实验2 自由落体法测定重力加速度(详写)
重力加速度测量实验的详细步骤与注意事项
重力加速度测量实验的详细步骤与注意事项重力加速度是地球上所有物体受到的向下的加速度，对物体的下落速度和特定的运动学实验来说至关重要。
进行重力加速度测量实验不仅能够帮助我们更好地理解自然界的基本物理规律，同时也是学习科学实验和数据处理技巧的绝佳机会。
本文将介绍重力加速度测量实验的详细步骤与注意事项。
一、实验目的本实验的主要目的是通过测量自由落体的下落时间和距离，计算重力加速度的精确值，并探究重力加速度是否与其所作用物体的质量有关。
二、实验器材1. 一支光滑的竖直直尺2. 一枚小球3. 一台计时器4. 一块纸板5. 一台电子秤三、实验步骤1. 设置实验环境将计时器保持在竖直直尺的底部，并确保其位置固定。
将纸板放在竖直直尺的顶部，作为小球下落的起点。
2. 准备实验数据使用电子秤测量小球的质量，并记录在实验记录表中。
确保质量数据的准确性。
3. 实验测量a. 将小球从纸板上释放，启动计时器记录下落所用的时间t1。
b. 重复操作3次，记录每次的下落时间。
c. 记录小球下落的距离h1。
可以使用直尺测量竖直直尺的高度，或者利用数值尺等测量工具来准确测量。
4. 数据处理a. 计算重力加速度的平均值。
加速度g可通过公式g=2h1/(t1^2)计算得出。
b. 计算测量数据的标准差，以评估测量值的精确性和实验结果的可靠性。
5. 分析与讨论a. 比较测得的重力加速度值和已知的标准重力加速度9.8 m/s^2的差异。
探究差异的原因。
b. 讨论小球的质量在实验过程中对测得的重力加速度值是否产生影响。
四、注意事项1. 实验环境应该避免风力和其他干扰因素，确保实验过程的准确性。
2. 在进行实验测量时，要保证小球的下落路径是垂直的，以避免测得的数值偏差。
3. 在计算重力加速度时，取多次实验测得的数据的平均值，以提高结果的可靠性。
4. 在记录测量结果时，尽量使用更为精确的仪器，如数值尺，以减小误差的存在。
5. 在进行测量之前，检查并校准计时器以确保其精确度。
自由落体运动实验报告
一、实验目的1. 研究自由落体运动的规律。
2. 测量重力加速度g的值。
二、实验原理自由落体运动是指物体仅在重力作用下，从静止开始下落的运动。
根据物理学原理，自由落体运动是匀加速直线运动，其加速度等于重力加速度g。
重力加速度g的值可以通过测量物体下落的时间和距离来计算。
三、实验器材1. 打点计时器2. 刻度尺3. 铁架台4. 纸带5. 重物（质量不同）6. 电脑及数据采集软件四、实验步骤1. 将铁架台放在桌面边缘，将打点计时器固定在铁架台上，确保两个限位孔在同一竖直线上，以减少摩擦阻力。
2. 将纸带下端挂上重物，穿过打点计时器，上端用夹子夹好，并调整纸带顺利穿过限位孔，用手托住重物。
3. 接通电源，待打点计时器稳定后，放开重物，让纸带自由下落。
4. 当纸带下落一定距离后，停止实验，收集纸带和打点计时器记录的数据。
5. 使用刻度尺测量纸带上相邻两点之间的距离，并记录下来。
6. 使用数据采集软件记录打点计时器记录的时间数据。
7. 重复以上步骤多次，以确保数据的准确性。
五、数据处理1. 根据实验数据，计算每个点的时间间隔和距离间隔。
2. 以时间为横坐标，距离为纵坐标，绘制v-t图像。
3. 通过v-t图像，分析自由落体运动的特点。
4. 计算重力加速度g的值，公式为：\[ g = \frac{2 \times \text{距离间隔}}{\text{时间间隔}^2} \]六、实验结果与分析1. 通过实验，我们可以观察到自由落体运动的v-t图像是一条直线，斜率为重力加速度g。
2. 通过计算，我们可以得到重力加速度g的值，并与标准值进行比较，分析误差来源。
七、结论1. 自由落体运动是匀加速直线运动，其加速度等于重力加速度g。
2. 通过实验，我们可以测量重力加速度g的值，并与标准值进行比较，验证实验结果的准确性。
八、注意事项1. 在实验过程中，确保纸带顺利穿过限位孔，减少摩擦阻力的影响。
2. 选择质量和密度较大的重物，以减小空气阻力的影响。
重力加速度的测定实验报告
重力加速度的测定实验报告一、实验目的1、学习和掌握自由落体运动的规律。
2、学会使用相关实验仪器测量重力加速度。
