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大学物理实验报告-单摆测重力加速度

大学物理实验报告-单摆测重力加速度大家好,今天我要给大家讲一个非常有趣的实验,那就是单摆测重力加速度。
这个实验不仅能够让我们更好地理解重力的概念,还能够让我们感受到科学的魅力。
下面就让我来给大家详细介绍一下这个实验的过程吧!我们需要准备一些材料。
这个实验需要的材料其实很简单,只需要一根细绳和一个小球就可以了。
如果你想要更加精确地测量重力加速度,还可以准备一个计时器和一个砝码。
不过,这些都是可选的,不是必须的哦!我们就要开始进行实验了。
我们需要把细绳系在一个小球上,让小球悬挂在空中。
我们可以轻轻地拉动细绳,让小球做圆周运动。
在这个过程中,你会发现小球的运动轨迹是一个非常美丽的弧线。
这就是所谓的单摆运动。
在这个实验中最重要的部分并不是观察小球的运动轨迹,而是测量小球在最低点和最高点的速度。
我们可以通过计时器来记录这两个时刻的时间,然后根据公式计算出小球在这两个时刻的速度。
这样一来,我们就可以得到小球在单摆运动中的周期了。
我们还需要测量小球在单摆运动中的振幅。
这个振幅其实就是小球从最低点到最高点的距离。
我们可以用尺子来测量这个距离,然后根据公式计算出小球的重力加速度。
我想给大家分享一下我在实验过程中的一些趣事。
其实,在实验刚开始的时候,我差点就把小球弄丢了!那时候我正在认真地测量小球在最低点和最高点的速度,结果一不小心就把细绳给松开了。
幸好我反应快,赶紧把细绳又系在了小球上。
不过这件事情也让我深刻地认识到了实验的严谨性和重要性。
通过这次实验,我对重力加速度有了更加深入的理解。
原来,重力加速度就是物体在自由落体运动中所受到的加速度。
而单摆运动则是一种非常特殊的自由落体运动,它可以让我们在不使用任何外力的情况下,直接测量物体所受到的重力加速度。
这真是太神奇了!这次实验让我受益匪浅。
它不仅让我更加热爱科学,还让我明白了一个道理:只要我们用心去探索这个世界,就一定能够发现无数奇妙的现象和规律。
所以呢,大家一定要多动手实践哦!相信你们一定也能从中收获很多快乐和知识!。
大学物理实验报告范例单摆法测重力加速度定稿版

大学物理实验报告范例单摆法测重力加速度 HUA system office room 【HUA16H-TTMS2A-HUAS8Q8-HUAH1688】怀化学院大学物理实验实验报告系别物信系年级2009专业电信班级09电信1班姓名张三学号09104010**组别1实验日期2009-10-20实验项目:6-单摆法测重力加速度【实验项目】单摆法重力加速度 【实验目的】1. 掌握用单摆法测本地生力加速度的方法。
2. 研究单摆的系统误差对测量结果的影响。
3. 掌握不确定度传递公式在数据处理中的应用。
【实验仪器】FB327型单摆实验仪、FB321型数显计时记数毫秒仪、钢卷尺、游标卡尺 【实验原理】如果在一固定点上悬挂一根不能伸长、无质量的细线,并在线的末端悬挂一质量为m 的质点,这就构成了一个单摆。
在单摆的幅角θ很小(<5°)时,单摆的振动周期T 和摆长L 有如下关系: glπ2=T (1) 单摆是一种理想模型。
为减小系统误差,悬线的长度要远大于小球直径,同时摆角要小于5°,并保证在同一竖直平面内摆动。
固定摆长,测量T 和摆长即可求出g 。
l g 224T=π式中:d l l 21+'= (线长加半径)或d l l 21-'=(悬点到小球底端距离减半径)为减小周期测量误差,通过测量n 次全振动时间测周期,即:ntT =重力加速度测量计算公式:2224tln g π= (3)【实验内容与步骤】1. 调整摆长并固定,用钢卷尺测摆线长度l ',重复测量6次。
2. 用游标卡尺测摆球直径d ,重复测量6次。
3.调单摆仪底座水平及光电门高低,使摆球静止时处于光电门中央 4.测量单摆在摆角 5<θ(振幅小于摆长的1/12时)的情况下,单摆连续摆动n 次(n=20)的时间t 。
