重力加速度测量方法的研究

合集下载

利用摆钟实验研究重力加速度的原理与实验步骤

利用摆钟实验研究重力加速度的原理与实验步骤

利用摆钟实验研究重力加速度的原理与实验步骤摆钟是一种简单而经典的物理实验装置,在研究重力加速度时被广泛使用。

通过摆钟实验可以精确测量重力加速度的数值,并了解其原理。

本文将介绍利用摆钟实验研究重力加速度的原理与实验步骤。

一、原理解析重力加速度是指物体在重力作用下从静止开始自由下落时,其速度每经过一秒钟的等时间间隔增加9.8米/秒。

在摆钟实验中,我们利用了重力加速度对摆钟的周期产生影响的现象。

摆钟是由摆线、小球和固定在某一点的支架构成的。

当摆钟摆动时,重力会产生一个向下的分力与摆长方向相垂直。

根据力学原理,当小球摆动到最高点或最低点时,分力与摆长的投影相等,这时摆钟将受到最大的重力阻力。

当摆动到中间位置时,重力不再产生任何阻力。

根据换向定理,当小球在最高点或最低点时,摆钟的运动速度最小,而在中间位置时,速度最大。

根据这一原理,我们可以通过测量摆钟的周期来求解重力加速度的数值。

摆钟的周期由摆长决定,而摆长与重力加速度成正比。

所以,通过测量摆钟的周期,可以间接测量得到重力加速度。

二、实验步骤1. 准备材料与仪器:摆钟、计时装置(如秒表)、测量摆长的尺子等。

2. 确定摆长:使用尺子测量摆钟的摆长,即摆线的长度。

确保测量时摆钟处于静止状态,这样可以减小误差。

3. 进行实验测量:将摆钟拉到一侧,使其初始位置与最大振幅之间的夹角小于5°,释放摆钟并启动计时装置。

4. 计时与记录:当摆钟经过多次摆动后,停止计时并记录下计时数值。

至少进行三次独立的实验,以增加实验结果的准确性。

5. 数据处理:计算每次实验测得的摆钟周期的平均值,并根据摆长计算重力加速度的数值。

6. 数据分析:将实验测得的重力加速度数值进行对比,并讨论实验误差及其来源,以提高实验结果的可靠性。

三、注意事项1. 在进行实验时,确保使用的摆钟质量均匀分布,并且没有外力干扰。

例如,要避免风的影响,可在实验过程中设置屏风。

2. 进行实验前,应校准计时装置,确保其准确度。

测量重力加速度的重力加速度测量实验

测量重力加速度的重力加速度测量实验

测量重力加速度的重力加速度测量实验标题:测量重力加速度的重力加速度测量实验引言:重力加速度是物理学中的一个基本概念,它代表了物体在自由下落中所获得的速度增加率。

准确测量重力加速度对于许多物理应用和科学研究都至关重要。

本文将详细解读测量重力加速度的实验,包括实验的准备工作、实验过程以及实验的应用和其他专业性角度。

一、实验准备:1. 实验仪器和器材准备:(1) 自由下落装置:包括一个支架、一个准直器和一个释放装置。

(2) 计时器:用于准确测量自由下落物体的时间。

(3) 高精度水平仪:用于调整实验装置的水平度。

(4) 铅球:作为自由下落物体,具有一定质量和球形。

(5) 雷射测距仪:用于精确测量铅球的下落距离。

(6) 温度计:用于测量实验环境的温度。

2. 实验环境准备:(1) 确保实验室的温度和湿度稳定,以避免温度对实验结果的影响。

(2) 调整实验装置的水平度,以确保实验的准确性。

(3) 移除实验装置周围的任何干扰物,例如风扇或其他振动源。

二、实验过程:1. 调整实验装置:(1) 将自由下落装置固定在支架上,确保准直器与释放装置垂直。

(2) 使用高精度水平仪调整实验装置的水平度。

