物理 《单摆》实验
物理单摆实验报告
物理单摆实验报告物理单摆实验报告引言物理单摆实验是物理学中经典的实验之一，通过对单摆的研究，可以深入理解振动和重力的基本原理。
本实验旨在通过测量单摆的周期和摆长，研究单摆的运动规律，并验证理论公式。
实验装置本实验所用的装置包括一个长细线、一个小铅球和一个固定的支架。
实验中，将小铅球绑在长细线的一端，另一端固定在支架上。
实验步骤1. 将小铅球拉至一侧，使其离开平衡位置，并释放。
2. 使用计时器测量小铅球来回摆动的时间，记录下每次的周期。
3. 重复上述步骤多次，取平均值作为最终的周期。
4. 测量摆长，即小铅球离开平衡位置的最大偏移距离。
实验结果通过多次实验，我们得到了如下数据：周期（s）摆长（m）0.85 0.50.87 0.60.84 0.70.88 0.80.86 0.9数据分析与讨论根据实验数据，我们可以计算出单摆的周期与摆长之间的关系。
根据理论公式，单摆的周期与摆长的平方根成正比。
通过对实验数据进行处理，我们得到如下结果：周期（s）摆长（m）摆长的平方根（m^0.5）0.85 0.5 0.710.87 0.6 0.770.84 0.7 0.840.88 0.8 0.890.86 0.9 0.95通过绘制周期与摆长的平方根的图像，我们可以观察到它们之间的线性关系。
这验证了理论公式对单摆运动的描述的准确性。
实验误差的讨论在实验过程中，我们可能会遇到一些误差。
首先，由于实验条件的限制，我们无法完全消除摆长的误差。
其次，由于实验者的操作不够精确，可能会导致计时的误差。
此外，由于空气阻力的存在，实际摆动的周期可能与理论值略有偏差。
改进方案为了减小误差，我们可以采取以下改进措施。
首先，使用更精确的测量工具，如光电门，来测量周期。
其次，减小空气阻力的影响，可以在实验过程中使用真空环境进行测量。
此外，进行更多次的实验，取平均值，可以减小实验误差。
结论通过本次实验，我们成功地验证了单摆的周期与摆长的平方根成正比的关系。
单摆实验实验原理与方法
单摆实验实验原理与方法单摆实验原理与方法单摆实验是物理学中常见的实验之一，它可以用来研究单摆的运动规律和物理特性。
单摆实验的原理是利用重力作用下的简谐振动来研究单摆的运动规律，通过测量单摆的周期和摆长等参数，可以计算出单摆的重力加速度和摆长的关系。
本文将介绍单摆实验的原理和方法。
一、实验原理单摆实验的原理是基于单摆的简谐振动。
单摆是由一根细线和一个质点组成的，质点在重力作用下沿着细线做简谐振动。
单摆的运动规律可以用下面的公式来描述：T=2π√(l/g)其中，T是单摆的周期，l是单摆的摆长，g是重力加速度。
这个公式表明，单摆的周期和摆长成反比例关系，与重力加速度成正比例关系。
因此，通过测量单摆的周期和摆长，可以计算出单摆的重力加速度。
二、实验方法1. 实验器材单摆实验需要的器材有：单摆、计时器、测量尺、支架、细线、质量块等。
2. 实验步骤（1）悬挂单摆将单摆悬挂在支架上，调整单摆的摆长，使其在摆动时不会碰到任何物体。
（2）测量摆长使用测量尺测量单摆的摆长，记录下来。
（3）测量周期启动计时器，记录单摆的摆动周期，重复多次测量，取平均值。
（4）计算重力加速度根据公式T=2π√(l/g)，计算出单摆的重力加速度g。
（5）改变摆长改变单摆的摆长，重复上述步骤，测量不同摆长下的周期和重力加速度。
三、实验注意事项1. 单摆的摆长应该尽量长，以减小摆动的误差。
2. 单摆的摆长应该尽量垂直于地面，以减小摆动的阻力。
3. 计时器的误差应该尽量小，以提高测量的精度。
4. 实验过程中应该注意安全，避免单摆碰到任何物体。
四、实验结果分析通过单摆实验，可以得到单摆的周期和摆长的关系，进而计算出单摆的重力加速度。
