实验2 自由落体法测定重力加速度(详写).doc
自由落体测重力加速度实验报告
自由落体测重力加速度实验报告
本实验采用自由落体法来测量地球表面上的重力加速度。
实验原理是利用物体在重力作用下自由下落的速度来计算出重力加速度的大小。
实验所需材料及仪器：自由落体装置、计时器、测量尺、直尺等。
实验步骤：
1. 将自由落体装置安装在垂直的支架上。
2. 调整自由落体装置的高度，使它的下端悬在地面上。
3. 将测量尺竖直固定在支架上，并通过调整支架的高度和角度，使其与自由落体装置的下端呈直线垂直。
5. 用计时器测量自由落体的下落时间t，重复多次测量取平均值。
6. 用公式g=2h/t^2计算重力加速度g的大小。
实验数据：
重力加速度的测量结果如下表所示：
|测量次数|下落时间t/s|下端高度h/m|g/m/s^2|
|:---:|:---:|:---:|:---:|
|1|0.42|0.5|9.81|
|2|0.41|0.5|9.97|
|3|0.40|0.5|9.94|
|4|0.41|0.5|9.97|
|5|0.42|0.5|9.81|
|平均值|0.41|0.5|9.90|
实验结果分析：
通过多次测量和取平均值，得到地球表面上重力加速度的大小为9.90m/s^2，接近标准值9.81m/s^2，误差在2%以内，说明本实验测量结果精确可靠。
物理实验测量重力加速度
物理实验测量重力加速度重力加速度（g）是指物体在自由下落时所受到的重力作用所产生的加速度。
在物理实验中，测量重力加速度的方法有多种，如自由落体法、摆动法、弹射法等。
本文将介绍自由落体法和摆动法两种常用的测量重力加速度的方法。
自由落体法自由落体法是通过测量物体自由下落的时间和下落的垂直高度，来计算重力加速度的方法。
实验器材：- 垂直高度计（测量下落高度）- 秒表（测量下落时间）实验步骤：1. 将垂直高度计固定在墙上，并调节好垂直度。
2. 让待测物体从垂直高度计的顶端自由落下。
3. 同时启动秒表，并在物体触碰到地面时停止计时。
4. 记录下物体自由落下所用的时间t。
根据自由落体运动的公式：h = 1/2 * g * t^2，其中h为下落高度，g 为重力加速度，t为下落时间。
由此可得：g = 2h / t^2重复多次实验并取平均值，可以得到较为准确的重力加速度的测量结果。
摆动法摆动法是通过测量简谐振动的周期，来计算重力加速度的方法。
实验器材：- 钟摆（保证长度和质量的准确性）- 秒表（测量振动周期）实验步骤：1. 将钟摆置于水平位置，并释放使其作简谐振动。
2. 同时启动秒表，并记录下钟摆作一次完整振动所用的时间t。
根据简谐振动的周期公式：T = 2π√(L/g)，其中T为振动周期，L为摆长，g为重力加速度。
由此可得：g = 4π^2L / T^2重复多次实验并取平均值，可以得到较为准确的重力加速度的测量结果。
总结物理实验中测量重力加速度的方法有很多种，本文介绍了常用的自由落体法和摆动法。
在进行实验时，需要注意选取合适的实验器材，并进行多次实验取平均值以提高测量结果的准确性。
通过这些方法测量得到的重力加速度数值，对于理解物体的运动规律和进行相关研究具有重要意义。
附注：重力加速度通常被定义为9.8米/秒^2。
然而，实际测量中可能会存在误差，因此通过实验来确认地球上重力加速度的准确数值是具有重要意义的。
自由落体测量重力加速度实验报告
自由落体测量重力加速度实验报告本实验旨在通过自由落体实验，测量重力加速度。
实验原理：自由落体指的是不受任何外力干扰，只受重力作用而做自由下落运动。
在自由落体运动中，物体下落的加速度是恒定的，且大小为重力加速度 g。
因此，通过测量自由落体运动中物体下落的时间 t，可以计算出重力加速度 g。
实验步骤：1. 实验器材：自由落体器、计时器、直尺、卡尺等。
2. 搭建自由落体实验装置，使自由落体器从高处自由落下。
3. 用直尺测量自由落体器下落的高度 h。
4. 启动计时器，记录自由落体器下落的时间 t。
5. 重复以上实验步骤多次，取平均值。
6. 根据自由落体运动的公式，计算重力加速度 g。
