单摆实验报告
单摆测试实验报告
一、实验目的1. 了解单摆的基本原理及其应用；2. 掌握单摆实验的基本操作和数据处理方法；3. 通过实验验证单摆周期公式，测量重力加速度；4. 分析实验误差，提高实验技能。
二、实验原理单摆是一种经典的物理实验模型，其运动规律可以用简谐振动公式描述。
当摆角较小时，单摆的运动可视为简谐运动，其周期公式为：T = 2π√(l/g)其中，T为单摆的周期，l为摆长，g为重力加速度。
通过测量单摆的周期和摆长，可以计算出重力加速度g的值。
三、实验仪器与器材1. 单摆仪：包括摆线、摆球、支架等；2. 电子秒表：用于测量单摆周期；3. 米尺：用于测量摆线长度；4. 摆幅测量标尺：用于测量摆角；5. 计算器：用于数据处理和计算。
四、实验步骤1. 搭建单摆实验装置，将摆球固定在支架上，调整摆线长度，使摆球悬于平衡位置；2. 用米尺测量摆线长度，记录数据；3. 用摆幅测量标尺测量摆角，记录数据；4. 用电子秒表测量单摆振动n次（n=10）所需时间，记录数据；5. 根据公式T = t/n计算单摆的周期T；6. 重复以上步骤，进行多次测量，取平均值；7. 利用公式g = 4π²l/T²计算重力加速度g的值；8. 分析实验误差，总结实验结果。
五、实验数据与结果1. 摆线长度l = 1.00m；2. 摆角θ = 5°；3. 单次测量周期T = 2.00s；4. 多次测量周期平均值T = 2.00s；5. 重力加速度g = 9.81m/s²。
六、误差分析1. 系统误差：摆线长度测量误差、摆角测量误差等；2. 随机误差：电子秒表测量误差、摆球运动过程中空气阻力等；3. 估计误差：实验操作过程中人为因素等。
七、实验结论通过本实验，我们成功验证了单摆周期公式，测量了重力加速度g的值。
实验结果表明，所测重力加速度g的值与理论值较为接近，说明本实验具有较高的准确性。
同时，通过对实验误差的分析，我们认识到在实验过程中要注意减小系统误差和随机误差，提高实验精度。
单摆实验报告3篇
单摆实验报告第一篇：单摆实验原理和实验装置一、实验原理单摆实验是研究简谐振动的基本实验之一，它是利用牛顿力学的基本原理和能量守恒定律，来探究单摆振动的特征和规律。
单摆实验中，我们可以测量摆的周期、振幅等参数，以验证其满足简谐振动的特性。
二、实验装置单摆实验的装置通常由摆杆、铅球、计时器和支架等组成。
具体实验装置如下：摆杆：由一根细且坚韧的杆子组成，可用金属杆或木制杆制成。
铅球：实验中有许多不同重量和大小的铅球可供使用，可以根据实验需求选择。
计时器：用于测量摆的周期，通常使用电子计时器或手机计时等设备。
支架：用于支撑摆杆和铅球，通常由钢架或木架制成。
三、实验步骤1. 将摆杆固定到支架上，并挂上铅球，调整铅球的高度，使其能够自由地摆动。
2. 用计时器测量摆杆的周期，并记录下来。
3. 改变铅球的重量和长度，并重复步骤2，记录下来不同条件下的周期和振幅等参数。
4. 使用数据处理软件处理实验数据，提取出实验结果。
四、实验注意事项1. 实验过程中，要注意铅球摆动的幅度，避免气流和震动对实验数据的影响。
2. 同一摆杆和铅球要保持固定，否则，实验数据将有很大的偏差。
3. 实验过程中，要注意安全事项，避免伤害自己和他人。
5. 实验结果通过单摆实验，我们可以得到摆的周期、振幅等参数，以验证摆的运动满足简谐振动特性。
同时，我们还可以通过实验数据的统计分析，得出摆的振幅与周期之间的关系函数。
这些数据和函数可以用于学习和探究简谐振动的基本规律和特征。
总之，单摆实验是一项非常基础和重要的物理实验，可以帮助学生深入理解简谐振动的特性和规律，同时也提高学生的实验技能和数据处理能力。
单摆实验报告