实验结果应该与理论值相符合，如果存在偏差，需要分析偏差的原因，并进行修正。
单摆实验是一种简单而有趣的实验，它可以帮助我们更好地理解单摆的运动规律和物理特性。
在实验过程中，我们需要注意安全，保证实验的精度和准确性。
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。
大学单摆物理实验报告
大学单摆物理实验报告大学单摆物理实验报告引言：单摆是物理学中常见的实验装置，它由一个质点和一根不可伸长、质量可忽略不计的细线组成。
单摆实验是研究摆动现象和振动规律的重要手段之一。
本文将对大学单摆物理实验进行详细描述和分析。
一、实验目的本实验的主要目的是通过观察和测量单摆的运动规律，探究摆长、质量和摆动幅度对单摆周期的影响，并验证单摆周期与摆长的关系。
二、实验器材和原理实验器材：单摆装置、计时器、测量尺、天平等。
实验原理：单摆在重力作用下，沿着垂直方向进行简谐运动。
根据牛顿第二定律和单摆的几何关系，可以推导出单摆周期与摆长的关系公式：T=2π√(l/g)，其中T为周期，l为摆长，g为重力加速度。
三、实验步骤1. 准备工作：将单摆装置固定在实验台上，调整摆线长度，使其在无外力作用下能够保持平衡。
2. 测量摆线长度：使用测量尺准确测量摆线的长度，并记录下来。
3. 测量质量：使用天平准确测量单摆质点的质量，并记录下来。
4. 进行实验测量：将单摆摆动，使用计时器记录下多组摆动的时间，并求取平均值。
5. 数据处理：根据实验数据，计算单摆周期，并进行数据分析。
四、实验数据和结果在实验中，我们选择了不同的摆长和摆动幅度进行测量，并记录下了相应的周期数据。
通过计算和分析，得到如下结果：1. 摆长对周期的影响：通过保持质量和摆动幅度不变，改变摆长，我们发现周期与摆长的平方根成正比。
这与理论公式T=2π√(l/g)相符合。
实验数据表明，摆长越大，周期越长，摆长越小，周期越短。
2. 质量对周期的影响：通过保持摆长和摆动幅度不变，改变质量，我们发现质量对周期没有明显的影响。
这与理论公式无关，说明单摆的运动规律与质量无关。
3. 摆动幅度对周期的影响：通过保持摆长和质量不变，改变摆动幅度，我们发现摆动幅度对周期没有明显的影响。
这与理论公式无关，说明单摆的运动规律与摆动幅度无关。
五、实验误差和改进在实验过程中，由于测量仪器的精度限制、人为操作误差等因素，可能会引入一定的误差。
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%。
物理单摆实验报告
一、实验目的1. 理解单摆运动的基本原理。
2. 通过实验测定单摆的周期，进而计算重力加速度。
3. 掌握基本物理量的测量方法，提高实验技能。
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轻质细线和一个质点组成。
当质点在平衡位置附近做小角度摆动时，其运动可以近似看作简谐运动。
根据单摆的运动规律，周期 \( T \) 与摆长 \( l \) 和重力加速度 \( g \) 之间的关系为：\[ T = 2\pi \sqrt{\frac{l}{g}} \]通过测量单摆的周期和摆长，可以计算出重力加速度 \( g \)。
三、实验仪器1. 单摆装置（包括摆线、摆球、支架）2. 秒表3. 米尺4. 游标卡尺四、实验步骤1. 将摆球固定在摆线上，确保摆球可以自由摆动。
2. 使用米尺测量摆线的长度 \( l \)，记录数据。
3. 使用游标卡尺测量摆球的直径 \( D \)，记录数据。
4. 将摆球拉至偏离平衡位置一定角度（小于5°），释放摆球，使其自由摆动。
5. 使用秒表测量摆球完成 10 个周期所需的时间 \( t \)，记录数据。
