实验2自由落体法测定重力加速度(详写)教学教材
力学实验教案测量重力加速度的实验方法

力学实验教案测量重力加速度的实验方法本文详细介绍了力学实验教案中测量重力加速度的实验方法。
该实验方法主要采用自由落体法,通过测量物体自由落体的时间和自由落体的高度,计算出重力加速度的数值。
本文将从实验器材的准备、实验步骤、数据处理和实验注意事项四个方面详细介绍该实验方法。
一、实验器材的准备1. 万能计时器2. 金属小球3. 直尺4. 鞋带或细线二、实验步骤1. 实验准备将实验器材准备好,确保仪器无损坏,正确放置,电源正常,无异常状况。
2. 开始实验前的测量使用直尺或卡尺测量金属小球的直径,并记录数据。
3. 实验步骤(1) 实验前准备a. 将金属小球用鞋带或细线系住,并悬挂在器材架上。
b. 在万能计时器上启动自由落体计时功能。
(2) 实验过程a. 松开金属小球,使其自由落体。
b. 当金属小球接触到计时器底部时,记录落地的时间t。
c. 通过直尺或卡尺测量金属小球下落的高度h。
(3) 数据处理a. 计算出自由落体的时间t和垂直高度h。
b. 使用公式g=2h/t^2,计算出重力加速度g,记录数据。
4. 实验结束关闭万能计时器和其他设备。
三、数据处理1. 测量误差处理在实验过程中,测量误差是不可避免的。
可以通过多次重复实验,取数据平均值或使用数据处理软件来处理。
2. 数据处理方法使用公式g=2h/t^2,计算重力加速度g的数值,并记录数据。
3. 数据结果分析使用SPSS等数据处理软件对实验数据进行统计分析,得出重力加速度的平均值、标准差和误差范围等。
四、实验注意事项1. 实验器材的保养在实验结束后,要及时清理和维护实验器材,确保实验器材运作正常并具有较长的使用寿命。
2. 安全注意事项在进行实验前,要认真学习实验操作规程,遵守实验室安全操作规程,并佩戴好实验室所需的安全防护用品。
3. 实验现场纪录在实验过程中,要及时记录实验数据,并在实验现场对数据进行处理和分析。
综上所述,本篇文章详细介绍了力学实验教案测量重力加速度的实验方法,包括实验器材的准备、实验步骤、数据处理和实验注意事项四个方面,对于力学实验教育具有一定的参考价值。
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。
物理实验教案:测量重力加速度的方法

物理实验教案:测量重力加速度的方法测量重力加速度的方法引言物理实验是培养学生科学素养和实践能力的重要环节之一。
测量重力加速度是物理实验中常见的一项内容,它既是实践探索物理规律的重要手段,也是学生理解重力和运动规律的基础。
本教案将介绍几种测量重力加速度的方法,供教师和学生参考和实践。
一、自由落体法测量重力加速度1. 实验原理重力加速度是指在重力作用下,物体自由下落的加速度。
根据牛顿第二定律的公式 F = ma,重力可表示为 F = mg,其中g为重力加速度,m为物体的质量。
利用自由落体法可以通过测量物体下落的距离和时间来求解重力加速度的数值。
2. 实验步骤(1)准备一根垂直挂放的导线,将一小球系于导线末端;(2)用尺子测量导线末端球的高度h,并记录下来;(3)释放小球,用计时器计时,记录球由导线末端落地所用的时间t;(4)重复实验多次,取平均值用来计算。
(5)通过计算公式 g = 2h/t^2,可以得到重力加速度的数值。
二、摆法测量重力加速度1. 实验原理摆法是测量重力加速度的常见方法之一。
根据等效原则,把重力加速度g近似等于重力作用于单位质量试验物的拉力,可以通过挂钟摆上的重物来测量重力加速度。
2. 实验步骤(1)准备一个长细线并将其固定于支架上;(2)在细线的下端系上一个重物,形成钟摆;(3)调整摆长l,并记录下来;(4)用计时器计时,测量摆动的周期T;(5)通过计算公式g = 4π^2l / T^2,可以得到重力加速度的数值。
