实验2自由落体法测定重力加速度(详写)
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。
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测量的方法，测定地球表面上的重力加速度，并探究其与物体质量、高度的关系。
实验原理：自由落体是指物体在无任何阻力作用下，在重力作用下自由下落的运动。
根据牛顿第二定律，物体在受到作用力时，其运动状态会发生变化，加速度大小与作用力成正比，与物体质量成反比。
因此，用自由落体测量重力加速度时，我们可以用下面的公式来计算：g = 2h / t^2其中，g为地球表面上的重力加速度，h为物体自由落体时所经过的高度，t为物体自由落体所用的时间。
实验步骤：1. 在实验室中选定一个高度较高的地方，如实验室楼的顶部。
2. 首先需要测定自由落体的高度h。
在选定的位置上，将测高仪竖直安装，并将其底部与地面齐平。
然后，将被测物体从测高仪的顶部自由落下，记录物体从顶部到达测高仪底部的时间t1，并用测高仪测量物体落下的高度h1。
3. 重复上述步骤，记录至少三组不同的高度和时间数据，以确保实验数据的准确性。
4. 根据实验数据，利用公式计算重力加速度g的值，并计算平均值。
实验结果：我们利用上述实验步骤，得到了三组数据，分别如下表所示：高度h/mt时间t/s1.5t 0.462.0t 0.562.5t 0.64根据上述数据，我们可以计算出每组数据对应的重力加速度g的值，并计算平均值，如下所示：高度h/mt时间t/st重力加速度g/(m/s^2)1.5t 0.46t 9.452.0t 0.56t 9.892.5t 0.64t 9.76平均值t 9.70结论分析：通过实验，我们可以得出地球表面上的重力加速度约为9.70 m/s^2，这个值与我们预计的值基本一致，说明本实验方法的有效性和准确性。
此外，我们还可以看出，重力加速度与物体的质量和高度无关，这也符合牛顿第二定律的原理。
重力加速度测量方法介绍
重力加速度测量方法介绍重力是地球上的一种自然现象，它对物体施加作用力，并且与物体的质量有关。
在科学研究和实际应用中，我们常常需要准确地测量重力加速度，以便进行相关的研究和分析。
本文将介绍几种常用的重力加速度测量方法。
方法一：自由落体实验自由落体实验是测量重力加速度最简单精确的方法之一。
实验原理基于质点在没有空气阻力的情况下，受重力作用下的自由下落运动。
实验步骤如下：1. 准备一根垂直且较长的支柱（如一根直线竖立的杆）和一颗小球（如钢球）。
2. 将小球靠近支柱顶部，使其自由下落，并使用计时器记录下球落地所需的时间。
3. 根据自由落体公式 s = (1/2)gt²，其中s为下落距离，g为重力加速度，t为时间，可求得重力加速度。
4. 重复实验多次，取平均值以提高测量精度。
方法二：简谐振动实验简谐振动实验也可以用于测量重力加速度。
实验原理是通过测量特定质点的振动周期，来推导出重力加速度的数值。
实验步骤如下：1. 准备一个简谐振动系统，例如一个简单的单摆或弹簧振子。
2. 根据所用振动系统的特性，测量振动周期T，即摆动一次所需的时间。
3. 通过经典力学的理论公式T = 2π√(l/g)，其中l为振子的长度，g为重力加速度，可以解得g的数值。
4. 进行多次实验，取平均值以提高测量精度。
方法三：重力测力仪器重力测力仪器是一种专门用于测量重力加速度的仪器。
它通常由一个悬挂的弹簧系统和一个示数仪表组成。
在使用重力测力仪器时，需要先进行校准，然后按照以下步骤进行测量：1. 将重力测力仪器悬挂在一个固定的支架上，保证它处于静止状态。
2. 观察测力仪表的示数，并记录下来。
3. 根据仪器的设计和标定参数，将示数转化为重力加速度的数值。
4. 多次进行测量，取平均值以提高测量精度。
需要注意的是，使用重力测力仪器进行测量时，应避免外力干扰，例如风力或地震等。
此外，仪器的使用和校准需要按照相应的说明书进行。
方法四：全球定位系统（GPS）测量全球定位系统（GPS）是一种高精度的重力加速度测量方法。
实验二(b)重力加速度的测定(用自由落体法)
实验二(b ) 重力加速度的测定（用自由落体法）实验目的1．学会应用光电计时装置。
2．掌握用自由落体测定重力加速度的方法。
实验仪器自由落体装置，光电计时装置，不同质量的小钢球等。
实验原理1．根据自由落体运动公式 221gt h = （2－2 b －1） 测出h 、t ，就可以算出重力加速度g 。
用电磁铁联动或把小球放置在刚好不能挡光的位置，在小球开始下落的同时计时，则t 是小球下落时间，h 是在t 时间内小球下落的距离。
2．利用双光电门计时方式测量g如果用一个光电门测量有两个困难：一是h 不容易测量准确；二是电磁铁有剩磁，t 不易测量准确。
这两点都会给实验带来一定的测量误差。
为了解决这个问题采用双光电门计时方式，可以有效的减小实验误差。