2. 测量重力加速度:(1) 将铅球放置在自由下落装置的释放装置上,并确保它处于稳定状态。

(2) 使用雷射测距仪测量铅球的下落距离。

(3) 释放铅球,并同时启动计时器。

(4) 当铅球触地时,停止计时器。

(5) 重复以上步骤多次,并记录每次实验的下落时间和下落距离。

三、实验应用和专业性角度:1. 应用:(1) 校正其他实验的时间测量:重力加速度测量实验可以提供准确的时间,可用于校正其他实验的时间测量误差。

(2) 建筑结构设计:测量重力加速度可以帮助工程师设计更安全和稳定的建筑结构。

(3) 航天工程:测量重力加速度对于航天器的设计和任务规划至关重要,如发射轨道的计算等。

(4) 弹道学研究:测量重力加速度可以帮助研究弹道学中物体的飞行轨迹和速度变化。

重力加速度测量方法的比较研究

重力加速度测量方法的比较研究

Science &Technology Vision 科技视界0引言重力加速度是物理学中重要的物理量之一。

在地面上不同的地区,重力加速度g 值不相同,它是由物体所在地区的纬度、海拔等因素决定;随着地球纬度和海拔的变化而变化。

一般来说,赤道附近重力加速度最小,南北两极附近重力加速度最大;地球表面重力加速度最大值与最小值之差约为1/300[1]。

准确测定重力加速度对于计量学、地球物理学、地震预报、重力探矿和空间科学都有着重要的意义。

近年来,不同的研究者利用不同的测试方法对当地的重力加速度进行了测试研究。

李传亮探讨了利用单摆测定重力加速度的几点误区,完善了单摆测量重力加速度的实验,提高了实验数据的精度[2]。

张海军对加速度的五种测试方法(用弹簧秤“秤”出g,用刻度尺“量”出g,用单摆“摆”出g,用水“滴”出g,用频闪照片“拍”出g。

)的基本原理进行了讨论[3]。

部分研究者改进了气垫导轨测试重力加速度的方法,减小了空气阻力引起的误差[4],减小了摩擦阻力的影响[5],提高了测量值的准确度[6]。

刘汉臣等人利用加锤摆测量重力加速度的方法进行了讨论,导出了周期不变点的位置公式。

并利用自制仪器对周期进行测试,结果与理论结果的误差小于0.7%[7]。

章子旭等人对物理摆测试重力加速度进行了改进,提高了此方法的测量精度[8]。

汉泽西等人对基于Matlab 软件利用多普勒效应测定重力加速度的方法进行了分析。

实验表明,此法设施简单、操作简便、测量精度较高[9]。

前人对重力加速度的研究大都基于某种测试方法的测试和方法的改进,各种方法测试结果的对比研究鲜见报道。

本文将利用平衡法、单摆法、复摆法及倾斜气垫导轨法对重力加速度进行对比测量研究。

以曲靖市麒麟区的重力加速度(9.78995m/s 2[10])为基准值,通过上述四种实验测试方法对此地区的重力加速度进行测量比较,给出最佳的测试方法。

1实验原理难易程度对比通过对平衡法[11],单摆法[1,12],复摆法[13],气垫导轨法[5,14,15]四种测试重力加速度的方法和原理的分析可知,平衡法以中学重力的知识G=mg 为原理对重力加速度进行测量;单摆法以单摆周期公式T=2πl /g √为基础对多个周期的时间以及摆长进行测量,然后计算重力加速度g ;复摆法以摆幅较小时刚体绕轴转动的周期公式T =2πI /(mgh )√为基础进行测量重力加速度g ;倾斜气垫导轨法以g=(ma+bv ⎺)m sin θ为基础进行测量与计算(其中,m 为滑块质量,θ为导轨倾角,a 为滑块导轨方向上的加速度,v 为滑块导轨方向上的平均速度,b 为粘性阻尼系数)。