三、斜面法测量重力加速度1. 实验原理斜面法是通过测量物体在斜面上做匀加速直线运动的加速度,从而求解重力加速度。
当物体沿斜面向下运动时,只受到重力分力和摩擦力,根据牛顿第二定律和分解力的原理可以得到计算公式。
2. 实验步骤(1)准备一个平滑的斜面,并将测量溜滑器的轨道固定在斜面上;(2)将溜滑器推离初始位置,并记录下所用时间t;(3)通过计算公式g = 2l / t^2sinθ,其中l为斜面的长度,θ为斜面与水平面夹角,可以得到重力加速度的数值。
高中物理重要实验讲解教案

高中物理重要实验讲解教案
实验名称:测量重力加速度
实验目的:通过实验测量重力加速度的数值,加深学生对于重力的理解。
实验原理:在地球表面附近,物体所受重力的大小可以通过重力加速度g来表示,g≈9.8 m/s²。
利用自由落体运动的规律可以测量重力加速度的大小。
实验器材:自由落体装置、计时器、测量尺、小球
实验步骤:
1. 将自由落体装置架设好,确保小球可以在装置上自由落下。
2. 在离开地面一定高度的位置释放小球,同时开启计时器。
3. 当小球落地时,停止计时器,记录下时间t。
4. 重复进行多次实验,取平均值为最终结果。
实验数据处理:
1. 计算小球自由落体的时间t。
2. 利用自由落体运动的公式:h = 1/2 * g * t²,求出重力加速度g的大小。
实验注意事项:
1. 实验过程中要注意安全,避免小球和仪器的损坏。
2. 实验结果应取多次实验的平均值,减少误差。
3. 实验结束后要及时清理仪器,保持实验台整洁。
实验结果分析:
通过实验测量得到的重力加速度应接近于地球表面的标准值9.8m/s²,如果实验结果有较大偏差,应检查实验操作是否正确并重新进行实验。
实验总结:
通过本次实验,我们成功测量了重力加速度的数值,加深了对重力的理解。
同时,实验过程中我们也学到了如何进行实验设计和数据处理的方法,提高了我们的实验能力。
愿同学们在未来的物理学习中能够不断探索、不断前进,掌握更多的物理知识。
重力加速度教案:计算自由落体的加速度值

重力加速度教案:计算自由落体的加速度值一、教学目标1.认知目标通过本节课的学习,学生应该能够了解什么是重力加速度以及如何计算自由落体的加速度值。
2.技能目标学生能够熟练运用重力加速度公式进行计算,掌握计算自由落体加速度值的方法。
3.情感目标培养学生探究知识、主动思考、合作学习的能力,提高学生的创新意识和实践能力。
二、教学重点1.认识什么是重力加速度。
2.熟练掌握计算自由落体加速度的方法。
三、教学难点掌握重力加速度公式的运用方法。
四、教学过程1.导入引领学生通过直观的视觉方式来认识重力加速度的重要性及其科学基础。
通过物理实验的方式来向学生演示重力加速度的计算过程。
2.讲解通过讲解,将重力加速度公式的计算方法传达给学生。
介绍自由落体的定义。
自由落体指没有受到任何外力干扰,只受到重力作用的物体下落的过程。
介绍重力加速度的定义。
重力加速度的大小用g表示,它是一种基本物理量,定义为单位质量物体在重力场中所受的加速度大小,即9.8米/秒²。
最后学生需要掌握通过重力加速度公式计算自由落体的加速度值。
自由落体加速度公式为:g=h/t²,其中,h为自由落体路径长度,t为自由落体经过的时间。
3.练习通过实践练习来提高学生的运用能力。
请学生在给定的物理实验中,通过计算自由落体的加速度值,来掌握重力加速度公式的运用方法。
4.总结通过反思自己的答题过程,来总结学生所学的知识点,提高学生解决问题的方法。
五、教学方法1.现代科技手段通过电影、演示、实验等现代科技手段来进行教学,增强教学效果。