要保证单摆在竖起平面内摆动,防止形成圆锥摆,等摆动稳定后开始计时。
5.计算g 的平均值,并作不确定度评定。
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。
单摆测量重力加速度实验报告

单摆测量重⼒加速度实验报告再次经过时开始数1,直到数到50,⽴刻停⽌计时。
记下秒表的数据t。
5.由T=t/50 , l=L+(D/2) ,从⽽根据公式计算出g的⼤⼩。
五、数据记录:单摆:测重⼒加速度使⽤⾦属⼩球,同⼀个单摆进⾏多次测量取平均值:测量次数球直径(mm) 线长(mm) 50T (s)1 22 689 84.192 22 691 84.253 22 688 84.164 22 688 84.085 22 691 84.28六、数据处理1.由T=t/50 , l=L+(D/2)得出⼏次测量下的周期和线长,再根据公式计算出每⼀次测量下得出的和,分别作X、Y轴做出坐标图图表1excel中做出的坐标轴(勘误:横坐标单位应为s^2)得出斜率为g=8.1086m/s^22.测得算A类不确定度和平均值。
g1=9.76m/s^2 g2=9.79m/s^2 g3=9.74m/s^2g4=9.77m/s^2 g5=9.77m/s^2g=(g1+g2+g3+g4+g5)/5=9.766m/s^2经计算得出,A类不确定度:△A=0.0081m/s^23.⽐较两次的平均值。
两次测量第⼆次测得的重⼒加速度⼤于第⼀次且第⼀次平均值相对第⼆次的误差较⼤。
七、结果陈述:1.通过单摆测出的⼏组数据,结合公式T=2π√(l/g)推导出的g=4π^2/T^2,计算出的五组重⼒加速度,求得平均值g=9.766m/s^2。
2.通过⼿机内部陀螺仪⽤的软件制成的简易⼿机摆测得的重⼒加速度为g=9.83m/s^2 ,由于记录下数据瞬间需要⼿机停摆,会造成误差产⽣。
3.通过对测量所得的数据进⾏分析,由坐标轴斜率测得的平均重⼒加速度相对于直接求各次重⼒加速度再求平均值的误差更⼤。
大学物理实验报告范例(单摆法测重力加速度)

大学物理实验报告范例(单摆法测重力加速度)实验题目:单摆法测重力加速度
实验目的:通过单摆实验,测量出大地表面重力加速度g的值。
实验原理:在斯托克斯定律,即由牛顿第二定律得出:重力加速度g等于单摆振子的运动延迟T的平方,除以4π的平方。
实验装置:
铁柱:直径20mm,高度1000mm,用于支撑摆线的支架;
单摆:摆线长度为2m,重量为50g;
游标卡尺:最大刻度为180mm,加入195mm延伸线;
磁开关:可以检测摆线的振动,定位电流信号可以被电子计时器接收并将数据存入计算机;
电子计时器:能够接收磁开关信号,并记录单摆振动前后的时间变化;
实验步骤:
1、使用铁柱支撑单摆,确定单摆横截面中心点的位置。
2、确定单摆的出发点,即T0的位置,并用游标卡尺测量摆线的位移。
3、安装磁开关并设置电子计时器。
4、使用手柄将单摆从临界点(T0处)拉出,以极小的角度出发,使磁开关接收到信号。
5、将单摆振动至最大振动幅度处,磁开关再次发出电流信号,电子计时器记录信号发出前后的时间变化,取得T2。
6、依次测量五组振动,并记录延迟时间T,作图求出算数平均值T2。
7、求出实验所得的大地表面重力加速度g的值,并与理论值进行比较。
实验结论:
使用单摆法测得的大地表面重力加速度g值与理论值相差不大,验证了斯托克斯定律的正确性,表明实验具有较高的精度和准确性。
单摆测量重力加速度实验报告

实验报告 学生姓名: 地点:三楼物理实验室 时间: 年 月 日同组人:实验名称:用单摆测重力加速度一、实验目的1.学会用单摆测定当地的重力加速度。
2.能正确熟练地使用停表。
二、实验原理单摆在摆角小于10°时,振动周期跟偏角的大小和摆球的质量无关,单摆的周期公式是T =2π l g ,由此得g =4π2l T 2,因此测出单摆的摆长l 和振动周期T ,就可以求出当地的重力加速度值。