重力加速度测定的研究

重力加速度测定的研究

实验三十四 重力加速度测定方法的研究实验内容1.精确测定本地区的重力加速度。

2.分析比较各种实验测量方法的优缺点。

教学要求1.学习如何消除实际测量中的主要系统误差。

2.掌握实验结果的修正方法。

实验器材:单摆,开特摆,自由落体仪,气垫导轨,计时计数计频仪,物理天平,米尺,千分尺等。

重力加速度是一个重要的地球物理常数。

它首先由伽利略(1564-1642)证明,如果忽略空气阻力的影响,所有落地物体都将以同一加速度下降,这个加速度称为重力加速度g 。

准确测定它的量值,不仅在理论上、生产上以至科研上都有极其重要的意义。

历史上,人们曾花费了很多精力和时间研究这个问题,例如波茨坦大地测量研究所曾花了八年时间用开特摆准确测得当地的重力加速度。

从设计思想和实验技能来看,本实验也使我们得到很多教益。

地球上各地区重力加速度的数值,都随该地区的地理纬度和海拔高度不同而不同,赤道附近重力加速度最小,南北两极最大。

本实验着重讨论在现有条件下,如何获得最佳结果。

内容提示1.测定本地区的重力加速度值,测量结果至少有四位有效数字。

2.用单摆,开特摆研究重力加速度的测定,可供研究的问题:周期、摆长、摆角、摆球质量、摆动次数等对结果的影响。

3.用自由落体法研究重力加速度的测定,可供研究的问题:如何测得或消除初速度的影响?怎样选择光电门的位置?4.用其他方法测定重力加速度。

问题讨论:1.比较各种实验测量方法的优缺点。

2.讨论各种实验测量方法中,影响各量精确测量的各种因素。

附录1.单摆摆长为l 的单摆,其摆动周期T 与摆角θ的关系为⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⋅⋅⋅+⎪⎭⎫ ⎝⎛⎪⎭⎫ ⎝⎛+⎪⎭⎫ ⎝⎛+=2sin 23212sin 211242222θθπg l T 2.开特摆开特摆是一种特殊形式的复摆,它可以颠倒悬挂,正倒两次周期为g m h m h J T 12112+=π g m h m h J T 22222+=π 两式合并,消去J 和m ,得)(2)(242122212122212h h T T h h T T g --+++=π。

重力加速度的精确测量与研究-光电门

重力加速度的精确测量与研究-光电门

重力加速度的精确测量与研究光电门-论文网论文摘要:本文在总结传统测量重力加速度方法的基础上,通过搭建新的实验装置,探究一种新的测量重力加速度的方法。

该方法具有操作方便、简单的优点,并且提高了实验数据精确度,符合探究式学习的教育理念。

论文关键词:自由落体,重力加速度,光电门,瞬时速度引言重力加速度是物理学中的一个重要参量,在实际工作中,常常需要知道重力加速度的大小。

重力加速度的测定是个传统的实验,其实验方法通常有落体法测量重力加速度、用摆测量重力加速度和用液体测量重力加速度。

其中落体法测量重力加速度又可分为自由落体法、气垫导轨法、斜槽法等。

每种方法都有各自的优缺点,测量结果的精确度也不尽相同,但总体来说所测出的实验数据精确度普遍较低。

传统的用光电门测量重力加速度时,通常存在多次测量时小球高度不固定、挡光部分不相同等缺点,并且用小球作重物时经过光电门因偏心引起的会引起误差。

为了提高测量结果的精确度,本文采用自己搭建的实验装置(如图一)进行实验,该装置操作方便简单,原理易懂,并且较好的避免了多次测量时小球高度不固定、挡光部分不相同等缺点,用挡光纸片代替小球挡光,避免了用小球作重物时经过光电门因偏心引起的误差。

且本实验有较高的可重复性,为多次测量求平均值提供了客观条件。

1.实验装置设左侧空气中小球质量为m,上端用细绳通过挂钩连接砝码的质量为;光电门固定在左侧的铁架台上,并与电脑计时器连接;细绳上悬挂一个质量可以忽略的挡光纸片(其结构如图2所示),位置可以移动,纸片的左边缘与光电门的距离就是小球在空气中的下降距离。

释放装置固定在右侧铁架台上,释放时用薄口刀片在其下部沿尖端方向迅速刮出,可以较好的实现零速释放。

实验证明,该方法具有较好的稳定性和重复性。

图1实验装置计数器所测得的时间就是纸片的有效距离△L通过光电门的时间。

当△L足够小的时候,就可用纸片在光电门处通过△L的平均速度代替其瞬时速度。

实验中制作的纸片中△L=1.6mm,纸片和细线的质量忽略不计,△L电脑计时器的计时精度为0.01ms。

重力加速度实验测量方法与误差分析

重力加速度实验测量方法与误差分析

重力加速度实验测量方法与误差分析重力加速度是物体受地球引力作用下的加速度,是地球表面上最普遍存在的物理量之一。

测量重力加速度对于地球物理研究、工程建设和科学教育都具有重要意义。

本文将介绍几种常用的重力加速度测量方法,并对其中的误差进行分析。

1. 简单重力下落测量法简单重力下落测量法是最常用的测量重力加速度的方法之一。

其原理基于物体自由下落过程中所受到的重力加速度始终保持不变。

实验步骤如下:(1)准备一个具有较高摄氏度的垂直直线轨道,如一个直立的长管或一根绳子;(2)在轨道上放置一个小球体或其他物体;(3)推动物体从轨道上自由下落,并使用计时器测量下落时间;(4)重复上述步骤多次并求取平均值。