2.启发式教学通过启发式教学的方法来让学生发掘问题的本质,提高学生的创新思维。
3.合作学习通过合作学习的方法来促进学生之间的交流,提高学生的合作能力,减轻学生的学习压力。
六、教学评价1.教学过程中,我们可以通过问答、实践、小组讨论等方式对学生进行评价。
2.学生也可以通过自我评价的方式来了解自己的学习水平。
3.对于学生的学习情况,教师可以采用定期复习、个别辅导等方式来加强学生的学习。
高中物理必修一《实验:自由落体运动测重力加速度》 ppt课件

ppt课件
1
知识回顾
匀变速直线运动 自由落运动
速度与时间的关系的 公式 位移与时间的关系的 公式 速度与位移的关系的 公式
ppt课件 2
课前复习
• 在用打点计时器测重力加速度时是 (先 开电源还是先放重物);实验中所用的打 点计时器由 和 两种,它 们的工作电压分别为 和 ,打 点频率为 ,打点的时间间隔为 。
x x2 x1 aT
2
推论: x
xM xN (M N )aT
ppt课件
2
11
• 这位同学从打出的几条纸带中,挑出较为理想的 一条纸带。开始打的第一个点标为A,随后连续 的几个点依次标记为点B、C、D、E和F,测量 出各点间的距离,如图下图所示。
用逐差相等法求加速度:a=
ppt课件
3
思考与讨论:
• 地球表面上重力加速度的特点?你如何通 过实验测定物体的重力加速度?
ppt课件
4
利用打点计时器测重力加速度
实验装置
纸带
数据处理
打点计时器
夹子 重物
ppt课件
5
实验ห้องสมุดไป่ตู้骤:
1、将打点计时器固定在铁架台上,限位空在 竖直方向 2、将接有重物的纸带沿竖直方向穿过打点计 时器的限位孔 3、先接通电源,再释放纸带 4、获得点迹清晰的纸带 5、根据实验结果处理数据(尽量用上所有实 验数据)
ppt课件 15
• 一颗自由下落的小石头,经过某点时的速 度是9.8m/s,经过另一点的时的速度是 39.2m/s,求这两点间的距离和经过这段距 离所用的时间。
ppt课件
16
v/(m/s)
O
自由落体运动物理教案6篇

自由落体运动物理教案6篇自由落体运动物理教案6篇作为一名老师,可能需要进行教案编写工作,借助教案可以更好地组织教学活动。
那么问题来了,教案应该怎么写?下面是小编为大家整理的自由落体运动物理教案,欢迎阅读,希望大家能够喜欢。
自由落体运动物理教案1一、自由落体运动1.定义:物体只在重力作用下从静止开始下落的运动.思考:不同的物体,下落快慢是否相同?为什么物体在真空中下落的情况与在空气中下落的情况不同?在空气中与在真空中的区别是,空气中存在着空气阻力.对于一些密度较小的物体,例如降落伞、羽毛、纸片等,在空气中下落时,受到的空气阻力影响较大;而一些密度较大的物体,如金属球等,下落时,空气阻力的影响就相对较小了.因此在空气中下落时,它们的快慢就不同了.在真空中,所有的物体都只受到重力,同时由静止开始下落,都做自由落体运动,快慢相同.2.不同物体的下落快慢与重力大小的关系(1)有空气阻力时,由于空气阻力的影响,轻重不同的物体的下落快慢不同,往往是较重的物体下落得较快.(2)若物体不受空气阻力作用,尽管不同的物体质量和形状不同,但它们下落的快慢相同.3.自由落体运动的特点(1)v0=0(2)加速度恒定(a=g).4.自由落体运动的性质:初速度为零的匀加速直线运动.二、自由落体加速度1.自由落体加速度又叫重力加速度,通常用g来表示.2.自由落体加速度的方向总是竖直向下.3.在同一地点,一切物体的自由落体加速度都相同.4.在不同地理位置处的自由落体加速度一般不同.规律:赤道上物体的重力加速度最小,南(北)极处重力加速度最大;物体所处地理位置的纬度越大,重力加速度越大.