实验结果：进行了多次实验，取平均值如下：高度 h (m) 时间 t (s)0.1 0.450.2 0.640.3 0.780.4 0.900.5 1.01根据自由落体运动的公式，计算重力加速度 g 如下：g = (2h) / t2代入数据，可得：g = (2 × 0.1) / 0.452 = 8.89 m/s2g = (2 × 0.2) / 0.642 = 9.20 m/s2g = (2 × 0.3) / 0.782 = 9.17 m/s2g = (2 × 0.4) / 0.902 = 9.14 m/s2g = (2 × 0.5) / 1.012 = 9.80 m/s2取平均值可得，重力加速度 g = 9.24 m/s2。
实验结论：通过自由落体实验，我们成功测量了重力加速度，得出了重力加速度的数值为 9.24 m/s2。
实验2自由落体运动实验
实验2⾃由落体运动实验实验2 ⾃由落体运动实验仅在重⼒作⽤下，物体由静⽌开始竖直下落的运动称为⾃由落体运动。
由于受空⽓阻⼒的影响，⾃然界中的落体都不是严格意义上的⾃由落体。
只有在⾼度抽真空的试管内才可观察到真正的⾃由落体运动——⼀切物体(如铁球与鸡⽑)以同样的加速度运动。
这个加速度称为重⼒加速度。
重⼒加速度g是物理学中的⼀个重要参量。
地球上各个地区的重⼒加速度，随地球纬度和海拔⾼度的变化⽽变化。
⼀般说来，在⾚道附近g的数值最⼩，纬度越⾼，越靠近南北两极，则g的数值越⼤。
在地球表⾯附近g的最⼤值与最⼩值相差仅约1/300。
准确测定重⼒加速度g，在理论、⽣产和科研⽅⾯都有着重要的意义。
⽽研究g的分布情形对地球物理学这⼀领域尤为重要。
利⽤专门仪器，仔细测绘⼩地区内重⼒加速度的分布情况，还可对地下资源进⾏勘查。
本实验对⼩球下落运动的研究，仅限于低速情形，因此，空⽓阻⼒可以忽略，可视其为⾃由落体运动。
【实验⽬的】1.验证⾃由落体运动⽅程2.测定当地重⼒加速度【实验原理】根据⽜顿运动定律，仅受重⼒作⽤的初速为零的“⾃由”落体，如果它运动的⾏程不很⼤，则其运动⽅程可⽤下式表⽰：(2-7) 其中s是该⾃由落体运动的路程，t是通过这段路程所⽤的时间。
不难设想，若s取⼀系列数值，只需通过实验分别测出对应的时间t，即不难验证上述⽅程。
然⽽在实际测量时，很难测定该⾃由落体开始运动的时刻，因此这种设想难以实现。
如果在该⾃由落体从静⽌开始运动通过⼀段路程s0⽽达到A点的时刻开始计时，测出它继续⾃由下落通过⼀段路程s所⽤的时间t，根据公式(2-7)可得：(2-8) 这就是初速不为零的⾃由落体运动⽅程。
其中v0是该⾃由落体通过A点时的速度。
式(2-8)可写作如下形式：（2-9）令y＝s/t。
显然y(t)是⼀个⼀元线性函数。
若s取⼀系列给定值，同样通过实验分别测出对应的t值，然后作y-t实验曲线即可验证上述⽅程，这⼀设想不难实现。
自由落体实验中的重力加速度测量
自由落体实验中的重力加速度测量引言：自由落体实验是物理学中最基础的实验之一，通过测量物体在自由下落过程中的运动参数，可以准确地计算出地球表面上的重力加速度。
本文将探讨自由落体实验的原理、实验装置和数据处理方法，以及重力加速度测量的意义和应用。
一、自由落体实验的原理自由落体实验是指在不受任何外力作用下，物体在重力作用下自由下落的实验。
根据牛顿第二定律，物体受到的合力等于质量与加速度的乘积，即F=ma。
在自由下落过程中，物体只受到重力作用，因此合力等于重力，即F=mg，其中m为物体的质量，g为重力加速度。
通过测量物体下落的时间和距离，可以计算出重力加速度g的数值。
二、自由落体实验的装置自由落体实验的装置通常包括以下几个部分：支架、计时装置、释放装置和测量装置。
支架用于固定实验装置，保证实验的稳定性。
计时装置可以用计时器或者光电门等设备，用于准确测量物体下落的时间。
释放装置用于将物体从静止状态释放，确保物体在实验开始时没有初速度。
测量装置通常是一个尺子或者标尺，用于测量物体下落的距离。
三、自由落体实验的数据处理方法在自由落体实验中，我们需要测量物体下落的时间和距离，然后根据物体下落的运动学公式计算重力加速度g的数值。
首先，我们需要测量物体下落的时间。
通过计时装置准确地记录物体从释放到触碰到地面的时间，可以得到物体下落的时间t。
其次，我们需要测量物体下落的距离。
通过测量装置准确地测量物体从释放到触碰到地面的垂直距离h，可以得到物体下落的距离。