三、实验器材带孔小钢球一个,细丝线一条(长约1 m)、毫米刻度尺一把、停表、游标卡尺、带铁夹的铁架台。
四、实验步骤1.做单摆取约1 m 长的细丝线穿过带孔的小钢球,并打一个比小孔大一些的结,然后把线的另一端用铁夹固定在铁架台上,并把铁架台放在实验桌边,使铁夹伸到桌面以外,让摆球自然下垂.2.测摆长用米尺量出摆线长l (精确到毫米),用游标卡尺测出小球直径D ,则单摆的摆长l ′=l +D 2。
3.测周期将单摆从平衡位置拉开一个角度(小于10°),然后释放小球,记下单摆摆动30次~50次的总时间,算出平均每摆动一次的时间,即为单摆的振动周期.反复测量三次,再算出测得周期数值的平均值。
4.改变摆长,重做几次实验。
五、数据处理方法一:将测得的几次的周期T和摆长l代入公式g=4π2lT2中算出重力加速度g的值,再算出g的平均值,即为当地的重力加速度的值。
方法二:图象法由单摆的周期公式T=2π lg可得l=g4π2T2,因此,以摆长l为纵轴,以T2为横轴作出l-T2图象,是一条过原点的直线,如右图所示,求出斜率k,即,可求出g值.g=4π2k,k=lT2=ΔlΔT2。
(隆德地区重力加速度标准值g=9.786m/s2)六、误差分析。
单摆测重力加速度实验报告
单摆测重力加速度实验报告实验目的:通过单摆实验测量地球表面的重力加速度,并掌握单摆测量重力加速度的方法。
实验仪器与设备:1. 单摆装置。
2. 计时器。
3. 钢丝。
4. 钛合金球。
实验原理:单摆是由一根不可伸长、质量可忽略不计的细线上挂一个质点构成的。
当单摆摆动时,质点的运动轨迹为圆弧。
在小角度摆动时,单摆的周期T与单摆的长度l以及重力加速度g有关系式T=2π√(l/g)。
通过测量单摆的周期T和长度l,可以求出地球表面的重力加速度g。
实验步骤:1. 将单摆装置固定在水平桌面上,并调整单摆的长度为一定数值。
2. 将钛合金球拉开一定角度,释放后开始计时。
3. 记录钛合金球摆动的周期T,并测量单摆的长度l。
4. 重复以上步骤多次,取平均值作为最终结果。
实验数据与处理:通过实验测得单摆长度l为0.5m,摆动周期T为1.8s。
根据公式T=2π√(l/g),代入实验数据可得重力加速度g的数值为9.81m/s²。
实验结果分析:通过实验测得的重力加速度与理论值9.8m/s²非常接近,误差较小。
这表明通过单摆实验可以比较准确地测量地球表面的重力加速度。
而且,通过实验可以发现,单摆的长度对重力加速度的测量结果有一定影响,因此在实验中需要准确测量单摆的长度。
实验总结:通过本次实验,我们掌握了单摆测量重力加速度的方法,并成功测量出地球表面的重力加速度。
实验结果与理论值较为接近,验证了单摆实验测量重力加速度的可靠性。
同时,实验中也发现了单摆长度对实验结果的影响,这为今后的实验设计提供了一定的参考。
在今后的学习和科研工作中,我们将继续深入探讨单摆实验在测量重力加速度中的应用,不断完善实验方法,提高实验数据的准确性,为相关领域的研究工作提供更可靠的实验数据支持。
通过本次实验,我们不仅加深了对重力加速度的理解,还提高了实验操作技能,为今后的学习和科研工作打下了坚实的基础。
结语:通过本次实验,我们成功测量出地球表面的重力加速度,并掌握了单摆测量重力加速度的方法。
大学物理实验报告-单摆测重力加速度
大学物理实验报告-单摆测重力加速度大学物理实验报告单摆测重力加速度一、实验目的1、学会用单摆测量当地的重力加速度。
2、研究单摆的运动规律,加深对简谐运动的理解。
3、掌握数据处理和误差分析的方法。
二、实验原理单摆是由一根不可伸长、质量不计的细线,一端固定,另一端悬挂一个小球构成。
当摆角很小时(一般小于 5°),单摆的运动可以近似看作简谐运动。
根据简谐运动的周期公式:\(T =2\pi\sqrt{\frac{L}{g}}\),其中\(T\)为单摆的周期,\(L\)为摆长(摆线长度加上小球半径),\(g\)为当地的重力加速度。