单摆实验报告实验名称：单摆实验实验目的：通过实验观察和测量单摆周期与摆长的关系，验证单摆周期公式。
实验器材：1. 单摆装置2. 计时器3. 摆长测量器4. 直尺实验原理：单摆是一个有质量的物体（称为摆锤）通过一根不可伸长且质量可以忽略不计的线（称为摆线）悬挂在竖直平面内的装置。
当摆锤偏离平衡位置并释放后，由于重力的作用，摆锤会沿着一条弧线运动。
单摆的周期与摆长有关，可以通过测量摆长与周期的关系，验证单摆周期公式。
实验步骤：1. 将单摆装置悬挂起来，确保摆锤可以自由摆动。
2. 使用直尺测量摆锤的摆长L。
3. 释放摆锤并开始计时，记录摆动的时间t。
4. 重复实验多次，记录不同摆长下的摆动时间。
5. 根据测量数据，计算每个摆长对应的周期T。
6. 根据测量数据绘制摆长L与周期T的关系图。
7. 利用测得的数据拟合出单摆周期公式。
实验数据与结果：摆长L（m）摆动时间t（s）周期T（s）0.5 1.23 2.460.6 1.35 2.700.7 1.43 2.860.8 1.54 3.080.9 1.62 3.241.0 1.72 3.44根据实验数据绘制的摆长L与周期T关系图如下：（插入关系图）通过拟合可以得到单摆周期公式为：T = 2π√(L/g)结论：实验结果验证了单摆周期公式，即单摆的周期与摆长的平方根成正比。
根据实验数据拟合得到的公式为T = 2π√(L/g)，其中T为周期，L为摆长，g为重力加速度。
实验中测得的数据与拟合曲线吻合较好，证明了实验的准确性和可靠性。
单摆实验可以帮助我们更好地理解物体在重力作用下的运动规律。
单摆实验研究实验报告
一、实验目的1. 了解单摆的基本原理和运动规律；2. 掌握单摆实验的基本操作步骤和测量方法；3. 通过实验验证单摆的周期与摆长、摆角的关系；4. 测定当地的重力加速度。
二、实验原理单摆是一种理想化的物理模型，它由一根不可伸长的细线和一个小球组成。
当小球从某一角度被释放后，在重力作用下，小球将进行周期性的往返运动。
单摆的运动可以近似看作简谐振动，其周期T与摆长L、重力加速度g之间的关系为：T = 2π√(L/g)当摆角θ较小时（一般不超过5°），单摆的运动可以近似看作简谐振动，此时单摆的周期T与摆角θ无关。
但当摆角较大时，单摆的运动将偏离简谐振动，周期T将随摆角θ的增加而增加。
三、实验仪器1. 单摆装置：由一根细线和一个小球组成；2. 秒表：用于测量单摆的周期；3. 水平仪：用于调节摆线水平；4. 刻度尺：用于测量摆长；5. 游标卡尺：用于测量小球直径。
四、实验步骤1. 装置单摆：将细线固定在支架上，将小球悬挂在细线末端，调节摆线水平；2. 测量摆长：使用刻度尺测量摆线长度，即为摆长L；3. 测量小球直径：使用游标卡尺测量小球直径，即为小球直径D；4. 测量周期：将小球拉至一定角度，释放后，使用秒表测量单摆完成N次往返运动所需时间t；5. 计算周期：周期T = t/N；6. 重复上述步骤，进行多次测量，以减小误差。
五、实验数据及处理1. 测量摆长L：L1 = 100.0 cm，L2 = 100.1 cm，L3 = 100.2 cm，平均摆长L = (L1 + L2 + L3)/3 = 100.1 cm；2. 测量小球直径D：D1 = 1.00 cm，D2 = 1.01 cm，D3 = 1.02 cm，平均直径D = (D1 + D2 + D3)/3 = 1.01 cm；3. 测量周期T：T1 = 2.01 s，T2 = 2.02 s，T3 = 2.03 s，平均周期T = (T1 + T2 + T3)/3 = 2.02 s；4. 计算重力加速度g：g = 4π²L/T² = 4π²×100.1 cm/(2.02 s)² ≈ 9.81m/s²。
单摆法测重力加速度实验报告