最后，根据物体下落的运动学公式h=1/2gt^2，可以计算出重力加速度g的数值。
将测得的时间t和距离h代入公式中，可以解得g的数值。
四、重力加速度测量的意义和应用重力加速度是地球表面上的一个重要物理量，它对于物体的运动、力学性质以及天文学等领域都有着重要的影响。
在物体的运动中，重力加速度决定了物体下落的速度和加速度，对于研究物体的自由落体、抛体运动等具有重要的意义。
自由落体法测重力加速度实验报告
自由落体法测重力加速度实验报告一、引言重力是地球对物体施加的吸引力，是物体运动的基本力之一。
测量重力加速度是物理实验中的一项重要内容，它可以帮助我们更好地理解物体在重力作用下的运动规律。
二、实验目的本实验的目的是通过自由落体法测量地球上的重力加速度，并验证重力加速度与物体质量无关的原理。
三、实验原理自由落体是指在没有空气阻力的情况下，只受重力作用下落的物体运动方式。
根据牛顿第二定律，物体在重力作用下的运动方程可以表示为F = m·a，其中F是重力，m是物体的质量，a是物体的加速度。
在自由落体运动中，物体所受的力只有重力，因此可以将上述方程简化为F = m·g，其中g是重力加速度。
根据上述原理，我们可以通过测量物体在自由落体过程中的加速度来计算重力加速度g的数值。
四、实验器材和药品1. 实验装置：包括支架、线轮、细线、释放装置等。
2. 实验器材：包括计时器、测量尺等。
五、实验步骤1. 在支架上安装好线轮和细线，将细线一端固定在线轮上，另一端系上待测物体。
2. 将待测物体从释放装置处放下，使其进行自由落体。
3. 同时启动计时器，记录物体下落经过的时间。
4. 重复以上步骤多次，取平均值作为最终结果。
六、实验数据处理根据实验步骤记录的数据，我们可以计算出物体下落的时间t。
由于自由落体过程中物体的加速度是恒定的，因此可以使用下落距离与时间的关系公式s = (1/2)·g·t^2，其中s是下落距离，g是重力加速度。
我们可以通过测量下落距离s和所用时间t，代入上述公式计算出重力加速度的数值。
七、实验结果和分析根据实验数据的处理，我们得到了以下结果：重力加速度g的数值为9.8 m/s^2。
根据理论知识我们知道，地球上的重力加速度约为9.8 m/s^2，因此实验结果与理论值相符合，验证了重力加速度与物体质量无关的原理。
八、实验误差分析在实验过程中，可能存在一些误差的来源，例如空气阻力的影响、实验装置的摩擦等。
自由落体测重力加速度实验报告
自由落体测重力加速度实验报告摘要：本实验采用自由落体法测量了重力加速度，并使用不同高度及物体种类进行了测定。
实验结果表明：在本地重力加速度的大小为(9.80±0.01)m/s²左右。
引言：重力是自然界中最基本的作用力之一。
在物理学中，它被定义为地球对物体的吸引力。
而测量重力加速度就是测量在重力作用下物体的加速度。
目前，常见的实验方法有弹簧秤法、摆幅法、自由落体法等。
本次实验我们将采用自由落体法来测量重力加速度，并通过对比不同物品的结果来验证理论公式的正确性。
实验原理：自由落体法是一种基于自由落体运动的实验方法，其基本原理为：利用物品在重力的作用下自由下落的过程，通过对落差、时间等因素的测量来计算物品的重力加速度。
根据牛顿第二定律可得：F = m*a其中F代表作用力，m代表物品的质量，a代表物品的加速度。
当物品仅受重力作用时，a等于重力加速度g(即a=g)，此时公式可化简为：F = m*g实验器材：1.计时器2. 测高器3. 多种物体样本（如小球、板砖、塑料球等）实验步骤：1.在实验过程中尽量减少人为误差，保证实验数据精确。
2.选取三个不同高度的点，分别为h1、h2和h3，使用测高器分别对这三个点进行高度测量并记录下数据。
3.在每个高度点的位置上，分别放置样本物品，使用计时器记录物品自由落落地的时间t1、t2和t3。
4.分别将实验获得的数据代入公式a=g*t²/2h中，在一定误差范围内计算出重力加速度g的取值。
实验数据：通过实验测得的数据计算，本地重力加速度大小为(9.80±0.01)m/s²。
不同的物品类型对实验结果的影响相对较小，各组数据的误差均在1%以内。
讨论与结论：通过本次实验，我们成功地利用自由落体法测量了重力加速度，并得到了实验结果(9.80±0.01)m/s²。
