[实用参考]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！。
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单摆法测重力加速度实验报告摘要：本实验利用单摆法测量了重力加速度的数值。
通过测量单摆的周期和摆长，利用单摆的运动方程推导出重力加速度的计算公式。
实验结果表明，测得的重力加速度数值与预期值相符，验证了单摆法的可靠性和准确性。
引言：重力加速度是物理学中一个重要的物理量，它对于许多物理现象和实验都具有重要意义。
测量重力加速度的准确数值对于科学研究和工程应用都有着重要的意义。
单摆法是一种常用的测量重力加速度的方法，通过测量单摆的周期和摆长，可以计算出重力加速度的数值。
本实验旨在通过单摆法测量重力加速度，并验证该方法的可行性和准确性。
实验器材和原理：实验器材包括一个长线摆和一个计时器。
长线摆由一根细长的线和一个质量较大的球形物体组成。
实验原理基于单摆的运动方程，即单摆的周期与摆长和重力加速度有关。
根据公式T=2π√(L/g)，其中T为周期，L为摆长，g为重力加速度，可以通过测量周期和摆长，计算出重力加速度的数值。
实验步骤：1. 将长线摆悬挂在一个固定的支架上，确保摆长可以自由摆动。
2. 将球形物体拉至一侧，使其摆动，并用计时器记录下一个完整周期的时间。
3. 重复步骤2，进行多次测量，以提高结果的准确性。
4. 测量摆长，即线的长度，使用尺子或测量仪器进行测量。
5. 计算重力加速度的数值，根据公式g=(4π²L)/T²，其中g为重力加速度，L为摆长，T为周期。
实验结果和讨论：通过多次实验测量，得到了一组周期和摆长的数据。
以这些数据为基础，计算出了重力加速度的数值。
实验结果表明，测得的重力加速度数值与预期值相符，误差较小。
这说明单摆法是一种可靠且准确的测量重力加速度的方法。
实验误差的分析：在实验过程中，由于实验器材的制造和使用误差，以及实验操作的不精确等因素，可能会产生一定的误差。
例如，摆长的测量可能存在一定的误差，计时器的精度也会对实验结果产生影响。
此外，空气阻力等外部因素也可能对实验结果产生一定的影响。
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。
大学物理实验报告-单摆测重力加速度
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ΔL/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/)/(=//(（1）∆)FL=SLLLE∆FSE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ΔL/L ，即可计算出材料的杨氏模量E 。
因一般伸长量ΔL 很小，故常采用光学放大法，将其放大，如用光杠杆测量ΔL 。
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ΔL 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， l L /tan ∆=≈θθ（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Db=≈θθ22tan （3）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。
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
大学物理实验报告材料-单摆测重力加速度.doc
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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——利用单摆测重力加速度
班级：
姓名： 学号：
西安交通大学模拟仿真实验实验报告
实验日期：20PP 年6月1日 老师签字：＿＿＿＿＿ 同组者：无 审批日期：＿＿＿＿＿ 实验名称：利用单摆测量重力加速度仿真实验 一、实验简介
单摆实验是个经典实验，许多著名的物理学家都对单摆实验进行过细致的研究。
本实验的目的是学习进行简单设计性实验的基本方法，根据已知条件和测量精度的要求，学会应用误差均分原则选用适当的仪器和测量方法，学习累积放大法的原理和应用，分析基本误差的来源及进行修正的方法。
二、实验原理
用一根绝对挠性且长度不变、质量可忽略不计的线悬挂一个质点，在重力作用下在铅垂平面内作周期运动，就成为单摆。
单摆在摆角小于5°（现在一般认为是小于10°）的条件下振动时，可近似认为是简谐运动。
而在实际情况下，一根不可伸长的细线，下端悬挂一个小球。
当细线质量比小球的质量小很多，而且小球的直径又比细线的长度小很多时，此种装置近似为单摆。
单摆带动是满足下列公式：
进而可以推出：
式中L 为单摆长度（单摆长度是指上端悬挂点到球重心之间的距离）；g 为重力加速度。
如果测量得出周期T 、单摆长度L ，利用上面式子可计算出当地的重力加速度g 。
三、 实验内容
1. 用误差均分原理设计单摆装置,测量重力加速度g.
g L T π
2=22
4T L g π=
西安交通大学物理仿真实
验报告
设计要求:
(1)根据误差均分原理,自行设计试验方案,合理选择测量仪器和方法.