单摆法测重力加速度实验报告实验名称：单摆法测重力加速度实验报告实验目的：通过单摆法测量地球表面上重力加速度的值，并熟悉测量方法。
实验原理：重力加速度是指物体在自由下落时所受的加速度。
单摆法是一种利用单摆振动周期测量重力加速度的方法。
单摆振动周期的公式为T=2π(L/g)^(1/2)，其中T是振动周期，L是单摆的长度，g为重力加速度。
实验步骤：1. 准备实验器材：单摆、计时器、卷尺、测量尺、金属球。
2. 将单摆垂直放置，并用卷尺测量单摆长度L，并记录下来。
3. 将金属球系在单摆下端，并使其尽量静止。
4. 用计时器计时，记录下金属球振动50次的时间，并求出平均振动周期T。
5. 结合实验数据，计算出重力加速度g的值。
6. 重复上述步骤三次，取平均值。
若三次测量值差异较大，则需重复实验。
实验结果：我们进行了三组实验，测得的单摆长度分别为L1=0.6m、L2=0.8m、L3=1.0m。
分别测得的平均振动周期为T1=1.68s、T2=2.07s、T3=2.34s。
据此，计算出的重力加速度值分别为g1=9.702m/s2、g2=9.639m/s2、g3=9.600m/s2。
取平均值得到重力加速度的近似值为g=9.68m/s2。
实验误差分析：实验误差主要来自振动周期的测量误差和单摆长度的测量误差。
影响振动周期测量误差的因素包括人为误差、温度、空气阻力等因素，而单摆长度的误差主要来自于尺子的读数及摆线的偏斜。
在实验中，我们通过多次测量取平均值来降低误差。
实验结论：通过单摆法测量得到的重力加速度的值为g=9.68m/s2，与标准值（9.8m/s2）相比有一定偏差，可能是由于实验误差所致。
通过此次实验，我们熟悉了单摆法测量重力加速度的测量方法，也了解了实验误差的影响因素及其降低方法。
单摆实验报告5页
单摆实验报告5页单摆实验报告实验目的：1、研究单摆周期与摆长、重力加速度之间的关系。
2、通过实验验证单摆的周期公式。
实验仪器：单摆、秒表、直尺、千分尺、万能电表、万用表。
实验原理：单摆又称为简单重力摆，是一种由一定重量的物体（摆球）悬挂于一个细绳或细杆上，自由受重力作用而成摆的简单物理实验。
单摆周期定律的表述：单摆的周期与摆长的平方根成正比，与重力加速度的平方根成反比。
单摆的周期公式为：T=2π√l/g(g为地球重力加速度实验步骤：1、调整单摆的摆长，使其长短均匀，用直尺及千分尺测量并记录摆长l的值。
2、测量摆球重量w，用万能电表测量摆球在空气中的阻力f。
3、将摆球拉到一定高度A处，放松球，用秒表测量N个周期的时长t1,t2, ...... tn。
4、分别计算每个周期的平均值T1,t2，...... tn。
结果计算：摆球重量为w，在空气中的阻力为f。
所以摆球所受重力为(w-f)，整个单摆系统所受的合力为(w-f)。
根据牛顿第二定律，可得：(w-f)g=(w-f)a其中a为摆球所做的向心加速度，可用公式a=v²/l求得，其中v为摆球的速度，由摆球所在位置的高度算得（对于单摆振动的摆角很小的情况，可以认为一摆球速度都与摆球高度相同，即仅与最大位移有关）。
又可得：T=2π√l/(w-f)g得到每组实验数据后，我们可以将它们带入式子，按照周期公式计算每组数据的周期T1,T2......Tn。
根据上述计算方法，得到如下表格数据：表格（略）实验结果：由表可知，单摆周期T与摆长l的平方根成正比，与重力加速度的平方根成反比。
而单摆的周期公式T=2π√l/g，于是我们可以将实验测得的周期带入公式中，计算出地球重力加速度g 的值。
即g=4π²l/T²通过实验，我们得到的地球重力加速度为g=9.75m/s²，与标准值g=9.80m/s²比较，误差约为0.5%。
这说明我们的实验结果是可靠的。
单摆实验报告,大学
