實(shí)驗(yàn)?zāi)康模河煤?jiǎn)單的擺測(cè)量局部重力加速度大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)單擺,鞏固和加深對(duì)擺周期公式的理解。
實(shí)驗(yàn)原理:當(dāng)擺角很小(小于5°)時(shí),可視為間諧波振動(dòng)。 其自然周期公式為,由此可得: 。 因此,通過實(shí)驗(yàn)測(cè)量擺長(zhǎng)l和周期T,就可以計(jì)算出局部重力加速度。
實(shí)驗(yàn)器材:鐵架(帶鐵夾)、金屬球、刻度尺、秒表、細(xì)鐵絲
實(shí)驗(yàn)步驟:
1.將細(xì)線穿過金屬球上的小孔,在細(xì)線一端打一個(gè)稍大的結(jié),制成一個(gè)鐘擺。
2、將鐵架固定在鐵架頂部。 將鐵架放在桌子旁邊大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)單擺,使鐵架伸出桌子外。 然后將擺錘固定在鐵夾上,使擺球自由懸掛。
3、用刻度尺測(cè)量擺錘的長(zhǎng)度(求擺錘靜止時(shí)懸掛點(diǎn)到擺球中心的距離)。
4. 以小于 5° 的角度將擺球拉離平衡位置,然后在沒有初速度的情況下釋放球。 當(dāng)擺球穩(wěn)定擺動(dòng)并經(jīng)過最低點(diǎn)時(shí),用秒表開始計(jì)時(shí),測(cè)量擺球全振動(dòng)30~50次的時(shí)間,求出一次振動(dòng)的時(shí)間和擺的周期。
5. 重復(fù)測(cè)量3次,計(jì)算該周期的平均值,然后利用公式計(jì)算重力加速度。
防范措施:
1.細(xì)線不可伸縮,長(zhǎng)度約1m。 小球應(yīng)該是密度較高的金屬球,直徑要小一些(最好不超過2cm)。
2、不要將擺錘的上端纏繞在夾子上,而是用夾子將其擰緊,以防止擺線滑動(dòng)或擺錘擺動(dòng)時(shí)擺錘的長(zhǎng)度發(fā)生變化。
3、最大擺角小于5°,可用量角器測(cè)量,然后通過幅度來(lái)掌握。
4、擺球擺動(dòng)時(shí)應(yīng)處于同一垂直面。
5、計(jì)算單擺的振動(dòng)次數(shù)時(shí),應(yīng)從擺球經(jīng)過最低點(diǎn)時(shí)開始計(jì)數(shù),當(dāng)擺球同方向經(jīng)過最低點(diǎn)時(shí)再計(jì)數(shù)。 在數(shù)零的同時(shí)按下秒表開始計(jì)數(shù)。 測(cè)量多次完整振動(dòng)的總時(shí)間,然后除以振動(dòng)次數(shù)。 重復(fù)此操作三次,求周期的平均值作為單擺的周期。