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。
物理实验测量重力加速度
物理实验测量重力加速度重力加速度（g）是指物体在自由下落时所受到的重力作用所产生的加速度。
在物理实验中，测量重力加速度的方法有多种，如自由落体法、摆动法、弹射法等。
本文将介绍自由落体法和摆动法两种常用的测量重力加速度的方法。
自由落体法自由落体法是通过测量物体自由下落的时间和下落的垂直高度，来计算重力加速度的方法。
实验器材：- 垂直高度计（测量下落高度）- 秒表（测量下落时间）实验步骤：1. 将垂直高度计固定在墙上，并调节好垂直度。
2. 让待测物体从垂直高度计的顶端自由落下。
3. 同时启动秒表，并在物体触碰到地面时停止计时。
4. 记录下物体自由落下所用的时间t。
根据自由落体运动的公式：h = 1/2 * g * t^2，其中h为下落高度，g 为重力加速度，t为下落时间。
由此可得：g = 2h / t^2重复多次实验并取平均值，可以得到较为准确的重力加速度的测量结果。
摆动法摆动法是通过测量简谐振动的周期，来计算重力加速度的方法。
实验器材：- 钟摆（保证长度和质量的准确性）- 秒表（测量振动周期）实验步骤：1. 将钟摆置于水平位置，并释放使其作简谐振动。
2. 同时启动秒表，并记录下钟摆作一次完整振动所用的时间t。
根据简谐振动的周期公式：T = 2π√(L/g)，其中T为振动周期，L为摆长，g为重力加速度。
由此可得：g = 4π^2L / T^2重复多次实验并取平均值，可以得到较为准确的重力加速度的测量结果。
总结物理实验中测量重力加速度的方法有很多种，本文介绍了常用的自由落体法和摆动法。
在进行实验时，需要注意选取合适的实验器材，并进行多次实验取平均值以提高测量结果的准确性。
通过这些方法测量得到的重力加速度数值，对于理解物体的运动规律和进行相关研究具有重要意义。
附注：重力加速度通常被定义为9.8米/秒^2。
然而，实际测量中可能会存在误差，因此通过实验来确认地球上重力加速度的准确数值是具有重要意义的。
实验2--自由落体法测定重力加速度(详写)
《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gt12s1=v0t1−12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，求出最佳操作围。
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。
物理实验测量重力加速度的方法
物理实验测量重力加速度的方法重力加速度是指地球上所有物体受到的加速度，它是物体在自由下落过程中所获得的速度变化率。
测量重力加速度是物理实验中的基本内容之一，本文将介绍几种常用的测量重力加速度的方法。
一、简谐摆法简谐摆法是一种通过摆动周期来测量重力加速度的方法。
具体操作步骤如下：1. 准备一个长线或细线，并在其底部固定一个小物体作为摆锤。
2. 将线上方的一个固定点固定在支架上。
3. 将摆锤小物体置于静止状态，使其与垂直方向成一定的初始角度。
4. 松开摆锤，记录下其来回摆动的周期时间。
5. 重复多次实验，取平均值作为最后的测量结果。
根据简谐摆的运动方程，可以通过摆动周期T计算出重力加速度g的值。
计算公式如下：g = 4π²l / T²其中，l为摆长，T为周期时间。
二、自由落体法自由落体法是一种通过物体自由下落时间来测量重力加速度的方法。
具体操作步骤如下：1. 准备一个小物体（如小球）和一个确定高度的垂直高度测量仪器。
2. 将小物体从高度测量仪器的初始位置释放并记录下其下落的时间。
3. 重复多次实验，取平均值作为最后的测量结果。
4. 根据自由落体的运动方程，可以通过下落时间t计算出重力加速度g的值。
计算公式如下：g = 2h / t²其中，h为自由落体的高度，t为下落时间。
三、沉浮法沉浮法是一种通过物体在液体中的浮力和其重力之间的平衡关系来测量重力加速度的方法。
具体操作步骤如下：1. 准备一个密度均匀的物体，并将其悬挂在天平上。
2. 将天平放入液体中，使物体部分或完全浸没在液体中。
3. 记录下物体在液体中的浮力和天平上显示的重力的数值。
4. 重复多次实验，取平均值作为最后的测量结果。
5. 通过浮力和重力的平衡关系，可以计算出重力加速度g的值。
计算公式如下：g = m / (ρV) - ρf其中，m为物体的质量，ρ为物体的密度，V为物体的体积，ρf为液体的密度。
四、摆锤法摆锤法是一种通过摆动周期和摆长的关系来测量重力加速度的方法，它可以利用物体在一个固定点周围做小幅摆动的特性进行测量。
自由落体法测重力加速度实验报告
自由落体法测重力加速度实验报告一、引言重力是地球对物体施加的吸引力，是物体运动的基本力之一。
测量重力加速度是物理实验中的一项重要内容，它可以帮助我们更好地理解物体在重力作用下的运动规律。
二、实验目的本实验的目的是通过自由落体法测量地球上的重力加速度，并验证重力加速度与物体质量无关的原理。
三、实验原理自由落体是指在没有空气阻力的情况下，只受重力作用下落的物体运动方式。
根据牛顿第二定律，物体在重力作用下的运动方程可以表示为F = m·a，其中F是重力，m是物体的质量，a是物体的加速度。
在自由落体运动中，物体所受的力只有重力，因此可以将上述方程简化为F = m·g，其中g是重力加速度。
根据上述原理，我们可以通过测量物体在自由落体过程中的加速度来计算重力加速度g的数值。
四、实验器材和药品1. 实验装置：包括支架、线轮、细线、释放装置等。
2. 实验器材：包括计时器、测量尺等。
五、实验步骤1. 在支架上安装好线轮和细线，将细线一端固定在线轮上，另一端系上待测物体。
2. 将待测物体从释放装置处放下，使其进行自由落体。
3. 同时启动计时器，记录物体下落经过的时间。
4. 重复以上步骤多次，取平均值作为最终结果。
六、实验数据处理根据实验步骤记录的数据，我们可以计算出物体下落的时间t。
由于自由落体过程中物体的加速度是恒定的，因此可以使用下落距离与时间的关系公式s = (1/2)·g·t^2，其中s是下落距离，g是重力加速度。