3、培养实验操作能力和数据处理能力。
二、实验原理自由落体运动是初速度为 0 的匀加速直线运动。
根据匀加速直线运动的规律，下落高度 h 与下落时间 t 之间的关系可以表示为：＼h ＝＼frac{1}｛2}gt^2\其中，g 为重力加速度。
通过测量下落高度 h 和下落时间 t，就可以计算出重力加速度 g 的值：＼g ＝＼frac{2h}｛t^2}＼三、实验仪器1、电磁打点计时器2、纸带3、重锤4、铁架台5、直尺6、交流电源四、实验步骤1、将电磁打点计时器固定在铁架台上，使纸带穿过计时器的限位孔，把重锤通过纸带与电磁打点计时器连接好。
2、接通交流电源，让重锤自由下落，同时打点计时器在纸带上打下一系列的点。
3、取下纸带，选择点迹清晰且间距较大的一段纸带，标上计数点0、1、2、3、4、5……相邻两个计数点间的时间间隔为 002 秒。
4、用直尺测量出各计数点到起始点 0 的距离 h1、h2、h3、h4、h5……5、根据测量的数据，计算出各计数点对应的下落时间 t1、t2、t3、t4、t5……6、利用公式\g ＝＼frac{2h}｛t^2}＼分别计算出各计数点对应的重力加速度 g1、g2、g3、g4、g5……7、求出重力加速度的平均值，作为实验测量的最终结果。
五、实验数据记录与处理以下是实验中测量得到的数据：｜计数点|下落高度 h（cm）｜下落时间 t（s）｜｜：：｜：：｜：：｜｜0|000|000|｜1|190|004|｜2|780|008|｜3|1770|012|｜4|3160|016|｜5|4950|020|根据上述数据，计算各计数点对应的重力加速度：＼g1 ＝＼frac{2×190×10^｛－2}｝｛（004)＾2} ＝ 950 ＼，m/s^2\＼g2 ＝＼frac{2×780×10^｛－2}｝｛（008)＾2} ＝ 975 ＼，m/s^2\＼g3 ＝＼frac{2×1770×10^｛－2}｝｛（012)＾2} ＝ 986 ＼，m/s^2\＼g4 ＝＼frac{2×3160×10^｛－2}｝｛（016)＾2} ＝ 988 ＼，m/s^2\＼g5 ＝＼frac{2×4950×10^｛－2}｝｛（020)＾2} ＝ 988 ＼，m/s^2\重力加速度的平均值为：＼g ＝＼frac{950 ＋ 975 ＋ 986 ＋ 988 ＋ 988}｛5} ＝ 978 ＼，m/s^2\六、实验误差分析1、打点计时器的打点频率不稳定，可能导致测量的时间间隔存在误差。
重力加速度的测定实验报告
重力加速度的测定实验报告重力加速度的测定实验报告引言：重力是自然界最基本的力之一，它对我们的日常生活和科学研究都具有重要的影响。
重力加速度是指物体在自由下落过程中每秒钟速度增加的大小，它是重力作用下物体运动的基本规律之一。
本实验旨在通过测定自由下落物体的加速度，来确定重力加速度的数值。
实验目的：1. 通过实验测定自由下落物体的加速度。
2. 确定地球表面的重力加速度。
实验器材：1. 一块平滑的竖直墙壁。
2. 一支长而轻的细线。
3. 一块光滑的小物体。
4. 一把秒表。
实验步骤：1. 将细线固定在墙壁上，使其垂直向下悬挂。
2. 将小物体系在细线的下端。
3. 将小物体释放，使其自由下落。
4. 同时启动秒表，并记录小物体自由下落的时间。
5. 重复实验三次，取平均值作为实验结果。
实验数据与结果：实验数据如下表所示：实验次数下落时间（s）1 0.892 0.923 0.91根据实验数据计算得到的平均下落时间为0.907秒。
根据自由下落物体的运动规律，可以得到下落距离与时间的关系公式：s =1/2gt²，其中s为下落距离，g为重力加速度，t为下落时间。
将实验数据代入公式中，可以得到下落距离与时间的关系如下：s = 1/2 × 9.8 × (0.907)²计算得到的下落距离为0.395米。
根据下落距离与时间的关系公式，可以解得重力加速度的数值为：g = 2s / t²代入实验数据计算得到的重力加速度为10.1 m/s²。
讨论与分析：通过本实验测定得到的重力加速度为10.1 m/s²，与理论值9.8 m/s²存在一定的偏差。
这可能是由于实验中存在的系统误差所致，例如细线的摩擦力、空气阻力等因素对实验结果的影响。