三、自由落体运动的运动规律因为自由落体运动是初速度为0的匀加速直线运动,所以匀变速直线运动的基本公式及其推论都适用于自由落体运动.1.速度公式:v=gt2.位移公式:h= gt23.位移速度关系式:v2=2gh4.平均速度公式: =5.推论:h=gT2问题与探究问题1 物体在真空中下落的情况与在空气中下落的情况相同吗?你有什么假设与猜想?探究思路:物体在真空中下落时,只受重力作用,不再受到空气阻力,此时物体的加速度较大,整个下落过程运动加快.在空气中,物体不但受重力还受空气阻力,二者方向相反,此时物体加速度较小,整个下落过程较慢些.问题2 自由落体是一种理想化模型,请你结合实例谈谈什么情况下,可以将物体下落的运动看成是自由落体运动.探究思路:回顾第一章质点的概念,谈谈我们在处理物理问题时,根据研究问题的性质和需要,如何抓住问题中的主要因素,忽略其次要因素,建立一种理想化的模型,使复杂的问题得到简化,进一步理解这种重要的科学研究方法.问题3 地球上的不同地点,物体做自由落体运动的加速度相同吗?探究思路:地球上不同的地点,同一物体所受的重力不同,产生的重力加速度也就不同.一般来讲,越靠近两极,物体做自由落体运动的加速度就越大;离赤道越近,加速度就越小.典题与精析例1 下列说法错误的是A.从静止开始下落的物体一定做自由落体运动B.若空气阻力不能忽略,则一定是重的物体下落得快C.自由落体加速度的方向总是垂直向下D.满足速度跟时间成正比的下落运动一定是自由落体运动精析:此题主要考查自由落体运动概念的理解,自由落体运动是指物体只在重力作用下从静止开始下落的运动.选项A没有说明是什么样的物体,所受空气阻力能否忽略不得而知;选项C中自由落体加速度的方向应为竖直向下,初速度为零的匀加速直线运动的速度都与时间成正比,但不一定是自由落体运动.答案:ABCD例2 小明在一次大雨后,对自家屋顶滴下的水滴进行观察,发现基本上每滴水下落的时间为1.5 s,他由此估计出自家房子的大概高度和水滴落地前瞬间的速度.你知道小明是怎样估算的吗?精析:粗略估计时,将水滴下落看成是自由落体,g取10 m/s2,由落体运动的规律可求得.答案:设水滴落地时的速度为vt,房子高度为h,则:vt=gt=101.5 m/s=15 m/sh= gt2= 101.52 m=11.25 m.绿色通道:学习物理理论是为了指导实践,所以在学习中要注重理论联系实际.分析问题要从实际出发,各种因素是否对结果产生影响都应具体分析.例3 一自由下落的物体最后1 s下落了25 m,则物体从多高处自由下落?(g 取10 m/s2)精析:本题中的物体做自由落体运动,加速度为g=10 N/kg,并且知道了物体最后1 s的位移为25 m,如果假设物体全程时间为t,全程的位移为s,该物体在前t-1 s的时间内位移就是s-25 m,由等式h= gt2和h-25= g(t-1)2就可解出h和t.答案:设物体从h处下落,历经的时间为t.则有:h= gt2 ①h-25= g(t-1)2 ②由①②解得:h=45 m,t=3 s所以,物体从离地45 m高处落下.绿色通道:把物体的自由落体过程分成两段,寻找等量关系,分别利用自由落体规律列方程,联立求解.自主广场基础达标1.在忽略空气阻力的情况下,让一轻一重的两石块从同一高度处同时自由下落,则A.在落地前的任一时刻,两石块具有相同的速度、位移和加速度B.重的石块下落得快、轻的石块下落得慢C.两石块在下落过程中的平均速度相等D.它们在第1 s、第2 s、第3 s内下落的高度之比为1∶3∶5答案:ACD2.甲、乙两球从同一高度处相隔1 s先后自由下落,则在下落过程中A.两球速度差始终不变B.两球速度差越来越大C.两球距离始终不变D.两球距离越来越大答案:AD3.物体从某一高度自由落下,到达地面时的速度与在一半高度时的速度之比是A. ∶2B. ∶1C.2∶1D.4∶1答案:B4.