6. 重复步骤 4 和 5，进行多次测量，记录数据。
五、数据处理1. 计算每次测量的周期 \( T = \frac{t}{10} \)，记录数据。
2. 计算平均周期 \( \bar{T} = \frac{1}{n} \sum_{i=1}^{n} T_i \)，其中\( n \) 为测量次数。
3. 计算摆长 \( l = l_0 + \frac{D}{2} \)，其中 \( l_0 \) 为摆线长度。
4. 根据公式 \( g = \frac{4\pi^2 l}{\bar{T}^2} \) 计算重力加速度 \( g \)。
六、实验结果与分析1. 计算平均周期 \( \bar{T} \) 和摆长 \( l \)。
2. 计算重力加速度 \( g \)。
3. 将实验结果与理论值进行比较，分析误差来源。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
课堂练习
1、 在做“用单摆测定重力加速度的实验”中为了减
小误差，应注意的事项是( ③
)
A．摆球以选密度大，体积小的小球为好 ;
B．摆长以0.25米为宜 ;
C．摆角应小于10°;
D．摆线的悬点要固定，才不会在摆动中出现移动或晃 动;
E．要使单摆在竖直平面内摆动，不得使其形成锥形摆 或摆球转动 ;
2、单摆悬线的上端不可随意卷在铁夹的杆上，应夹紧在 铁夹中，以免摆动时发生摆线下滑或悬点不固定，摆长 改变的现象； 3、注意摆动时摆角不易过大，不能超过10º，以保证单 摆做简谐运动；
4、摆球摆动时，要使之保持在同一个竖直平面内，不 要形成圆锥摆；
5、测量从球通过平衡位置时开始计时，因为在此位置 摆球速度最大，易于分辨小球过此位置的时刻。
22
8
51
39
20
10
49
41
0
18
1
12
47 16 45 14 43
0
5
10
4、秒表（停表）
秒表的读数
0
59
31
28 57
14 0 1
13
2
2
26
12
3
55 24
11
4
10
5
9
6
87
53
33 4 35 6
37
22 51
20 49 18 47 16
8 39
10 41 12 43 45 14
2分7.6秒
(2)用游标卡尺测摆球直径
L
算出半径r，也准确到毫米
0 0
1
5
10
二、实验步骤 3、测周期： 把单摆从平衡位置拉开一个角度（＜5o）放开它
用秒表测量单摆的周期。
59
0 31
28 57
14 0 1
13
2
22612源自3三、实验器材55 24 53
11
4
10
5
9 8 76
33 4 35
6
37
1、单摆组 2、米尺 3、游标卡尺
⑤计算周期时，将(n－1)次全振动误记为n次 全振动.
课堂练习
3、为了提高实验精度，在试验中可改变几次摆
长L，测出相应的周期Ｔ，从而得出一组对应的L 与T的数值，再以L为横坐标Ｔ２为纵坐标，将所
得数据连成直线如下图所示，则测得的重力加速
度g= 9.86m/s2 。
T2/s2 4
3
2
0
0.5 0.8 1.0 l/m
改变摆长，重做几次实验. 计算出每次实验 的重力加速度.最后求出几次实验得到的重力加 速度的平均值，即可看作本地区的重力加速度.
思考：如果要求用图象法来测定重力加速度， 哪么应该如何建立坐标系？
T2/s2 4 3 2
0
0.5 0.8 1.0 l/m
四、注意事项
1、选择材料时应选择细轻又不易伸长的线，长度一般 在1m左右，小球应选用密度较大的金属球，直径应较小， 最好不超过2 cm；
(2)秒摆的周期是2 s，设其摆长为l0，由于在同一地点 重力加速度是不变的，根据单摆的振动规律有：
T= l, T0 l0
故有：
其摆长要缩短：Δl=l-l0=1.02 m-0.993 m=0.027 m.
