒表实验原理单摆是通过在一个固定点悬挂一根细的不可伸长的无质量的金属丝，并在金属丝的末端悬挂一个质量为m的点而形成的。当单摆的振幅角很小时(5)，单摆的振动周期T与摆长L有如下关系：T=2Lg (1)单摆是一个理想的模型。为了减小系统误差，悬挂线的长度应远大于小球的直径，摆动角度应小于5，并应保证在同一垂直面内摆动。重力加速度G可以通过固定摆长并测量振动周期T和摆长l来获得g=42T2L (2)其中：L=l d2(悬挂线长度加上小球半径)；T=tn(为了减小单摆振动周期的测量误差，t通过用该公式测量总振动时间t的n倍来间接测量单摆的振动周期)。实验的内容和步骤1.根据实验要求组装实验仪器，并将电子秒表归零。2.用千分尺和游标卡尺分别测量球体直径D5 5次，并记录数据。3.用米刻度测量摆线长度L 5次，并记录数据。4.以小于5度的角度将摆锤球拉离平衡位置，以确保摆锤在垂直平面内摆动，防止形成圆锥形摆锤，并在摆动稳定时开始计时。5.使用电子秒表测量钟摆50次完整振动所需的时间T，并记录数据。6.计算G的平均值并进行误差分析。数据记录和处理1.数据记录表1:单摆法测量重力加速度的实验数据记录序列号测量次数测量项目12345平均值评论1用米尺测量悬挂线的长度l(cm)。91.5091.5591.5291.5591.52l=91.5282游标测量球的直径d(厘米)。2.3222.3242.3262.3282.326d=2.32523测量球体直径的千分尺d测量(厘米)2.34702.34722.34742.34722.3470d测量值=2.34716零差：0.0050D=D测量零差D=2.352164电子秒表测量总振动时间t(s)50次。94.9695.0994.8095.1594.77t=94.9545钟摆长度：升(厘米)92.66192.71292.68392.71492.683L=92.6906L=l d26振动周期：T (s)1.89921.90181.8961.9031.8954T=1.89908T=t502.数据计算2.1根据测量数据计算平均重力加速度：gg=42T2L=10.1360434 ms22.2误差计算表2:单摆法测量重力加速度实验数据的误差结果错误类别误差计算项相应的计算公式误差计算结果评论直接测量误差操作摆长l的平均绝对误差L=1ni=1n(| Li-L|)L=0.02(厘米)保留1位有效数字摆长的相对误差LL=LL100 %L=0.018%保留2位有效数字钟摆长度的标准表达形式L=LLL=92.69060.017(厘米)振动周期绝对误差平均值tT=1ni=1n(|钛-钛|)T=0.002(s)保留1位有效数字振动周期的相对误差tT=TT100 %T=0.14%保留2位有效数字振动周期的标准表达式T=TTT=1.899080.002(s)间接测量误差操作g的相对误差gg=L1 2TTg=0.3%到小数点后一位g的绝对误差g=ggg=0.0(ms2)实验结果和分析1.实验结果在实验现场用摆锤法测得的重力加速度如下：g=gg(MS2)=10