(2)写出详细的推导过程,试验步骤.
(3)用自制的单摆装置测量重力加速度g,测量精度要求△g/g < 1%.
可提供的器材及参数:
游标卡尺,米尺,千分尺,电子秒表,支架,细线(尼龙线),钢球,摆幅测量标尺(提供硬白纸板自制),天平(公用).
假设摆长l≈70.00cm;摆球直径D≈2.00cm;摆动周期T≈1.700s;
米尺精度△
米≈0.05cm;卡尺精度△
卡
≈0.002cm;千分尺精度△
千
≈0.001cm;
秒表精度△
秒
≈0.01s;根据统计分析,实验人员开或停秒表反应时间为0.1s
左右,所以实验人员开,停秒表总的反应时间近似为△
人
≈0.2s.
2. 对重力加速度g的测量结果进行误差分析和数据处理,检验实验结果是否
达到设计要求.
3. 研究单摆周期与摆长,摆角,悬线的质量和弹性系数,空气阻力等因素的关
系,试分析各项误差的大小.
四、实验仪器
单摆仪，摆幅测量标尺，钢球，游标卡尺（图1-图4）
单摆仪（1）摆幅测量标尺（2）
钢球（3）游标卡尺（4）
五、实验操作
1. 用米尺测量摆线长度+小球直径为
92.62m（图5）；
2. 用游标卡尺测量小球直径结果（图
6）
图（5）
图（6）
3. 把摆线偏移中心不超过5度，
释放单摆，开始计时，单摆摆过
50个周期后停止计时，记录所用
时间；
T =95.75 s/50 =1.915 s
图（7）
六、数据处理及误差分析
（1）数据处理:
1）周期的计算：
T = 95.75s/50 = 1.967s
2）摆长的计算：
钢球直径的测量数据如下表：
测量次数每次数据d
（cm）
平均值
（cm）⎺d
△d=⎪d-⎺d⎪(cm)
1 1.66
2 1.6870.025
2 1.7020.015
3 1.6720.015
4 1.6720.015
5 1.6920.015
6 1.7210.039
△⎺d0.021则⎺d =1.687cm,△⎺d=0.024cm.
所以有效摆长为：L =92.62cm -1.687/2cm=91.78cm,
3）重力加速度的计算：
因为:T=2π√L
g
所以：g=4π2L
T2= 9.88m/s2
查资料可知，西安地区的重力加速度约为9.79 m/s2
则相对误差是E=△g/g=0.9⎺%＜1%，符合实验要求。
（2）误差分析
1.随机误差：
在本实验中影响随机误差的因素比较多，其中包括了：测量人员的主观因素，如测量单摆周期时的反应时间，在测量摆线长度时对于最后一位数字的估度等；在环境方面，温度，湿度，空气阻力的变化都会给实验结果带来误差。
而在这些因素中，较为明显的即是人的主观因素影响，因此，为了减小实验误差，应该尽可能的多测量实验数据，利用求平均值法可以减小实验误差。
2.系统误差：
周期公式T=2π√L
g
实际上是一个近似公式，它的成立是有条件的。
查阅文献可知在考虑摆角，悬线质量，小球质量分布，空气浮力，空气阻力，仪器误差时的修正公式为：
1）摆角θ的影响：
在实验中，一般要求摆角要小于5°，因为在推导周期公式的时候利用了近似处理：sin（θ）≈tan（θ），此公式只在θ很小的时候才成立，而根据文献查阅可知，在θ＞3°时候已经对实验结果产生了交大的影响。
为消除影响，要使θ≤3°或对公式进行修正。
2）悬线质量μ的影响：
本实验是在假设悬线质量不计的情况下使用公式计算的。
由修正公式可知，悬线质量越大，测得的加速度值越小。
计算时应该因为误差不是远小于测量精度，所以应该给予修正。
3）空气浮力的影响：
在修正公式中，ρ0/ρ为空气密度和小球密度的比值。
在实验中，这个值的数量级很小，可以忽略不计。
4）空气阻力的影响：
修正式中，空气阻尼系数为β，在代入空气的阻尼系数后发现，误差值的数量级远小于测量精度，因此也可以忽略不计。
5）修正式中，αt和αL秒表和直尺的系差修正，在实验中，经过校对的直尺和秒表的系统误差均小于仪器的精密度，因此在计算时可以忽略不计。