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第二章机械振动第五节实验：用单摆测量重力加速度重力加速度的意义重力加速度的测量，从最初验证“苹果为何落地”的朴素探究，已发展成为一门精密的现代科学。它像一把万能钥匙，既能解锁地球深部的奥秘，又能为资源开发、工程建设、国家安全和灾害防御提供关键数据。每一次测量精度的提升，都可能带来新的科学发现与技术革新思考与讨论问题：测量重力加速度有哪些方法呢？方法一：利用打点计时器测量自由落体运动的重力加速度。方法二：利用单摆测量重力加速度。单摆测量重力加速的原理问题1：根据上式测量重力加速度，需要测量哪些物理量？问题2：根据单摆理想模型的特点和测量需求，应该选择哪些仪器，以及对器材哪些要求？测量：摆长𝒍和周期𝑻

实验装置问题2：根据单摆理想模型的特点和测量需求，应该选择哪些仪器，以及对器材哪些要求？摆球：带孔的体积小、质量大细线：要细、要轻、没有伸缩性细线如何悬挂在铁架台上？问题3：图2.5-2展示出了细线上端的两种不同的悬挂方式。应该选用哪种方式？为什么？你还有更好的设计吗？甲乙图2.5-2细线上端的两种悬挂方式实验装置问题4：如何测量摆长？摆长是摆线长度和小球半径之和。方法一：用刻度尺测出悬点与球心之间的距离。如图2.5-3所示。方法二：先用游标卡尺测出小球的直径，在测出悬点与小球上端的距离，两者之和便是摆长的测量值。图2.5-3测摆长物理量的测量问题5：如何测量周期？物理量的测量用停表测量单摆的周期实验时，可以测量单摆做一次全振动的时间作为它的周期的测量值；也可以测量单摆做多次全振动（例如几十次）的时间，然后通过计算求出它的周期的测量值。哪种方法比较好？为什么？如何使用停表？如何使用停表实验过程注意事项摆线要用1m左右细线，悬点要固定。摆长是指从悬点到球心的距离。摆动时摆角小于5度。让单摆在竖直平面内摆动。数据处理试验次数摆长L（m）周期T（s）加速度g（m∕s^2）g（m∕s^2）平均值10.51.459.389.7420.81.809.7430.91.909.83412.009.8651.22.209.7861.52.459.86方法一：平均值法数据处理方法二：图像法试验次数摆长L（m）周期T（s）周期T^2（s^2）10.51.452.102520.81.803.2430.91.903.61412.00451.22.204.8461.52.456.0025

L

实验误差分析来源：摆球在摆动过程中受到空气阻力、运动过程中摆线的长度变化。减少方法;选择体积小、质量大的摆球，选用无弹性细绳。系统误差来源：摆长与周期的测量误差；作图描点的不准确。减少方法：多次测量求平均值；让尽可能多的点落在直线上，其余的点均匀分布在直线两侧，误差较大的点

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