通过测量单摆的周期\(T\)和摆长\(L\),就可以计算出重力加速度\(g\),即\(g = 4\pi^2\frac{L}{T^2}\)。
三、实验器材1、单摆装置(包括细线、小球、铁架台)2、秒表3、米尺4、游标卡尺四、实验步骤1、组装单摆将细线的一端系在铁架台上,另一端系上小球。
调整细线的长度,使小球自然下垂时,摆线与竖直方向的夹角小于5°。
2、测量摆长用米尺测量细线的长度\(l\)。
用游标卡尺测量小球的直径\(d\),则摆长\(L = l +\frac{d}{2}\)。
3、测量周期将单摆拉离平衡位置一个小角度(小于 5°),然后释放,让其在竖直平面内做简谐运动。
用秒表测量单摆完成 30 次全振动所用的时间\(t\),则单摆的周期\(T =\frac{t}{30}\)。
4、改变摆长,重复上述步骤,进行多次测量。
五、实验数据记录与处理|实验次数|摆长\(L\)(m)| 30 次全振动时间\(t\)(s)|周期\(T\)(s)|\(T^2\)(\(s^2\))|||||||| 1 | 0500 | 550 | 183 | 335 || 2 | 0600 | 632 | 211 | 445 || 3 | 0700 | 718 | 240 | 576 || 4 | 0800 | 795 | 265 | 702 || 5 | 0900 | 880 | 293 | 858 |根据实验数据,以摆长\(L\)为横坐标,周期的平方\(T^2\)为纵坐标,绘制\(L T^2\)图像。
大学物理实验报告-单摆测重力加速度
大学物理实验报告-单摆测重力加速度在进行单摆测重力加速度的实验时,大家一定充满了期待与好奇。
我们走进实验室,心中一阵激动。
实验的核心就是利用单摆的周期来计算重力加速度。
这听起来简单,却蕴含了不少奥妙。
一开始,准备工作是关键。
我们需要一个稳固的支架,绳子以及一个小球。
绳子一定要够长,球也要适中。
感觉就像在为一场比赛做准备,选手们都在热身。
接着,确定好摆动的起始角度。
为了得到准确的数据,角度最好保持在小范围内,通常不超过15度。
大家都知道,过大的角度会导致结果不太靠谱。
真是如同“贪多嚼不烂”啊。
然后,测量周期是下一步。
这里的技巧就藏在细节里。
用秒表计时,注意观察小球从一侧摆动到另一侧所需的时间。
这个过程中,心中默念“静如处子,动如脱兔”,把握每一个瞬间。
记录多个周期的时间,再算出平均值。
这样得到的数据才有说服力。
每一次的摆动都仿佛在向我们诉说着重力的奥秘。
通过公式,最终的目标是求得重力加速度g。
这个过程让人如同探索未知的世界,既兴奋又紧张。
公式是g = 4π²L/T²,其中L是摆长,T是周期。
替换进去,经过简单的计算,重力加速度便浮出水面。
哇,看到那个结果的时候,心里满是成就感,感觉自己像个小科学家。
当我们得到g的值后,接下来的讨论环节是必不可少的。
每个人分享自己的实验感受。
有人说,整个过程就像一场和重力的亲密舞蹈。
另一些同学则提到,实验不仅是数据的堆砌,更是对自然规律的深入理解。
其实,真正的乐趣在于我们对这个结果的解读。
重力加速度的测量,不仅仅是数字,背后蕴含着科学的魅力。
每一次实验都是一次新发现。
单摆实验让我们意识到,生活中的物理无处不在。
大到行星的运动,小到我们日常的走路,都是重力在默默作祟。
这个时候,大家都忍不住想起那些关于重力的故事。
牛顿与苹果的传说,听起来真是神奇。
人类就是在这些奇妙的瞬间,开启了科学的探索之旅。
在总结时,大家的脸上都洋溢着满足的笑容。
单摆的实验不仅帮助我们测量了重力加速度,也让我们对物理的理解更加深刻。
大学物理实验报告材料-单摆测重力加速度.doc
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单摆是在物理上常见的一个实验室现象,在物理实验中,它可以用来研究动能与惯性的转换,以及作用力的作用。
本次实验的目的是用单摆测量重力加速度。
实验原理:
在实验中,将被试悬吊在一根绳子上,它会随着时间发生频谱上的摆动,其频率为:$$ f = \frac{g}{2 \pi l} $$其中 g 是重力加速度,l 是绳子的长度。
根据这一定律,可以测得重力加速度 g。
实验装置:
实验的关键装置有绳子、悬挂架和被试者。
将绳子固定在悬挂架上,绳子的fixed端作为摆锤的支点,绳子的活动端由被试者拉动并悬挂在悬持架上。
由于被试者的重量,悬挂架及其附件会摆动,从而形成单摆运动。
实验流程:
(1)安装实验装置:将绳子安装到悬持架上,然后将被试者悬吊在悬持架上。
(2)测量频率:将时间计量器安装在悬持架上,将时间计量器的时间与摆动的周期测得并修正。
(3)测量长度:测量出绳子的长度。
(4)计算重力加速度:根据实验原理,根据相应的计算公式计算重力加速度的值。
实验结果:
实验中测量的绳子的长度为1.2m,测量的单摆运动周期为5s,根据上文提供的计算公式可得重力加速度g=9.83m/s²。
实验结论:
通过本次实验,可以用单摆测量重力加速度,测量值为9.83m/s²,与标准值9.8m/s²误差在可接受范围内。
实验结论证明,以单摆为例,可以研究惯性与动能之间的转换,以及重力加速度。
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大学物理仿真实验
实验报告
拉伸法钢丝测杨氏模量
实验名称:拉伸法测金属丝的杨氏模量
一、实验目的
1、学会测量杨氏模量的一种方法;
2、掌握光杠杆放大法测量微小长度的原理;
3、学会用逐差法处理数据;
二、实验原理
任何物体(或材料)在外力作用下都会发生形变。
当形变不超过某一限度时,撤走外力则形变随之消失,为一可逆过程,这种形变称为弹性形变,这一极限称为弹性极限。
超过弹性极限,就会产生永久形变(亦称塑性形变),即撤去外力后形变仍然存在,为不可逆过程。
当外力进一步增大到某一点时,会突然发生很大的形变,该点称为屈服点,在达到屈服点后不久,材料可能发生断裂,在断裂点被拉断。
人们在研究材料的弹性性质时,希望有这样一些物理量,它们与试样的尺寸、形状和外加的力无关。
于是提出了应力 F/S(即力与力所作用的面积之比)和应变 L/L (即长度或尺寸的变化与原来的长度或尺寸之比)之比的概念。
在胡克定律成立的范围内,应力和应变之比是一个常数,即
E (F/S)/( L/L) FL/S L(1)
E被称为材料的杨氏模量,它是表征材料性质的一个物理量,仅与材料的结构、化学成分及其加工制造方法有关。
某种材料发生一定应变所需要的力大,该材料的杨氏模量也就大。
杨氏模量的大小标志了材料的刚性。
通过式( 1),在样品截面积 S 上的作用应力为F,测量引起的相对伸长量L/L ,即可计算出材料的杨氏模量E。
因一般伸长量L 很小,故常采用光学放大法,将其放大,如用光杠杆测量L。
光杠杆是一个带有可旋转的平面镜的支架,平面镜的镜面与三个足尖决定的平面
垂直,其后足即杠杆的支脚与被测物接触,见图1。
当杠杆支脚随被
测物上升或下降微小距离L 时,镜面法线转过一个θ角,而入射到
望远镜的光线转过2θ角,如图 2 所示。
当θ很小时,
tan L / l(2)式中 l 为支脚尖到刀口的垂直距离(也叫光杠杆的臂长)。
根据光的反
射定律,反射角和入射角相等,故当镜面转动θ角时,反射光线转动
2θ角,由图可
tan2 2 b
(3)D
式中 D为镜面到标尺的距离, b 为从望远镜中观察到的标尺移动的距离。
从( 2)和( 3)两式得到
L b
l2D (4)
由此得
L bl 2D
合并( 1)和( 4)两式得
E 2DLF
(6)Slb
三、实验仪器
光杠杆 ( 包括支架、金属钢丝、平面镜) 左右图依次为实物照片与仿真照片
螺旋测微计
左右图依次为实物照片与仿真照片
望远镜
左右图依次为实物照片与仿真照片
砝码、米尺、
左右图依次为实物照片与仿真照片
四、实验内容
1.调节仪器:
(1)调节放置光杠杆的平台 F 与望远镜的相对位置,使光杠杆镜面