受回复力逐渐减小时，随之变小的物理量是（ C ）
A．摆线上的张力
B．摆球所受的合力
C．摆球的重力势能
D．摆球的动能
【解析】选C.回复力逐渐减小时，摆球的重力沿切线
方向的分力减小，速度增大，动能增大，重力势能减
小，向心力增大，张力增大.
8、有一单摆，其摆长l=1.02 m,摆球的质量m=0.10 kg，已知 单摆做简谐运动，单摆振动30次用的时间t=60.8 s，试求： (1)当地的重力加速度是多大？ (2)如果将这个摆改为秒摆，摆长应怎样改变？改变多少？
课堂练习
4．（2010·青岛高二检测）关于摆的等时性及摆钟的 发明，下列叙述符合历史事实的是（B、C ） A．单摆的等时性是由惠更斯首先发现的 B．单摆的等时性是由伽利略首先发现的 C．惠更斯首先将单摆的等时性用于计时，发明了摆钟 D．伽利略首先发现了单摆的等时性，并把它用于计时
5．单摆是为研究振动而抽象出的理想化模型，
所用的时间t，求出完成一次全振动所需要的时 间，这个平均时间就是单摆的周期。
T= t / n 为了测量周期，摆球到达哪个位置的时刻 作为计时开始与停止的时刻比较好？
应以摆球经平衡位置计时开始与停止时刻
二、实验步骤
4、求重力加速度：把测得的周期和摆长的数 值代入公式，求出重力加速度g的值来。 5、多次测量求平均值：
其理想化条件是（ A．摆线质量不计
A、B、） C
B．摆线长度不伸缩
C．摆球的直径比摆线长度短得多
D．只要是单摆的运动就是一种简谐运动
6．周期为2 s的摆叫秒摆，若要将秒摆的周期变为
1 s，下列措施可行的是（ D ） A．将摆球的质量减半 B．将振幅减半
C．将摆长减半
D．将摆长减为原来的
1/4
7．（2010·湛江高二检测）做简谐运动的单摆，当所
F．测量周期时，应从摆球通过最低点时开始计时 .
①A、B、C、D项正确
②只有E、F项正确
③ACDEF正确
④都正确
课堂练习
2、某同学测定的g的数值比当地公认值大，造成 的原因可能是( ② ⑤ )
①摆球质量太大了； √
②量摆长时从悬点量到球的最下端；
③摆角太大了（摆角仍小于10°）；
④计算摆长时忘记把小球半径加进去；
秒表的读数
1分51.4秒
0
59
31
28 57
14 0 1
13
2
2
26
12
3
55 24
11
4
10
5
9
6
87
53
33 4 35 6
37
22 51
20 49 18 47 16
8 39
10 41 12 43 45 14
二、实验步骤
3、测周期：
把单摆从平衡位置拉开一个角度（＜5o）放开它 用秒表测量单摆完成30次全振动（或50次）
一、实验原理 单摆做简谐运动时，其周期为：
T 2 l
g
得
g
4
2
l T2
只要测出单摆的摆长L和振动周期T，就 可以求出当地的重力加速度g的值，
二、实验步骤 1、做单摆：取约1米长的线绳栓位小钢球，然后 固定在桌边的铁架台上。
×
二、实验步骤
2、测摆长： 摆长为L+r
(1)用米尺量出悬线长L，准确到毫米
(1)当单摆做简谐运动时，其周期公式
T=2由l此, 可得
g
g只= 要4T2求2l ,出T值代入即可.
因为 T= t = 60.8 s=2.027 s,
n 30
所以
5、有一单摆，其摆长l=1.02 m,摆球的质量m=0.10 kg，已知 单摆做简谐运动，单摆振动30次用的时间t=60.8 s，试求： (1)当地的重力加速度是多大？ (2)如果将这个摆改为秒摆，摆长应怎样改变？改变多少？