单摆实验报告,大学篇一：单摆实验报告单摆一、实验目的1. 验证单摆的振动周期的平方与摆长成正比，测定本地重力加速度的值2. 从摆动N次的时间和周期的数据关系，体会积累放大法测量周期的优点二、实验仪器单摆秒表（0.01s）游标卡尺(0.02mm) 米尺(0.1cm)三、实验原理如图所示，将一根不易伸长而且质量可忽略的细线上端固定，下端系一体积很小的金属小球绳长远大于小球的直径，将小球自平衡位置拉至一边（摆角小于5°），然后释放，小球即在平衡位置左右往返作周期性的摆动，这里的装置就是单摆。
设摆点O为极点，通过O且与地面垂直的直线为极轴，逆时针方向为角位移?的正方向。
由于作用于小球的重力和绳子张力的合力必沿着轨道的切线方向且指向平衡位置，其大小f?mgsin 设摆长为L，根据牛顿第二定律，并注意到加速度d2?的切向方向分量a??l?2 ，即得单摆的动力学方程dtd2?ml2??mgsin?dt结果得d2?g2????? 2ldt由上式可知单摆作简谐振动，其振动周期 T?2??2?2?lg或 g?4?l T利用上式测得重力加速度g ，可采取两种方法：第一，选取某给定的摆长L，利用多次测量对应的振动周期T，算出平均值，然后求出g ；第二，选取若干个摆长li，测出各对应的周期Ti，作出Ti2?li图线，它是一条直线，由该直线的斜率K 可求得重力加速度。
四、实验内容和步骤（1）仪器的调整1．调节立柱，使它沿着铅直方向，衡量标准是单摆悬线、反射镜上的竖直刻线及单摆悬线的像三者重合。
2．为使标尺的角度值能真正表示单摆的摆角，移动标尺，使其中心与单摆悬点间的距离y满足下式y??AB???180????5??AB式中为标尺的角度数，可取，而是标尺上与此5°相对应的弧长，可用米尺量度。
（2）利用给定摆长的单摆测定重力加速度1．适当选择单摆长度，测出摆长。
注意，摆长等于悬线长度和摆球半径之和。
2．用于使摆球离开平衡位置（?﹤5°），然后令它在一个圆弧上摆动，待摆动稳定后，测出连续摆动50次的时间t ，重复4次。
实验报告单摆
1. 了解单摆的运动规律，验证单摆的周期公式；2. 学习使用秒表等计时工具，提高实验操作的准确性；3. 培养实验观察、分析问题的能力。
二、实验原理单摆是一个理想的物理模型，由一根不可伸长、不可压缩的细绳和一端固定的小球组成。
当摆球从平衡位置出发，在重力作用下做周期性运动，其运动规律可以用以下公式表示：T = 2π√(L/g)其中，T为单摆的周期，L为摆长，g为重力加速度。
三、实验器材1. 单摆：一根不可伸长、不可压缩的细绳，一端固定一个小球；2. 秒表：用于测量单摆的周期；3. 米尺：用于测量摆长；4. 比重计：用于测量小球的质量；5. 计算器：用于计算实验数据。
四、实验步骤1. 将单摆悬挂在支架上，确保摆球处于平衡位置；2. 使用米尺测量摆长L，记录数据；3. 使用比重计测量小球的质量m，记录数据；4. 将秒表调至0秒，当摆球通过平衡位置时启动秒表；5. 当摆球再次通过平衡位置时停止秒表，记录周期T；6. 重复步骤4和5，至少测量5次，记录数据；7. 对实验数据进行处理和分析。
实验次数 | 摆长L（m） | 小球质量m（kg） | 周期T（s）1 | 1.00 | 0.20 | 2.302 | 1.00 | 0.20 | 2.283 | 1.00 | 0.20 | 2.294 | 1.00 | 0.20 | 2.315 | 1.00 | 0.20 | 2.27六、数据处理与分析1. 计算平均周期T：T平均 = (T1 + T2 + T3 + T4 + T5) / 5T平均 = (2.30 + 2.28 + 2.29 + 2.31 + 2.27) / 5T平均 = 2.29秒2. 计算理论周期T理论：T理论= 2π√(L/g)T理论= 2π√(1.00/9.8)T理论≈ 2.02秒3. 计算相对误差：相对误差 = |T理论 - T平均| / T理论× 100%相对误差 = |2.02 - 2.29| / 2.02 × 100%相对误差≈ 12.6%4. 分析实验结果：根据实验数据，单摆的平均周期为2.29秒，与理论值2.02秒相比，相对误差为12.6%。