法线与望远镜轴线大体重合。
(2)调节支架底脚螺丝,确保平台水平,调平台的上下位置,使
管制器顶部与平台的上表面共面。
(3)光杠杆的调节,光杠杆和镜尺组是测量金属丝伸长量L 的关
键部件。
光杠杆的镜面和刀口应平行。
使用时刀口放在平台的槽内,
支脚放在管制器的槽内,刀口和支脚尖应共面。
(4)镜尺组的调节,调节望远镜、直尺和光杠杆三者之间的相对位
置,使望远镜和反射镜处于同等高度,调节望远镜目镜视度圈,使目
镜内分划板刻线(叉丝)清晰,用手轮调焦,使标尺像清晰。
2.测量:
(1)砝码托的质量为 m0,记录望远镜中标尺的读数 r0 作为钢丝的起始长度。
(2)在砝码托上逐次加 500g 砝码(可加到 3500g),观察每增加 500g
时望远镜中标尺上的读数ri ,然后再将砝码逐次减去,记下对应的
读数 r ’i ,取两组对应数据的平均值。
(3)用米尺测量金属丝的长度 L 和平面镜与标尺之间的距离 D,以及光杠杆的臂长。
3.数据处理:
(1)逐差法
用螺旋测微计测金属丝直径d,上、中、下各测2次,共 6 次,然后取平均值。
将 r i每隔四项相减,得到相当于每次加2000g 的四次测量数据,并求出平均值和误差。
将测得的各量代入式( 5)计算 E,并求出其误差(E/E 和E),正确表述 E 的测量结果。
(2)作图法
把式( 5)改写为
r i 2DLF i /( SlE) MF i (6)
其中,在一定的实验条件下, M是一个常量,若以ri为纵坐标,Fi 为横坐标作图应得一直线,其斜率为M。
由图上得到 M的数据后可由式( 7)计算杨氏模量
E 2DL /( SlM )(7)
4.注意事项:
(1)调整好光杠杆和镜尺组之后,整个实验过程都要防止光杠杆的刀
口和望远镜及竖尺的位置有任何变动,特别在加减砝码时要格外小
心,轻放轻取。
(2)按先粗调后细调的原则,通过望远镜筒上的准星看反射镜,应
能看到标尺,然后再细调望远镜。
调目镜可以看清叉丝,调聚焦旋钮
可以看清标尺。
五、数据处理
1、数据记录
光杠杆臂长 l= cm
同样使用米尺,可测量出钢丝长度,标尺到平面镜距离
钢丝长度 L= cm
标尺到平面镜距离D= cm
螺旋测微计测量钢丝直径
测量上、中、下各位置 2 次,得到 6 组数据取平均值
测量次数 1 2 3 4 5 6 钢丝直径
测得钢丝直径的平均值
d= mm
调节反光镜,目镜焦距,镜筒位置,使分划板、标尺在目镜中得到清晰的图像,从 0 刻度处开始加载减载砝码测量
加载减载砝码时,钢丝伸长量
砝码质量 kg 012 3
加载伸长量
减载伸长量
伸长平均量
2、逐差法处理数据
将钢丝伸长量分为r0 、r1 、r2 、r3 和 r4 、r5 、r6 、r7 两组测得数值,采用逐差法得到钢丝伸长量
当砝码质量变化m=时,即 F=5N时
钢丝伸长量b= cm
2DLF
代入公式E
Slb,可得杨氏模量平均值
E=*10^11
又因为,
考虑到各项数据的测量误差及仪器误差,代入可得=%
=*10^11
综上可得
E=N/
3、作图法处理数据
将测得的在各个砝码作用力下,钢丝伸长量的数值导入Excel
在运用 Excel 自带的绘图功能,求得r-F 图斜率 M
代入公式 (7) E2DL /( SlM ) 得到
E=N/
六、实验结论及误差分析
实验结论
本实验根据仿真软件,模仿实验室拉伸法测量杨氏模量,并且分别用逐差法和作图法对仿真所得数据进行处理,求得钢丝的杨氏模量值。
通过与钢丝杨氏模量公认值 E= N/ 对比,可知,实验结果较为准确,
仿真效果可靠。
用大物仿真系统进行仿真实验,大大方便了实验的进行,有利于加深
我们对实验的理解和体会,值得推广
误差分析
1、仿真仪器的精度还是不够,无法得到理想的有效数字;
2、对于钢丝伸长量的测量数据量太少,应多重复几次加载减载的
过程,已减小误差;
3、实验过程对光杠杆仪器水平调节做的不够好,可能导致误差;
4、读数依旧是人眼观察读数,会导致观测的偶然误差。