此外，实验中的仪器精度以及实验者的操作技巧也可能对实验结果产生一定的影响。
为了提高实验结果的准确性，可以采取以下改进措施：1. 使用更精确的秒表，提高时间测量的准确性。
自由落体实验与重力加速度测量
自由落体实验与重力加速度测量自由落体实验是物理学中非常基础也非常重要的实验之一。
通过对自由下落物体的观察与测量，可以确定地球上的重力加速度。
本文将介绍自由落体实验的原理与步骤，并探讨如何通过实验数据计算出重力加速度的值。
一、实验原理自由落体是指在只受到重力作用下，物体沿着竖直方向自由下落的运动。
在自由落体实验中，我们通过测量物体下落的时间和距离，然后利用运动学公式推导，可以计算出重力加速度。
根据运动学公式：s = 1/2gt^2其中s表示物体下落的距离，g为重力加速度，t为物体下落的时间。
通过测量s和t，我们可以得到g的数值。
二、实验步骤1. 准备实验器材：一个直立的、光滑的竖直导轨，一个可自由滑动的小球，一个计时器，一个尺子。
2. 确定实验物体：选择一个小球作为实验物体。
确保实验物体光滑且重量相对较小，以减少空气阻力的影响。
3. 测量实验器材：使用尺子测量导轨的长度，并记录下来。
确保导轨长度足够长，以让小球能够自由下落一段时间。
4. 实验操作：将小球放置在导轨的最高点，释放小球并同时启动计时器。
观察小球沿着导轨自由下落，并记录下小球落地的时间。
5. 重复实验：根据上述步骤进行多次实验，尽量减少误差的影响，记录每次实验的数据。
三、数据处理与重力加速度计算在进行多次实验后，我们可以得到一系列的数据，包括不同时间下小球下落的距离。
根据运动学公式 s = 1/2gt^2，我们可以对数据进行处理，并计算得到重力加速度g的数值。
1. 数据处理：对每组实验数据，计算出小球下落的时间t和下落的距离s。
2. 制作图表：将不同时间与距离的数据绘制成散点图，并根据实验数据作出最佳拟合曲线。
3. 拟合曲线计算：利用最佳拟合曲线，可以推导出重力加速度g的数值。
通过计算拟合曲线的斜率，即可得到g的值。
四、误差分析与改进在实际实验中，由于各种因素的影响，如空气阻力、仪器误差等，所得到的实验结果可能存在一定的误差。
为提高实验的准确性，可以采取以下改进措施：1. 减小空气阻力：可以在实验过程中尽量减小空气阻力的影响，例如选择重量较小、光滑的小球，并在实验过程中保持导轨的光滑。
测量重力加速度实验报告
测量重力加速度实验报告测量重力加速度实验报告引言：重力加速度是物体在自由落体运动中受到的加速度，是地球对物体的吸引力。
测量重力加速度是物理学中一项重要的实验，它对于研究物体的运动和地球的引力有着重要的意义。
本实验旨在通过实际操作和数据记录，测量出重力加速度的准确数值，并探讨影响重力加速度的因素。
实验步骤：1. 实验器材准备：实验中需要准备一个垂直的支架、一个长细线、一个小物体（如小铅球）、一个计时器和一个测量长度的尺子。
2. 悬挂小物体：将小物体系在细线的一端，然后将细线的另一端固定在支架上。
确保小物体能够自由摆动。
3. 测量摆动周期：将小物体轻轻拉开，使其摆动，同时用计时器记录下摆动的时间。
重复多次测量，取平均值作为摆动周期。
4. 测量摆动长度：使用尺子测量小物体摆动的最大长度，记录下来。
5. 数据处理：根据摆动周期和摆动长度的测量结果，计算出重力加速度的数值。
实验结果：通过多次实验测量和数据处理，我们得到了如下结果：摆动周期的平均值为2.03秒，摆动长度为0.50米。
根据这些数据，我们可以计算出重力加速度的数值。
数据分析：根据牛顿第二定律和简谐运动的相关理论，可以得到以下公式：T = 2π√(l/g)其中，T为摆动周期，l为摆动长度，g为重力加速度。
通过对公式的变形，可以得到：g = 4π²l/T²代入实验测得的数据，我们可以计算出重力加速度的数值：g = 4π² × 0.50 / (2.03)² ≈ 9.78 m/s²讨论与结论：通过本实验的测量和数据处理，我们得到了重力加速度的近似值为9.78 m/s²。
这个数值与地球表面上的重力加速度9.8 m/s²非常接近，说明我们的实验结果是准确可靠的。
然而，实验结果可能会受到一些因素的影响，例如空气阻力、摆动角度等。
为了提高实验的准确性，可以采取以下改进措施：1. 减小空气阻力的影响：在真空环境下进行实验，或者采用更小的小物体进行实验。
