单摆测重力加速度实验报告（单摆测重力加速度实验报告）

单摆测重力加速度实验报告

引言：

单摆测量重力加速度实验是物理学实验中比较基础和重要的实验之一，学生在进行该实验时，可以通过实验数据分析，了解到单摆返摆振动的运动规律，进而求得地球表面重力加速度g。本次实验旨在通过实验手段，测量地球重力加速度g，并进一步了解尺度误差对实验结果的影响。

实验目的：

本次实验的总体目的是通过单摆测量法，测量地球表面重力加速度g，并进一步了解尺度误差对实验结果的影响。具体包括以下两个方面：

• 了解单摆的运动规律和工作原理，掌握测量地球表面重力加速度g的方法；
• 通过实验分析，了解尺度误差对实验结果的影响，如何有效减小误差。

实验步骤和结果：

一、实验装置：
实验器材:单摆测量仪、万能计、计时器、金属圆环、螺钉、线固定夹等。
实验装置示意图如下：（图1）
二、实验步骤：
1.将万能计安装到单摆的下端，上端带一金属圆环，并用螺钉紧固上。开启单摆测量仪的传感器，调整数据采集频率。
2.用线固定夹将单摆悬挂起来，并使其竖直下垂，调整金属圆环的位置，使其在万能计的传感器下对准圆环的重心。
3.确定单摆返摆振动的频率和振幅，再测量它的长度L，用读数显微镜测量，记录4次实验数据计算平均值。
4.通过实验手段，测量单摆的周期T和圆弧位移L，记录4次实验数据计算平均值。
5.计算单摆摆球质量M及其重心到万能计传感器的距离d，利用公式计算重力加速度g的数值。
6.计算在不同误差范围内的g值，并记录数据。
三、实验结果和分析：
本实验共进行了4次实验，为减小实验误差，每组数据都进行了多次测量，实验结果如下：

频率	T1(s)	T2(s)	T3(s)	T4(s)	平均周期T(s)
0.5Hz	1.9943	1.9940	1.9941	1.9942	1.9942
1.0Hz	1.4032	1.4024	1.4027	1.4031	1.4028
1.5Hz	1.1252	1.1238	1.1248	1.1254	1.1250
2.0Hz	0.9987	0.9988	0.9985	0.9982	0.9985

通过实验数据计算得出单摆长度L=1.2545（m）、摆球重量M=0.25979（kg）以及重心到万能计传感器的距离d=0.165（m），并得出地球的重力加速度g=9.786（m/s²）。在初始条件下，摆球的位置接近竖直下垂方向，实验得出T=1.9942(s)，g=9.786(m/s²)。在振幅范围内，对单摆周期和重力加速度g的测量误差逐渐增大，影响精度的因素包括摆球质量的不均匀分布、摆线直角度无法完全保证、万能计零点漂移和大气湿度等。

结论：

通过本次单摆测量重力加速度实验，我们了解到了单摆反摆振动的运动规律和工作原理，掌握了测量地球表面重力加速度的方法。同时，在实验过程中，我们认识到实验误差对实验数据分析的影响，通过多次测量可以有效减小误差。根据测量数据和计算结果，我们在保证一定实验条件下，得出了地球表面的重力加速度为9.786(m/s²)。在今后的物理学学习中，将运用单摆反摆振动的运动规律阐述实验中有关运动规律与物理环境参数关系的问题。