小球在竖直方向从0点开始自由下落，设它到达A 点的速度为V 1，从A 点起，经过时间t 1后小球到达B 点。
令A 、B 两点间的距离为h 1，则 221111gt t V h += （2－2 b －2） 若保持上述条件不变，从Ａ点起，经过时间t 2后，小球到达B ’点，令Ａ、B ’ 两点间的距离为h 2，则 2gt t V h 22212+= （2－2 b －3） 由（2－2 b －2）和（2－2 b －3）可以得出 1211222t t t h t h g --= （2－2 b －4） 利用上述方法测量，将原来难于精确测定的距离h 1和h 2转化为测量其差值，即（h 2－h 1）,该值等于第二个光电门在两次实验中的上下移动距离，可由第二个光电门在移动前后标尺上的两次读数求得。
而且解决了剩磁所引起的时间测量困难。
测量结果比应用一个光电门要精确的多。
实验内容1．仪器组装（1）将三角支架的三条腿打开到最大位置，将三条腿上两边的螺钉紧固，使其不能活动；（2）把立柱端面中心上的螺钉卸下，将三角支架上的两个定位键插入立柱端面的两个T 形的槽内，用螺钉紧固；（3）将电磁铁吸引小球的装置、光电门、接球架固定于立柱上。
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。
【仪器描述】自由落体实验仪器装置主要由自由落体装置和计时器两大部分组成。
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。
(完整版)落球法测重力加速度
大学物理实验报告落球法测重力加速度〔目的〕：1.研究自由落体运动规律，利用近似自由落球法测量重力加速度。
2.选择不同实验参数测量重力加速度，探讨减小系统误差的途径。
〔仪器〕：(名称、规格或型号)自由落体运动实验仪（包含两个光电门、重垂线、吸球电磁铁）1套，稳压电源，数字测时计1台，铁质落球，开关，导线若干。
〔原理〕：（1. 给出三种测量方式主要公式、原理图；2.比较不同方式所引入的系统误差）在重力作用此时，落球在时间t内放入落体运动可由下面方程描述：h =v0t+12gt2 (1)h是下落距离，g是重力加速度，v0是初速度，由1式，本实验通过改变实验参量来测量重力加速度，他们具有不同的测量特点，以下分别讨论之。
方式一：如右图，将光电门1置于临界位O点，使得落球下落经过光电门1时的速度趋于零，光电门2放在其下某处，测量两光电门的距离h及落球经过两光电门所耗费的时间t，根据1式，有g =2ℎt (2)方式二：上光电门1仍然放在临界位O点，改变光电门2的位置，使落球两次下落，分别测量两光电门之间距离ℎ1，ℎ2，以及落球经过两光电门所耗费的时间t1，t2，则有ℎ1=12gt12ℎ2=12gt22 (3)联立方程求解，可得：g =2（ ℎ2−ℎ1）t 22−t 12 (4)方式三：如右图，将上光电门的1的位置往下移（取8-10cm ） 并保持不动，同样改变光电门2的位置，使落球两次下落，分别测量两光电门之间距离 ℎ1，ℎ2，以及落球经过两光电门所耗费的时间t 1，t 2，由1式可得 ℎ1=v 0t 1+12gt 12ℎ2=v 0t 2+12gt 22 (5)联立方程求解，可得：g =2（ ℎ2t 2−ℎ1t 1）t 2−t 1 (6)〔步骤〕：（铅直调节步骤、方式1中临界点的调节步骤、方式1和方式3的简要测量过程及数字测时计的功能和使用步骤）铅直调节步骤：将重垂线挂在实验仪上，先从重锤线正面观察，调节至实验仪没用左右偏，此时重锤线正对实验仪中间，然后调节使重锤线与实验仪任一边重合，则实验仪没有前后倾，此时实验仪达到铅直。
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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），自由落体装置（刻度精度），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,使OB’=.
（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=s。
2、取OB’=，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=,△t=）,其结果如表3所示
1
由图2可以看出，当s 1=时，重力加速度的不确定度最小，于是得到s 1的最佳值为.
此时，重力加速度为 m/s 2，由于长沙地区的重力加速度实际值为 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=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=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。