实验一 自由落体重力加速度的测定

1、.实验一 自由落体重力加速度的测定一、实验目的 1. 通过测定重力加速度，加深对匀加速运动规律的理解： 2. 学习用光电法计时；3. 学习用落体法测定重力加速度二、仪器组成 YJ-LG-3自由落体重力加速度测定仪、 YJ-LG-3自由落体重力加速度测定仪专用毫秒计、钢球、卷尺等三、仪器结构 1. YJ-LG-3自由落体重力加速度测定仪专用毫秒计面板如图l所示2. 自由落体测定仪如图2所示四、实验原理在重力作用下，物体的下落运动是匀加速直线运动可用下列方程来描述：式中s是在时间t内物体下落的距离g是重力加速度如果物体下落的初速度为0，即Vo=0时，可见若能测得物体在最初t秒内通过的距离S，就可以

2、估算出g的值，在实验中要严格保证初速度为零有一定的困难.,故常采用下列方法：实验时，让物体从静止开始自由下落如图3所示，设它到达A点的速度为V0.从A点开始，经过时间t1到达B点，令A、B两点的距离为S1.，则若保持上述的初始条件不变，则从A点起，经过时间t2后物体到达C点令A、C两点的距离为S2则由式3和式4得：以上两式相减，得：那么就有这里不再出现初速度值，式中的各值均可用自由落体测定仪测量得到五、实验步骤 1调节自由落体仪垂直将重锤装置安装好，调整底座上的调节螺旋，使重锤悬线与落体仪两立柱平行 2将第一光电门放在立柱A处如离顶端20cm处，调第二光电门于B处如两光电门相距90cm处，将实

3、验装置上的激光器、接收器与YJ-LG-3自由落体重力加速度测定仪专用毫秒计连接，打开电源，可看见激光器发出红光 3调节上、下两个激光器。使激光束平行地对准重锤线后，取下重锤装置 4保持上、下两个激光器位置不变，调节上、下两个接收器分别与对应的激光器对准(使激光束垂直射入接收器入射孔)，直至用手指通过上、下两光电门时，专用毫秒计能正常计时 5按动YJ-LG-3自由落体重力加速度测定仪专用毫秒计功能键(使用方法见附录)，选择计时精度为0.0001s，(测完一组数据后，按动复位键归零)6用手指托住钢球至落球定位孔，迅速松开手指，记录钢球自由下落通过上、下两光电门的时间t1。 7用卷尺置于两光电门之间

4、，测出两激光束之间的距离S1。 8. 重复以上步骤，测量八组数据，求平均值 9重复以上步骤，改变两光电门距离，用卷尺置于两光电门之间，测出两激光束之间的距离S2，测量八组t2数据，求平均值10将实验数据填入下表并按式(8)计算重力加速度g求其误差六、思考题 1应用求重力加速度为什么会产生误差? 2用式(8)测重力加速度时，为什么两光电门距离大些好? 3以误差分析说明。用式(8)测g时， (1) A要靠近顶部，即V0要小 (2) C要靠近底部。即t2要小 (3) B的位置有一个最佳值，根据所用仪器的实际数据，估算B应在什么位置较好4如果数字毫秒计可以测量出小球通过某一位置A的挡光时间t，并认为挡光距离就是小球的直径d，那么小球通过A点的瞬时速度问：能不能由公式 和测g?（h是小球自由下落到A点的距离）。 附录：毫秒计的使用一、技术指标 l、显示方式：5位LED数码管 2、计时范围：0.0ms-100min 3、光电输入：双路、2门 4、电源电压：AC 220(10)V二、工作原理 本机以单片微机为中央处理器，并编入自由落体重力加速度实验相近适应的数据处理程序采用激光光电门触发和手动计时通过功能选择复位键输入指令，由中央处理器处理。LED数码显示屏显示测量结果三、按键的功能： 1、功能键：用于量程的选择反复按下功能，可选择适当的量