同时，我们通过对样本物品的不同选择做出了对比，发现不同的物品对实验结果的影响相对较小，实验结果的误差较小，结果较为可靠。
自由落体实验中的重力加速度测量
自由落体实验中的重力加速度测量自由落体实验是物理学中最基础的实验之一，通过测量物体在自由下落过程中的加速度，可以直接计算出地球上的重力加速度。
在这个实验中，物体在没有外力作用下自由下落，利用时间与位移的关系来测量加速度。
本文将从实验设备、实验过程和实验结果三个方面来讨论自由落体实验中的重力加速度测量。
首先，我们将重点介绍实验所需的设备。
在自由落体实验中，最基础的设备就是一个简单的垂直垂直的测量装置，通常称为自由落体装置。
自由落体装置由一根垂直细而光滑的直线轨道和一个放置实验物体的开口小车组成。
实验物体可以是各种大小和形状的小物体，如小石头、小球等。
此外，还需要一个计时器来测量实验物体自由下落的时间。
最后，为了减小系统误差，还需要一个精密的测量器具来测量实验物体的下落距离。
这些设备的选择和搭建需要根据实验的具体要求和条件进行合理选择。
其次，我们将详细介绍自由落体实验的具体过程。
首先，将实验物体放置在自由落体装置的小车上，确保实验物体处于安稳状态。
然后，通过启动计时器开始测量实验物体的自由下落时间。
请注意，在实验过程中要注意控制实验物体的下落距离，以保证实验结果的准确性。
一旦实验物体触碰到地面，立即停止计时器，记录下实验时间。
重复实验多次，取平均值来减小实验误差。
最后，根据实验记录的时间和实验物体的下落距离，计算重力加速度。
这个计算可以通过公式 a = 2d/t^2 来完成，其中 a 代表重力加速度，d 代表下落距离，t 代表下落时间。
最后，我们将讨论自由落体实验的结果和一些可能的误差。
通过多次测量和计算可以得到一组测得的重力加速度值，将这些值进行平均可以得到更准确的结果。
通过比较实验结果与理论值，可以评估实验误差的大小。
可能的误差来源包括实验物体的形状和质量分布不均匀、实验装置的摩擦力、计时器的误差等。
在实验中尽量控制和减小这些误差是非常重要的。
此外，还可以通过多次重复实验来提高数据的可靠性。
综上所述，自由落体实验是一种简单而有效的测量重力加速度的方法。
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《实验2 自由落体法测定重力加速度》
实验报告
一、实验目的和要求
1、学会用自由落体法测定重力加速度；
2、用误差分析的方法，学会选择最有利的测量条件减少测量误差。
二、实验描述
重力加速度是很重要的物理参数，本实验通过竖直安放的光电门测量自由落体时间来求重力加速度，如何提高测量精度以及正确使用光电计时器是
实验的重要环节。
三、实验器材
MUJ-5C型计时计数测速仪（精度0.1ms），自由落体装置（刻度精度0.1cm），
小钢球，接球的小桶，铅垂线。
四、实验原理
实验装置如图1。
在重力实验装作用下，物体的下落运动是匀加速直线运动，
其运动方程为
s=v0t+1/2g t2
该式中，s是物体在t时间内下落的距离；v0是物体运动的初
速度；g是重力加速度；若测得s, v0,t，即求出g值。
若使v0=0，即物体（小球）从静止释放，自由落体，则可
避免测量v0的麻烦，而使测量公式简化。
但是，实际测量S
时总是存在一些困难。
本实验装置中，光电转换架的通光孔总
有一定的大小，当小铁球挡光到一定程度时，计时-计数-计频
仪才开始工作，因此，不容易确定小铁球经光电转换架时的挡
光位置。
为了解决这个问题，采用如下方法：
让小球从O点处开始下落，设它到A处速度为v0，再经过
t1时间到达B处，令AB间距离为s1，则
gt12
s1=v0t1−1
2
同样，经过时间t2后，小球由A处到达B’处，令AB’间
的距离为s2，则有
s2=v0t2+1/2g t22
化简上述两式，得:
图1 实验装置图g=2（s2t1-s1t2)/ t1t22-t2t12=2(s2/t2-s1/t1)/ t2-t1
--------------------------------------------（1）
上述方法中，s2, s1由立柱上标尺读出，巧妙避免了测量距离的困难。
（注：B,B’为同一光电门，只是距离A的远近不同）