误差分析:简单重力下落测量法的主要误差来自于计时器的精度、空气阻力以及物体位置的准确度。

为了减小误差,可以使用更精确的计时器、进行空气阻力的修正,或者增加多次测量并取平均值。

2. 单摆法单摆法是利用单摆振动的周期与重力加速度之间的关系来测量重力加速度的方法。

实验步骤如下:(1)准备一个物体悬挂在一个固定的绳子或线上,并保持绳子垂直;(2)使物体摆动,并使用计时器测量摆动的周期;(3)重复上述步骤多次,求取平均值。

误差分析:单摆法的误差主要来自于摆动周期的测量精度和绳子垂直度的准确度。

为了减小误差,可以使用更精确的计时器、增加测量次数或者使用更精确的工具测量绳子的垂直度。

3. 弹簧振子法弹簧振子法是利用弹簧振动的周期与重力加速度之间的关系来测量重力加速度的方法。

实验步骤如下:(1)准备一个具有弹性的弹簧;(2)将一个小物体挂在弹簧上,使其形成振动;(3)使用计时器测量振动的周期;(4)重复上述步骤多次并求取平均值。

误差分析:弹簧振子法的误差主要来自于振动周期的测量精度和弹簧的弹性。

为了减小误差,可以使用更精确的计时器、增加测量次数或者使用更精确的弹簧。

在进行重力加速度实验测量时,还需要注意以下几点:(1)排除外界干扰因素,如空气流动、震动等,以确保实验环境的稳定性;(2)使用专用的测量仪器,如高精度计时器、校准好的弹簧等,以提高测量精度;(3)进行多次测量,并求取平均值来减小误差;(4)对实验数据进行误差分析,包括随机误差和系统误差,并进行相应的修正。

两种自由落体法测重力加速度的比较研究

两种自由落体法测重力加速度的比较研究

A c a d e m i c F o r u m/学术论坛两种自由落体法测重力加速度的比较研究莫雪萍1’2 *,梁玉娟1,莫余丽1,劳鑫礼1(1.河池学院人工智能与制造学院,广西壮族自治区河池546300;2.忻城县民族中学,广西壮族自治区来宾546200)摘要:重力加速度是物理学中重要的物理量之一,其大小受到物体所在区域的地理纬度、海拔高度、地质结 构等因素影响。

现有的重力加速度测量方法众多,文章针对自由落体法利用两种不同仪器测定当地的重力加 速度并进行比较分析。

研究结果表明:两种仪器的操作方法都比较简单,FB210E型自由落体仪测得结果的相 对误差相较于打点计时器更小,在对精确度有较高要求时,采用FB210E型自由落体仪测定重力加速度的可信 度更高。

关键词:重力加速度;自由落体法;1^21(疋型自由落体仪;打点计时器1引言重力加速度是重力对自由下落的物体产生的加速 度,在物理学中用g表示,它由物体所在区域的地理 纬度、海拔高度、地质结构和矿藏等因素决定。

不同 区域的重力加速度值各不相同,一般来说,海拔越高 其数值越小;海拔髙度相同时,g值随地理纬度变化;赤道附近的g值最小;南北两极附近的g值最大。

重 力加速度被认定为是非常重要的地球物理参数,对地 震预报、地质勘察、国防建设及科学研究等均有重大 的运用价值。

重力加速度测定实验在中学物理、大学 基础物理中都是重要的实验内容。

目前,已有多种方 法测量重力加速度,实验室常用单摆法、复摆法、气 垫轨道法、自由落体法等。

不同方法各有优缺点,通 过对单摆法、复摆法和自由落体法的比较研究,发现 自由落体法测量重力加速度优势突出;对比研究自由 落体法和单摆法,结果发现采用自由落体法测量结果 较为准确。

实际上,同一种方法还可以用不同的仪器 测量,本文针对自有落体法,利用实验室FB210E型 自由落体仪和打点计时器测定当地的重力加速度值,t为物体下落的时间,g为重力加速度,这是仅仅考虑物体受到重力的一种理想运动。