自由落体运动实验
【方案设计】 1．根据牛顿运动定律， 仅受重力作用的初速为零的“自由”落体，如果它运动的路程不很 大， 则其运动方程可用下式表示：
s 1 gt2
(1)
2
其中 s 是该自由落体运动的路程，t 是通过这段路程所用的时间。不难设想，若 s 取一
系列数值， 只需通过实验分别测出对应的时间 t，即不难验证上述方程。然而在实际测量
1 估算小球从 1m 高处下落至地面时，受到的空气阻力，并与重力数值比较。 2 如果用体积相同而质量不同的小木球来代替小铁球， 试问实验所得到的 g 值是否不 同？您将怎样通过实验来证实您的答案呢? 3 试分析本次实验产生误差的主要原因， 并讨论如何减小重力加速度 g 的测量误差。
【深度思考】
1 设计只用一个光电门去完成这些方案。 2 如果自由落体装置上没有水平仪，你用什么方法较准确的调节支架铅直？
仅在重力作用下，物体由静止开始竖直下落的运动称为自由落体运动。由于受空气阻力 的影响，自然界中的落体都不是严格意义上的自由落体。只有在高度抽真空的试管内才可观 察到真正的自由落体运动——一切物体(如铁球与鸡毛)以同样的加速度运动。这个加速度称 为重力加速度。
重力加速度 g 是物理学中的一个重要参量。 地球上各个地区的重力加速度， 随地球纬 度和海拔高度的变化而变化。 一般说来， 在赤道附近 g 的数值最小， 纬度越高， 越靠近 南北两极， 则 g 的数值越大。 在地球表面附近 g 的最大值与最小值相差仅约 1/300。 准 确测定重力加速度 g， 在理论、 生产和科研方面都有着重要的意义。 而研究 g 的分布情 形对地球物理学这一领域尤为重要。 利用专门仪器， 仔细测绘小地区内重力加速度的分布 情况， 还可对地下资源进行勘查。对于测量当地的重力加速度，可采用自由落体运动方案。
科学实验报告：测量重力加速度的实验报告
科学实验报告：测量重力加速度的实验报告引言在物理学中，重力加速度（或称为地球表面重力加速度）是一个重要的物理常数。
它表示在地球表面，物体受到的向下作用力，通常记作「g」。
本实验旨在通过测量自由落体运动下的时间和距离数据，来计算出重力加速度的准确值，并与已知数值进行比较。
实验目的1.测量重力加速度的准确值；2.掌握使用简单工具进行物理实验数据采集；3.学会分析和处理实验数据。
实验原理根据牛顿第二定律可知，自由落体运动下物体所受合力为质量乘以加速度。
对于自由落体运动而言，合力就是物体所受的重力。
材料和仪器1.尺子或标尺2.秒表或计时器实验步骤1.使用尺子或标尺测量一段固定长度（如100厘米）的竖直距离，并记录下来。
2.在确认安全情况下，将一个小球从被测高度直接释放。
3.同时启动秒表或计时器，并在小球落地时停止计时。
4.记录下实验所用的时间，并计算出自由落体的时间。
5.重复以上步骤3次，取平均值作为最终结果。
数据处理1.使用已知高度和测得自由落体时间，根据公式 s=gt^2/2 计算出重力加速度 g。
2.将每次实验得到的重力加速度求平均值，并记录下来。
3.比较实验结果与已知的标准重力加速度数值，分析误差来源并讨论可能的改进方法。
结果与讨论通过实验测量和数据处理，我们得到了自由落体实验下的重力加速度近似值。
比较这个近似值与已知数值，可以评估本次实验的准确性。
讨论误差来源可以帮助我们更好地理解实际物理系统中可能存在的不确定性因素，并提出改进建议。
结论通过该科学实验，我们成功测量了重力加速度，并与已知数值进行比较。
此外，在数据处理和结果讨论过程中也发现了一些潜在的问题和改进方法。
这个实验不仅帮助我们学习如何使用简单工具进行物理测量，还促进了对物理定律的理解和实际应用。
- 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、"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、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)。
《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。