2013年 自由落体测加速度实验报告

实验报告名称：自由落体法测定重力加速度【实验目的】1 .学会使用自由落体和计时器2 .测量当地重力加速度，掌握自由落体运动的规律。3 .学会了用逐步差法处理实验数据【实验原理】自由落下的重力加速度由重力产生，被称为重力加速度g。 根本原因是由万有引力产生的，它与质量成正比，与距离的平方成反比。 这是一个重要的地球物理常数。 地球上每个点的加速度数值取决于该地区的纬度、海拔和地质结构。 测量重力加速度对地质测量等具有重要意义。 g值大的地方有可能埋藏矿物，相反g值小的地方有可能埋藏盐类和石油。自由落体主要由立柱、球吸收器和光电门组成。 如图所示。在实验原理中，小球从a点沿垂直方向自由下落。 将两个光电门分别置于b、c，记录BC间的距离S1和小球通过BC的2个点的时间间隔t1S1=VBt1 1/2gt12用序贯法处理实验数据，小球相邻两次时间差必须相等。 具体而言，小球落下时，落下时间必须在t、2t、3t、4t、5t、6t、7t、8t变化【实验顺序】1 .打开定时器的电源开关，在四芯线的两端分别连接光电门和定时器的光电插孔，注意四芯线插头和插孔的一一对应，不要弄错方向。2 .将功能指示选择到“钟表”的位置，钟表左下角的次数选择2 .遮挡照片门时，该数字正常显示，可复位为零。3 .调整自由落体式支柱的垂直，使b摆球悬架的阴影与光管的位置一致。 不那样的话，有必要调整三个底座的螺丝。4 .将上端的光电门置于10cm处，将两光电门之间的距离s1设为5cm，记录球通过该距离的时间t1，时间显示时ms灯点亮，记录的是毫秒，换算为秒单位。 测定5次，然后将时间的平均值设为t，测定与2t、3t、4t、5t、6t、7t、8t对应的阶梯差，结果计时器准确为0.001ms，难以与自由落体的米制即刻度值对应，因此找到与时间it的两侧对应的阶梯差hi，在该时间5 .根据需要计算g的值和相对误差。【数据处理】光伏发电测量g数值表T1T2T3T4T5平均值36.525ms毫秒36.902ms毫秒36.305ms毫秒37.101ms毫秒37.748ms毫秒36.9162 ms毫秒t.t2吨3t4t5吨6吨7t8吨时间t/s0.0376280.0744560.1116840.1489120.186140.2233680.2605960.297824台阶hi/m0.050.11410.19220.28410.38820.50610.63810.78410.050.11470.19280.28330.38880.50690.63870.7848平均台阶m0.050.11440.19250.28370.38850.50650.63840.78445第一次时差：h51=h5-h1=0.3885-0.05=0.3385(m )h62=h6-H2=0.5065-0.1144=0.3921 (m )h73=H7-H3=0.6384-0.1925=0.4459 (m )h84=h8-H4=0.78445-0.2837=0.50075 (m )第二次差额：h71=h73-h51=0.4459-0.3385=0.1074 (m )h82=h84-h62=0.50075-0.3921=0.10865 (m )g1=h71/8t2=9.68668(m/s2)g2=h81/8t2=9.79942(m/s2)g=1/2(g1 g2)=9.74305(m/s2)g=9.74305-9.79788=- 0.055373 (m/s 2)E=g/g标尺*100%=-0.57%【思考问题】1 .实验中为什么不改变光栅2的位置，不改变光栅1的位置？a :改变光电门2的位置是为了改变高度差。 光电门1的位置改变是为了在通过光电门1时球获得相同的初始速度。2 .实验中中小球落下时，计时器没有停止的理由是什么答：在机器完好的状态下，计时器不停下来，说明了通过光电门2时不会遮挡光束。 此时，必须调整台座，改变球落下的路径。3 .如何测量球落下时的瞬时速