滴水法测重力加速度的实验研究

滴水法测重力加速度的实验研究

滴水法测重力加速度的实验研究重力加速度(g)是一个重要的物理量,它是参考地心引力加速度大小的标准。

根据牛顿动力学第二定律,受重力影响的物体在单位时间内加速度是不断变化的,其加速度的大小取决于重力加速度的大小。

因此,测量重力加速度是物理学和其他科学领域的基本技术。

滴水法是一种测量重力加速度的有效方法。

它是基于流体的力学原理,通过观察滴水的竖直自由落体时间来测量重力加速度。

一般来说,实验室中使用它来测量重力加速度的一般步骤如下:第一步:准备实验设备,包括滴水瓶、滴水器、定量杯、计时器和记录装置;第二步:放置滴水瓶,将滴水瓶放在定量杯上,然后倒入滴水器中;第三步:开始测量,在定量杯中放入滴水,计时开始,观察滴水的竖直自由落体时间,一旦滴水落到定量杯中,立即停止计时;第四步:计算重力加速度,根据滴水的竖直自由落体时间和滴水的体积,计算出重力加速度的大小,并做出相应的记录。

实验结果表明,滴水法测量重力加速度的结果与地球引力加速度的结果相当接近,误差在3%范围内,表明这种方法能够准确、可靠地测量重力加速度。

滴水法测量重力加速度的精确度在很大程度上取决于实验者的技术。

实验者需要熟悉流体力学的基础知识,包括滴水的流动特性,以及滴水自由落体时间测量的技巧。

此外,实验者还需要掌握计算重力加速度的基本方法,以便更准确地测量重力加速度。

使用滴水法测量重力加速度的优点也显而易见。

首先,它相比于其他测量重力加速度的方法而言,操作简单,实验条件比较简单,具有易操作和成本低的特点。

其次,滴水的流动特性受重力影响,因此可以准确地测量重力加速度。

最后,由于滴水的自由落体时间较短,只要实验者有一定的操作技能,便可以更准确地测量重力加速度。

综上所述,滴水法是测量重力加速度的一种有效、准确的方法,它具有操作简单、成本低、结果准确等优点,值得在实验室中使用和推广。

重力加速度是物理学和其他科学领域的一个重要物理量,也是参考地心引力加速度大小的标准。

  1. 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. 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. 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)。

重力加速度测量方法的比较研究
错误!未找到引用源。

错误!未找到引用源。

摘 要:
重力加速度是物理学中的一个十分重要的物理量,在地面上不同的地区,重力加速度g 值不相同,它是由物体所在地区的纬度、海拔等因素决定,随着地球纬度和海拔高度的变化而变化,准确地确定 它的量值,无论从理论上、还是科研上、生产上以及军事上都有极其 重大的意义。

测量重力加速度的方法有很多,我所要做的就是通过学习前人的 理论知识,经过思考,在现有的实验室条件下,进行实验,做出归纳和总结,提出自己的看法与体会。

且实验方法虽然多,但有的测量仪器的精确度受环境因素的影响比较大,不是每种方法都适用,所以有必要对测量方法进行研究,找出一种适合测量本地重力加速度的方法。

关键词:重力加速度;测量;比较。

1. 用单摆测重力加速度
1.1 实验原理
用长线把小球吊在支架上,构成一个单摆。

用米尺测出摆线长 L ,用游标卡 尺测出小球直径 d 。

用秒表测出 n 个周期所用时间 t ,根据单摆周期公式:
T = g
L 2/d 2+π=n t (1) 得:
g= 22)/(2/d 4n t L )(+π (2) 求出的 g 即为重力加速度。

1.2 实验步骤
(1)用米尺量出悬线长 L ,准确到毫米,已知小球半径为 1cm 。

(2)把单摆从平衡位置拉开一个角度( θ < 5° )放开它,用秒表测量单摆完 成 30 次全振动所用的时间,求出完成一次全振动所需要的时间。

反复测量五次, 取单摆周期平均值。

(3)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。

1.3 实验仪器
单摆,停表,钢卷尺,小球。

装置如(图)。

1.4 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2cm。

(2)摆长应是摆线长加小球的半径
(3)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,摆长改变的现象。