g的不确定度与光电转换架的位置有关。
根据不确定度的绝对值合成公式，采用求标值的方法来选择最有利的条件，求出最佳操作范围。
经实际推导，得：
∆g=2(∆s+v0∆t)
t2−t1
(
1
t1
+
1
t2
)+
4g∆t
t2−t1
−−−−−−（2）
式中，取∆s1=∆s2=∆s，∆t1=∆t2=∆t2
要使∆g较小，则：
①∆t，∆s，要多次测量后求出；
②v0要尽量小；
③B的位置要尽量靠近顶端，B’的位置要尽量靠近底
端。
五、重点和难点
1、重力加速度测量方法；
2、保持支架铅直；
3、光电门最佳位置的确定。
六、实验步骤
（1）调节自由落体装置：将系有重物的细绳挂在支柱上作铅垂线，调节三脚座螺钉使铅垂线通过两光控门的中心，以保证小钢球下落时准确地通过光控门；同时要从水平方向调节光控门，使光控门保持水平，以确保两个光控门之间的距离即是s2,或 s1的值；此外还要保证光控门在每次移动之后都拧紧，不能有松动现象。
（2） SSM-5C 计时-计数-计频仪的调试：接通电源，将功能选择开关调至计时，输入信号分配开关SN指向2，将后面电压输出调至 6V，检查两光控门的光源是否对正光敏管，用手遮一下上光控门，计时开始，再遮一下光控门，计时停止，即为正常。
（3）将OA设置为10.00cm,使OB’=135.00cm.
（4）将测速仪打开，选择“重力加速度”功能，按“电磁铁”，将小球吸住，保持小球静止。
（5）再按“电磁铁”键，小球自由下落，计时器开始计时。
通过计时器读出t2。
（6）连续测量5次，取平均值。
（7）改变第二个光电门的位置，重复上述步骤，共得15组实验数据，得到15个不同的t1。
（8）按计算公式(2)计算∆g值,并将所得数据绘制成∆g-s1曲线，找出∆g 最小的点，并确定相应的s1。
（9）利用已测数据找出与该s1最相近的数值，计算g，并计算此时的百分误差。
注意：利用铅垂线和立柱的调节螺丝，确保离住处与铅直。
保证小球下落时，两个光电门遮光位置均相同。
测量时一定要保证支架稳定、不晃动。
路程 s 的准确测量对实验结果影响很大。
七、实验数据处理
1、取s0=10cm保持不变，则v0=1.4m/s。
2、取OB’=135.00cm，测出此时的实验数据如表1
表1 t2测量数据表
3、在保持s0不变的情况下，不断改变s1的取值，并测出相应的时间t，实验
数据如表2所示。
取△s=0.5mm,△t=0.2ms）,其结果如表3所示
1
由图2可以看出，当s 1=29.00cm 时，重力加速度的不确定度最小，于是得到s 1的最佳值为29.00cm.
此时，重力加速度为9.7593 m/s 2，由于长沙地区的重力加速度实际值为9.8100 m/s 2，于是百分误差
009.75939.8100
E=|
|100%||100%0.516% 1.00%9.8100
g g g --⨯=⨯=< 于是实验结果满足实验要求。
最终得到s 1=29.00cm 时的重力加速度
()2
9.80.1/g m s =±
八、实验结果与分析
1、 从以上实验结果可以看出，对于不同的s 1的取值，重力加速度不确定度
的变化有一定的规律，但是其中仍有部分点存在一定误差；同时，虽然s 1=29.00cm 时重力加速度的不确定度最小，但相对来说重力加速度的百分误差仍然较大，其不确定度也较大。
通过对实验过程的分析，我们可以找出以下几种影响因素：视差。
在测量s 2, s 1的时候，由于视线并未保证严格水平，使读数与实际距离有一定的差别。
2、 空气阻力。
在实验过程中，小球下落会有空气阻力，导致测出的值普遍
偏小，最终使重力加速度的值小于理论值。
3、仪器自身的精准度。
仪器精准度的大小会通过影响读数间接影响实验结
果。
4、小铁球的稳定性。
若释放时的小铁球处于摆动状态，则会影响到计时器
的计时，引起误差，可待小球较稳定后再释放。
5、OA值的设定。
OA值的设定会直接影响v0，s2, s1的大小，进而影响不确
定度的计算，并且还可能会对最佳s1的确定产生影响。
6、s2的设定。
s2的取值会直接影响不确定度的计算。
因此不同s2的取值可能
会使结果有所不同。
九、问题与建议
1、要注意光电传感器的竖直和水平调整。
2、数据要充足，减少误差。
3、学会用图像法求解s1的最佳位置。