我们可以通过测量下落距离s和所用时间t，代入上述公式计算出重力加速度的数值。
七、实验结果和分析根据实验数据的处理，我们得到了以下结果：重力加速度g的数值为9.8 m/s^2。
根据理论知识我们知道，地球上的重力加速度约为9.8 m/s^2，因此实验结果与理论值相符合，验证了重力加速度与物体质量无关的原理。
八、实验误差分析在实验过程中，可能存在一些误差的来源，例如空气阻力的影响、实验装置的摩擦等。
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。
测量重力加速度的实验步骤
测量重力加速度的实验步骤实验目的：测量地球表面上某一地点的重力加速度。
实验装置和材料：- 自由落体装置：包括垂直落地杆、计时器和释放装置。
- 多组不同质量的小物体。
- 直尺和尺码。
- 实验记录表格。
实验步骤：第一步：搭建自由落体装置1. 在平坦的地面上竖立垂直落地杆。
2. 在落地杆上固定计时器，保证计时器能够记录物体自由落体的时间。
3. 确保释放装置能够放置物体，并能够在实验开始时释放物体。
第二步：确定测量点1. 选择地球表面上的一个平坦地点作为测量点。
确保该地点没有明显的倾斜。
第三步：准备测量物体1. 准备多组不同质量的小物体，例如钢球或铅球，可通过称量质量进行准确测定。
第四步：进行实验1. 选取一组小物体，将其中一个物体放入释放装置中。
2. 将释放装置固定在落地杆的顶部，并确保物体在释放时能够自由下落。
3. 同时按下计时器的开始按钮和释放物体的按钮，开始记录时间。
4. 当物体落地时，立即停止计时器，并记录下自由落体所需的时间。
第五步：重复实验1. 更换不同质量的小物体，重复第四步，至少进行三次实验，以取得准确可靠的结果。
第六步：数据处理1. 将每次实验测得的自由落体时间记录于实验记录表格中。
2. 计算每次实验的自由落体平均时间。
第七步：计算重力加速度1. 利用重力加速度的公式 g = 2h/t²计算重力加速度。
其中，h 为自由落体高度，t 为自由落体时间。
第八步：结果分析1. 比较不同实验中测得的重力加速度数值，计算其平均值，并进行误差分析。
实验注意事项：1. 实验时应保持仪器的稳定，避免干扰因素的影响。
2. 注意确保物体的释放和计时操作的准确性。
3. 需要进行多次实验，并计算平均值以提高实验结果的准确性。
4. 注意记录实验过程中的细节，以备后续参考和分析。
实验结果与结论：通过测量多组小物体的自由落体时间，利用测得的数据计算得到的重力加速度数值。
对不同实验结果取平均值后，可得到更准确的重力加速度数值。
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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 v2
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v1时间到达B处，令AB间距离为v1，则
v1=v0v1−1
vv12
2
同样，经过时间v2后，小球由A处到达B’处，令AB’
间的距离为v2，则有
s2=v0t2+1/2g v22
化简上述两式，得:
图1 实验装置图g=2（v2v1-v1v2)/v1v22-t2v12=2(v2/v2-
v1/v1)/v2-v1
--------------------------------------------（1）上述方法中，v2,v1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∆v)
v2v1
(
1
v1
+
1
v2
)+
4v∆t
v2v1
−−−−−−（2）
式中，取∆v1=∆v2=∆v，∆v1=∆v2=∆v2
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v2,或v1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v2。
（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v1。
（8）按计算公式(2)计算∆g值,并将所得数据绘制成∆g-v1曲线，找出∆g最小的点，并确定相应的v1。
（9）利用已测数据找出与该v1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v0=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 v v测量数据表
3、在保持v0不变的情况下，不断改变v1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v 1=时，重力加速度的不确定度最小，于是得到v 1的最佳值为.
此时，重力加速度为 m/v 2，由于长沙地区的重力加速度实际值为 m/v 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v 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v 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v 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v 2, v 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。
,v1的大小，进而影响不
5、OA值的设定。
OA值的设定会直接影响v0，v
2
确定度的计算，并且还可能会对最佳v1的确定产生影响。
6、v2的设定。
v2的取值会直接影响不确定度的计算。
因此不同v2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v1的最佳位置。