实验2自由落体法测定重力加速度

《实验2自由落体法测定重力加快度》实验报告一、实验目的和要求1、学会用自由落体法测定重力加快度；2、用偏差剖析的方法，学会选择最有益的丈量条件减少丈量偏差。二、实验描绘重力加快度是很重要的物理参数，本实验经过竖直安置的光电门丈量自由落体时间来求重力加快度，怎样提升丈量精度以及正确使用光电计时器是实验的重要环节。三、实验器械MUJ-5C型计时计数测速仪（精度），自由落体装置（刻度精度），小钢球，接球的小桶，铅垂线。四、实验原理实验装置如图1。在重力实验装作用下，物体的着落运动是匀加快直线运动，其运动方程为s=t+1/2g该式中，s是物体在t时间内着落的距离；是物体运动的初速度；g是重力加快度；若测得s,,t，即求出g值。若使=0，即物体（小球）从静止开释，自由落体，则可防止丈量的麻烦，而使丈量公式简化。可是，实质丈量S时老是存在一些困难。本实验装置中，光电变换架的通光孔总有必定的大小，当小铁球挡光到必定程度时，计时-计数-计频仪才开始工作，所以，不简单确立小铁球经光电变换架时的挡光地点。为认识决这个问题，采纳以下方法：让小球从O点处开始着落，设它到A处速度为，再经过时间抵达B处，令AB间距离为，则=相同，经过时间后，小球由A处抵达B’处，令AB’间的距离为，则有s2=t2+1/2g化简上述两式，得:

图1实验装置图g=2

-

)/

-t2

=2(

/

-

/

)/

---------------------------------------------

（1）上述方法中，,由立柱上标尺读出，奇妙防止了丈量距离的困难。（注：B,B’为同一光电门，不过距离A的远近不一样）的不确立度与光电变换架的地点相关。依据不确立度的绝对值合成公式，采纳求标值的方法来选择最有益的条件，求出最正确操作范围。经实质推导，得：要使较小，则：①要多次丈量后求出；②要尽量小；B的地点要尽量凑近顶端，B’的地点要尽量凑近底端。五、要点和难点1、重力加快度丈量方法；2、保持支架铅直；3、光电门最正确地点确实定。六、实验步骤（1）调理自由落体装置：将系有重物的细绳挂在支柱上作铅垂线，调理三脚座螺钉使铅垂线经过两光控门的中心，以保证小钢球着落时正确地经过光控门；同时要从水平方向调理光控门，使光控门保持水平，以保证两个光控门之间的距离即是,或的值；别的还要保证光控门在每次挪动以后都拧紧，不可以有松动现象。（2）SSM-5C计时-计数-计频仪的调试：接通电源，将功能选择开关调至计时，输入信号分派开关SN指向2，将后边电压输出调至6V，检查两光控门的光源能否对正光敏管，用手遮一下上光控门，计时开始，再遮一下光控门，计时停止，即为正常。（3）将OA设置为,使OB’=.（4）将测速仪翻开，选择“重力加快度”功能，按“电磁铁”，将小球吸住，保持小球静止。（5）再按“电磁铁”键，小球自由着落，计时器开始计时。经过计时器读出。（6）连续丈量5次，取均匀值。（7）改变第二个光电门的地点，重复上述步骤，共得15组实验数据，获得15个不一样的。（8）按计算公式(2)计算?g值,并将所得数据绘制成?g-曲线，找出?g最小的点，并确立相应的。（9）利用已测数据找出与该最邻近的数值，计算g，并计算此时的百分偏差。注意：利用铅垂线和立柱的调理螺丝，保证离住所与铅直。保证小球着落时，两个光电门遮光地点均相同。丈量时必定要保证支架稳固、不晃动。行程s的正确丈量对实验结果影响很大。七、实验数据办理1、取不变，则=s。2、取OB’=，测出此时的实验数据如表1表1（cm）(ms)(ms)(ms)(ms)(ms)(ms)3、在保持

不变的状况下，不停改变

的取值，并测出相应的时间

t，实验数据如表

2所示。表

2

丈量实验数据表（cm）

(ms)

(ms)

(ms)

(ms)

(ms)

(ms)依据式（1）、（2）分别计算出重力加快度g和其不确立度?g（计算过程中，取△s=,△t=）,其结果如表3所示表3重力加快度及其不确立度（cm）g(m/)?g(m/)4、作出?g-图像，结果如图2所示由图2能够看出，当时，重力加快度的不确立度最小，于是得到的最正确值为.此时，重力加快度为m/，因为长沙地域的重力加快度实质值为m/，于是百分偏差gg0|100%|E=|g0|100%0.516%1.00%9.8100于是实验结果知足实验要求。最后获得时的重力加快度g9.80.1m/s2八、实验结果与剖析1、从以上实验结果能够看出，关于不一样的的取值，重力加快度不确立度的变化有必定的规律，可是此中仍有部分点存在必定偏差；同时，固然时重力加快度的不确立度最小，但相对来说重力加快度的百分偏差仍旧较大，其不确立度也较大。经过对实验过程的剖析，我们能够找出以下几种影响要素：视差。在丈量,的时候，因为视野并未保证严格水平，使读数与实质距离有必定的差异。2、空气阻力。在实验过程中，小球着落会有空气阻力，致使测出的值广泛偏小，最后使重力加快度的值小于理论值。3、仪器自己的精确度。仪器精确度的大小会经过影响读数间接影响实验结果。4、小铁球的稳固性。若开释时的小铁球处于摇动状态，则会影响到计时器的计时，惹起偏差，可待小球较稳固后再开释。5、OA值的设定。OA值的设定会直接影响,的大小，从而影响不确定度的计算