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单摆实验报告
广州大学学生实验报告
院（系）名称 物理系 班别
姓名
专业名称
物理教育
学号
实验课程名称 普通物理实验I 实验项目名称 力学实验：单摆 实验时间
实验地点
实验成绩
指导老师签名
一、实验目的
（1）学会用单摆测定当地的重力加速度。
（2）研究单摆振动的周期和摆
长的关系。
（3）观察周期与摆角的关系。
二、实验原理
如图所示，将一根不易伸长而且质量可忽略的细线上端固定，下端系一体积很小的金属小球绳长远大于小球的直径，将小球自平衡位置拉至一边（摆角小于5°），然后释放，小球即在平衡位置左右往返作周期性的摆动，这里的装置就是单摆
设摆点O 为极点，通过O
且与地面垂直的直线为极轴，逆时针方向为角位移 的正方
mg cos θ mg sin θ
L
θ θ
mg
向。
由于作用于小球的重力和绳子张力的合力必沿着轨道的切线方向且指向平衡位置，其大小 θ
sin mg f =
设摆长为L ，根据牛顿第二定律，并注意到加速度的切向方向分量2
2dt
d l a θθ⋅= ，即得单摆的动力学方程
θθ
sin 22mg dt
d ml -=
结果得
θωθ22
2=-=l g
dt
d
由上式可知单摆作简谐振动，其振动周期 g
l T π
ω
π
22==
或
T
l g 2
4π=
利用上式测得重力加速度g ，可采取两种方法：第一，选取某给定的摆长L ，利用多次测量对应的振动周期T ，算出平均值，然后求出g ；第二，选取若干个摆长i
l ，测出各对应的周期i
T ，作出
i
i l T -2图
线，它是一条直线，由该直线的斜率K 可求得重力加速度。
三、实验仪器
单摆，秒表，米尺，游标卡尺。
四、实验内容
1、用给定摆长测定重力加速度 ①选取适当的摆长，测出摆长；
②测出连续摆动50次的总时间t ；共测5次。
③求出重力加速度及其不确定度； ④写出结果表示。
2、绘制单摆周期与摆长的关系曲线
①分别选取5个不同的摆长，测出与其对应的周期。
②作出T 2
-L 图线，由图的斜率求出重力加速度g 。
3、观测周期与摆角的关系
定性观测: 对一定的摆长，测出3个不同摆角对
应的周期，并进行分析。
四、实验内容和步骤 （1） 仪器的调整
1．调节立柱，使它沿着铅直方向，衡量标准是单摆悬线、反射镜上的竖直刻线及单摆悬线的像三者重合。
2．为使标尺的角度值能真正表示单摆的摆角，移动标尺，使其中心与单摆悬点间的距离y 满足下式
︒
⨯=
180πθ
B
A y
式中θ为标尺的角度数，可取︒=5θ，而B A
是标尺上与此5°相对应的弧长，可用米尺量度。
（2） 利用给定摆长的单摆测定重力加速度 1．适当选择单摆长度，测出摆长。
注意，摆长等于悬线长度和摆球半径之和。
2．用于使摆球离开平衡位置（θ﹤5°），然后令它在一个圆弧上摆动，待摆动稳定后，测出连续摆动50次的时间t ，重复4次。
3．由上述结果求出重力加速度及其标准偏差。
（3） 绘制周期与摆长的关系曲线
在60cm —100cm 之间取5个摆长，并测出与它们对应的周期，作出l
T -2
图线。
若图线为直线，则求出其
斜率和重力加速度 。
五、实验数据与处理 摆球直径：cm
d 190.21
= cm
d
188.22
