實驗的目的是檢測重力加速度,手段是用單擺。本質上,與重力加速度有關的數學量都可以拿來測重力加速度,例如選修中學學過的自由落體運動。
實驗的注意事項:
1.目的:檢測重力加速度
2.原理:
,
3.器材:細線(選彈性差的,厚度適當);有孔金屬小球;鐵架臺;
4.裝配儀器:固定懸點(有技術濃度);懸掛小球;
5.操作:測擺長,懸點到小球中心的距離。分兩步檢測:先測懸點到線末端的距離,再測小球半徑,用游標千分尺或螺旋測微器。最后將三者相乘即為擺長。
6.測周期:單次檢測精度不夠,多次檢測取平均值。注意事項:釋放擺球時要控制擺線的角度;測周期的起點選擇,最高點還是最低點,可以試試比較哪種好一點。把震動次數數清楚。
7.數據處理:
,帶入這個算式估算就行。
8.偏差剖析:這可能是中學階段所有實驗的難點。為何這么說呢?接觸的理論及平常解決的問題,多為理想化的。例如單擺,學習時全部給理想化了,一好線一質點,實際中那些條件是費了牛勁也難以達到的。質點根本沒有,檢測半徑還有偏差,線就不可能沒有形變,阻力更是難以忽視。一個懸點,弄不好也會動。若仔細想,沒有一個環節可以理想,這就是小學數學的奇妙之處單擺測重力加速度,只能分清主次,抓主要忽視次要。
這樣操作的主要偏差在哪里呢?兩點,阻力無法處理,擺長和周期的檢測偏差為主要偏差。兩個量對加速度的影響不同正好反相關。查一下官方的當地重力加速度,對比實驗結果剖析偏差。
9.重復檢測,變化擺長、重測周期,再算重力加速度。
其他方式:借助單擺檢測重力加速度,測周期改進的余地不大。可以在擺長上做做文章,將
變型,
,對不同的擺長,做如下處理。
對二者做差:
,
,
這樣操作的優點,可以不測小球的半徑,將懸點固定好,只將線的寬度檢測下來就行。
做好一個實驗真是不容易單擺測重力加速度,有機會就多動手操作,操作的過程中,會對理論理解得更深刻。
文件傳上來,圓周率怎就弄成如此個熊樣了。