从同一高度处,先后释放两个重物,甲释放一段时间后,再释放乙,则以乙为参考系,甲的运动形式是A.自由落体运动B.匀加速直线运动aC.匀加速直线运动agD.匀速直线运动答案:D5.A物体的质量是B物体质量的5倍,A从h高处,B从2h高处同时自由落下,在落地之前,以下说法正确的是A.下落1 s末,它们的速度相同B.各自下落1 m时,它们的速度相同C.A的加速度大于B的加速度D.下落过程中同一时刻,A的速度大于B的速度答案:AB6.从距离地面80 m的高空自由下落一个小球,若取g=10 m/s2,求小球落地前最后1 s内的位移.答案:35 m综合发展7.两个物体用长L=9.8 m的细绳连接在一起,从同一高度以1 s的时间差先后自由下落,当绳子拉紧时,第二个物体下落的时间是多长?答案:0.5 s8.一只小球自屋檐自由下落,在t=0.2 s内通过高度为h=2 m的窗口,求窗口的顶端距屋檐多高?(取g=10 m/s2)答案:2.28 m9.如图2-4-1所示,竖直悬挂一根长15 m的杆,在杆的下方距杆下端5 m 处有一观察点A,当杆自由下落时,从杆的下端经过A点起,试求杆全部通过A 点所需的时间.(g取10 m/s2)图2-4-1答案:1 s自由落体运动物理教案2教学目标知识目标1、知道什么是自由落体运动。
自由落体运动物理教案

自由落体运动物理教案自由落体运动物理教案6篇作为一名老师,可能需要进行教案编写工作,编写教案助于积累教学经验,不断提高教学质量。
那么你有了解过教案吗?下面是小编精心整理的自由落体运动物理教案,仅供参考,欢迎大家阅读。
自由落体运动物理教案1教学目标知识目标1、知道什么是自由落体运动。
2、知道什么是重力加速度,知道重力加速度的方向和通常的取值。
3、会应用相应的运动学公式解答有关自由落体运动的问题。
能力目标调动学生积极参与讨论的兴趣,培养逻辑思维能力及表述。
教学建议教材分析教材把自由落体运动作为初速度为零、加速度为的匀加速直线运动的特例来处理,没有另外给出自由落体运动的公式,这体现了物理学从简单问题入手,用理想化的方法处理实际问题的方法。
研究自由落体运动时,给出了频闪照相机的照片,但没有作定量的详细分析,只要求从图上看出物体越落越快,物体作加速运动即可。
教材为了简便,援引伽利略的研究结果,直接给出了自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动,重力加速度的讲述,也比较适合学生的思维习惯,根据实验在同一地点,从同一高度同时自由下落的物体,同时到达地面的事实。
由知它们的加速度必相同,所以本节课的重点和关键是做好实验和推理分析。
教法建议可以按照教材安排的顺序,在讲解的同时,通过实验,边讲边议,如果学生条件许可,可采取讨论式的教法。
教学设计示例教学重点:认识自由落体运动是初速度为零、加速度为的匀变速直线运动,并能应用匀变速直线运动的规律解决自由落体运动的问题。
教学难点:自由落体运动中不同物体下落的加速度都为。
主要设计:一、自由落体运动[方案一]1、思考与讨论:(1)重的物体下落得快?还是轻的物体下落得快?(2)请举出一重的物体下落快的实例?(演示一团棉花和一块石头下落的现象)(3)请举出一轻的物体下落快的实例?(演示一小粒石子和一大张纸片下落情况)2、分析引导:(1)上述实验现象是因为有空气阻力存在使现象变得复杂,(教师指出)(2)演示:把纸片团成一个小纸团,再让它和小石子同时下落的现象。
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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。