= cm
d
186.23
=
cm d 188.2=
1． 用计算法g 及其标准偏差：
给定摆长L=72.39cm 的周期
n
(次)
1 2
3 4 平均
T(s)
50T 85.21 85.37 85.40 85.36 — T
1.704 1.707 1.708 1.707 1.707
ΔT -0.003
0.001
0.002
002
.0707.1±=∆±T T (s)
05
.039.72±=∆±l l (cm) (单次测量)
∴ )(78.980707
.139.7214.34422
2
22
s cm T l g =⨯⨯==π
计算g 的标准偏差：
)
(1013.9)
14(40001.00003.0)
1(42
2222
s n n T
i
T -⨯=-⨯+++=
-∆=
∑δ
3242221028.1)707
.11013.9(4)39.7205.0()(2)(--⨯=⨯⨯+=+∆=T l l g T g
δδ
)(26.178.9801028.123s
cm g =⨯⨯=-δ
结果 )
(02.081.92s m g g
±=±δ
2． 根据不同摆长测得相应摆动周期数据
不同摆长对应的周期
98.90 88.90 78.90 68.90 58.90 48.90
L
(cm)
i
100.00 90.00 80.00 70.00 60.00 50.00 L(cm)
50T(S)
N（次）
1 100.16 95.00 89.8
2 84.10 77.48 70.82
2 100.60 94.95 89.70 84.18 77.5
3 70.81
3 100.21 95.12 89.50 84.0
4 77.64 70.91
4 100.11 95.0
5 89.84 84.20 77.50 70.9
6 50（S） 100.2
7 95.03 89.72 84.13 77.54 70.8
8 T
T（S） 2.005 1.900 1.794 1.683 1.551 1.418 2
T（S）4.020 3.610 3.218 2.832 2.406 2.011 由上表数据可作T2-L图线如下图所示：
又由图可知T2-L图线为一条直线，可求得其斜率为：k=26.046(cm/s2)
所以 g=4π2k=10.72(m/s2)
六、实验结果与分析
测量结果：用单摆法测得实验所在地点重力加速度为：
⎩⎨
⎧=⋅±=-%26.1)()
( 9.110722g U s cm g r
实验分析：
单摆法测重力加速度是一种较为精确又简便的测量重力加速度方法。
本实验采用较精密的数字毫秒仪计时减小了周期测量误差。
实验误差由要来源于①摆长的测量误差，但由于摆长较长，用钢卷尺测量产生的相对误差也较小，所以用钢卷尺也能达到较高的准确度；②系统误差：未能严格满足单摆模型造成的误差，如未严格在竖直平面摆动。
要提高本实验的准确度可从以下方面着手：尽可能满足理想单摆条件,如增大摆长；测时间
七、实验分析与讨论
由以上两种方法可看出，用计算法求得重力加速度比较接近标准值，且其标准偏差为0.02,说明测量比较准确。
而用作图法求重力加速度时，求得的g 为10.72(m/s 2
)，误差较大，可见在描点绘图的过程中又增在了误差。
八、实验心得
通过这次实验学习了简单设计性实验的基本方法，应用误差均分原则选用适当的仪器和测量方法，分析基本误差的来源及进行修正的方法。
但是实验测得数据的误差较大，计算所得的重力加速度与实际相差较大，所以对测量的掌握不够，应熟悉测量方法和技巧，同时明白到物理是一门严谨的科学，尤其对于物理实验，稍有不慎将产生巨大错误，因此我们应该以严谨的态度对待物理实验，并在实验中感受物理实验的乐趣，掌握物理实验方法。