凯特摆实验报告_第1页
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文档简介

1、实验目的：本实验的目的是学习凯特摆的设计思想和技巧，掌握一种比较精确的测量重力加速度的方法。主要实验仪器设备：凯特摆，光电探测器，用数字测试仪。实验原理：图1是复摆示意图，设一质量为m的刚体，其重心g到转轴o的距离为h，绕o轴的转动惯量为i，当摆幅很小时，刚体绕o轴摆动的周期t为：式中g为当地的重力加速度.设复摆绕通过重心g的轴的转动惯量为ig，当g轴与o轴平行时，有i=ig+mh2(2)代入式（1）得：对比单摆周期的公式可得 称为复摆的等效摆长。因此只要测出周期和等效摆长便可求得重力加速度。上图是凯特摆摆杆的示意图。对凯特摆而言，两刀口间的距离就是该摆的等效摆长l。在实验中当两刀口位置确定后

2、，通过调节a、b、c、d四摆锤的位置可使正、倒悬挂时的摆动周期t1和t2基本相等。由公式（3）可得其中t1和h1为摆绕o轴的摆动周期和o轴到重心g的距离。当t1t2时，h1+h2=l即为等效摆长。由式(5)和(6)消去ig，可得：此式中，l、t1、t2都是可以精确测定的量，而h1则不易测准。由此可知，a项可以精确求得，而b项则不易精确求得。但当t1=t2以及|2h1-l|的值较大时，b项的值相对a项是非常小的，这样b项的不精确对测量结果产生的影响就微乎其微了。实验内容：1正确调节仪器，测量凯特摆的等效摆长l，并利用，粗略估算摆动周期t值，以作为调节t1：t2的参考。2调节四个摆锤的位置，使t1与t2逐渐靠近，当| t1-t2|0.001s时，测量t1和t2的值。3根

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