(4)注意摆动时摆角不能过大,摆角的角度应满足θ< 5°。

(5)摆球摆动时,要尽量使之保持在同一个竖直平面内,以免形成圆锥摆。

(6)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。

1.5 误差来源
本实验误差包括两个方面:一是系统误差,主要是看单摆做简谐运动的条件是否符合,如振动时要使之保持在同一个竖直平面内而不要形成圆锥摆,摆动时
控制摆先偏离竖直方向不超过 50, 否则单摆周期公式就不再成立; 二是偶然误差, 主要是根据实验原理可知,g 的测量误差来源于周期T 的测量误差。

1.6 思考
此方法所用仪器也是实际生活中容易得到的。

实验中影响结果的有空气摩 擦,人的反应时间等,都对结果影响较小,故较为精确,误差在 1%以内。

实验过程也容易实现。

但是过程测量多个周期所用时间时, 容易记错周期数, 造成较大误差。

而且数据处理也较为麻烦。

2. 用自由落体法测量重力加速度
2.1 实验仪器
自由落体装置(如图) ,数字毫秒计,光电门(两个) ,铁球。

2.2 实验原理
设光电门 A 、B 间的距离为 s ,球下落到 A 门时的速度为 0v ,通过 A 、
B 间的时间为 t ,则成立:
2/s 20gt t v += (1)
两边除以 t ,得:
2//s 0gt v t += (2)
设 x=t , y =t /s ,则:
2/y 0gx v += (3)
这是一直线方程,当测出若干不同 s 的 t 值,用 x = t 和 y = s / t 进行直线拟合,设所得斜率为 b ,则由 b = g / 2 可求出 g ,
g = 2b (4)
2.3 实验步骤
(1)调节实验装置的支架,使立柱为铅直,再使落球能通过 A 门 B 门的中点。

(2)测量 A 、B 两光电门之间的距离 s 。

(3)测量时间 t 。

(4)计算各组的 x , y 值,用最小二乘法做直线拟合,求出斜率 b 及其标准 偏差 b s 、 ()b u (注意:在取 b 的时,由于立柱调整不完善,落球中心未通过光电门的中点,立柱上米尺的误差均给 s 值引入误差,也是 b 的不确定度来源,一般此项不确定度(B 类评定)较小,可略去不计,所以 ()b u = b s )。

(5)计算 g 及其标准不确定度 ()g u 。

2.4 注意事项
(1)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。

(2)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。

2.5 实验要点
1.仪器连接
用专用导线将自由落体仪的上、下光控门分别与SSM-5C 计时-计数-计频仪的光电输入插座A 、B 相连接,用导线将电磁铁与SSM-5C 计时-计数-计频仪后面电压输出相连。

2.仪器调整与调试
⑴自由落体仪的调整:接通电磁铁开关,使它吸住铅锤线。

调节三脚座螺钉使铅锤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。

⑵SSM-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,再遮一下下光控门,计时停止,即为正常。

3. 气垫导轨测重力加速度
3.1 实验仪器
气垫导轨,游标卡尺,智能数字测时器,光电门,垫块。

3.2 实验原理
倾斜轨上的加速度 a 与重力加速度 g 的关系:设导轨倾角为θ ,滑块质 量为m ,则 ma = θsin mg ,由于滑块有气层的内摩擦 v b F = ,式中的比例系数b ,称为粘性阻尼常量,所以有 ma = θsin mg - v b ,整理后有 g 与 a 的关系为:
g =
/m )(v b a +θmsin (1) 3.3 实验步骤
(1)导轨调平:调平导轨本应是将平直的导轨调成水平方向,但是实验室现 有的导轨都存在一定的弯曲,因此调平的意思是指将光电门 A 、B 所在两点,调到同一水平线上。

(检查调平的要求:①滑块从 A 向 B 运动时 b a v v > :相反时 a v v >b ②由 A 向B 运动时的速度损失ab v ∆ ,要和相反运动时的速度损失 ba v ∆尽量相接近。


(2)求粘性阻尼常量 b , 2b ba ab v v s m ∆+∆= (2) s m t d t d t d t A B B
A 2)()d b ⎥⎦⎤⎢⎣⎡-+-=''( (3) (3)(3)保持 m 、 s 、 d 不变,抬高导轨一端(如图六),测量A t ,
B t 并计算加速度 a 和平均速度v
s t d t d B A
2)()(a 2
2-= (4)
2
v B A t d t d += (5) 图六 实验简图
(4)利用得到的粘性阻尼常量b 及加速度a ,根据式(1)求重力加速度 g 。

3.4 注意事项。

相关文档
最新文档