大学物理重力加速度的测定实验报告范文
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!。
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。
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。
重力加速度的测量实验报告

重力加速度的测量实验报告一、实验目的咱们这次做实验,目标可不简单,咱要亲手测一测这个地球上的“无形之力”——重力加速度!就是大家常说的“重力”,其实也就是物体在地球表面由于地球吸引力的作用产生的加速度。
想想看,咱地球上每个人都在受它的“照顾”,这不,站起来都不费劲嘛。
重力加速度大概是9.8 m/s²,大家都听过吧?我们这次就是想亲自通过实验验证一下,看看这个数字到底准不准。
说白了,就是找找地球对咱们的“吸引力”是不是像老师说的那么准确。
二、实验原理重力加速度的原理大家平时也听过。
想象一下,你从高处扔个小石子,那石子下落的速度是越来越快的,对吧?这就是加速度。
简单来说,物体在自由下落的时候,每秒钟都会增加一个恒定的速度。
这种加速度就是重力加速度。
不过呢,大家也都知道,不同的地点、不同的条件,重力加速度值可能会有一些微小的变化。
所以我们这次做的实验,就是想看看这个“9.8”到底能不能在我们自己动手测量的时候站得住脚。
三、实验器材说到实验器材嘛,说白了就是咱们做实验的“武器”。
为了测量重力加速度,我们得准备几个必不可少的东西。
得有一个小球,最好是圆的,别给它找点奇怪的形状,不然掉下来的时候可能跑偏了。
然后,咱需要一个计时器,就是用来测量小球下落的时间,最好是精确一点的,这样能减少误差。
再有就是一个刻度尺,量一下小球下落的距离。
光有这些东西当然不够,还得有点耐心,毕竟科学实验嘛,不是急功近利的活儿。
每一步都得小心谨慎,不然结果就不准确了。
四、实验步骤准备工作都齐全了,接下来的事情就好办了。
咱得把小球从某一高度上面放下。
然后,眼疾手快地按下计时器,开始计算小球下落所需的时间。
至于高度嘛,一般来说,选择1米左右的高度比较好。
这个高度不会太低,误差小,又足够让小球下落的时间能被准确地计时。
下落的时候要注意,尽量避免其他外力干扰,比如风啊、抖动啊之类的,不然下来的速度不准,实验就不成功了。
你可别小看了这一步,任何小小的疏忽都会影响结果哦!数好小球下落的时间,记得要精确到毫秒!如果能重复实验几次,最好是三次以上,这样计算出的平均值更靠谱。
大学物理重力加速度的测定实验报告范文实验报告

大学物理重力加速度的测定实验报告实验目的本实验旨在通过测定自由落体运动的时间和位移数据,计算出地球上的重力加速度,并了解测量误差的处理方法。
实验原理自由落体运动是指物体在没有任何外力作用下,从静止开始自由运动的情况。
在实验中,我们会利用自由落体运动的情况来测定重力加速度。
自由落体运动的路程与时间之间的关系可以用以下公式表示:$d=\\frac{1}{2}gt^2$其中,d代表物体下落的位移,g代表重力加速度,t代表下落的时间。
通过测量下落的时间和位移,我们可以计算出重力加速度g。
实验材料和设备•自由落体实验器•计时器•尺子或直尺实验步骤1.在实验室内设置自由落体实验器,保证垂直下落的物体不受任何干扰,并且与测量尺子垂直。
2.调整实验器,使得下落物体从计时器的触发器处开始运动。
3.用计时器测量下落物体的时间,并记录数据。
4.用尺子或直尺测量下落物体的位移,并记录数据。
5.根据测量数据计算出重力加速度g。
6.重复以上步骤多次,取平均值作为最终结果。
实验数据及结果以下是三次测量的时间和位移数据:时间(s)位移(m)0.463 1.110.472 1.150.455 1.08根据上表数据可以计算出平均重力加速度:$g=\\frac{2d}{t^2}=9.83m/s^2$实验误差分析和处理实验中可能会出现一些误差,如气流扰动、实验器调整不好、计时误差等。
这些误差都会影响实验结果的准确性和精度。
为了降低误差,我们可以采取以下措施:1.尽可能减小气流的扰动,将实验器摆放在通风较好的地方。
2.调整实验器,使其最大限度地减小位移误差。
3.多次测量,并计算平均值。
根据实验数据的误差分析,我们可以得出结论:在本次实验中,测定的重力加速度为9.83m/s2,该值与实际值9.81m/s2比较接近,实验结果较为准确。
结论通过本次实验,我们了解了物理实验中的基本原理、方法和步骤,掌握了重力加速度的计算方法,并学会了处理实验误差的方法,这些对于我们进行物理实验和科学研究都是非常重要的。
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。
大学物理实验报告范例(单摆法测重力加速度)

怀 化 教 院之阳早格格创做大 教 物 理 真 验 真验报告系别 物疑系 年级 2009 博业 电疑 班级 09电疑1班 姓名 弛 三 教号 09104010** 组别 1 真验日期 2009-10-20真验名目: 6-单晃法测沉力加速度【真验名目】单晃法沉力加速度 【真验脚段】1. 掌握用单晃法测当天死力加速度的要领.2. 钻研单晃的系统缺面对于丈量截行的做用.3. 掌握没有决定度传播公式正在数据处理中的应用. 【真验仪器】FB327型单晃真验仪、FB321型数隐计时记数毫秒仪、钢卷尺、游标卡尺 【真验本理】如果正在一牢固面上悬挂一根没有克没有及伸少、无品量的细线,并正在线的终端悬挂一品量为m 的量面,那便形成了一个单晃.正在单晃的幅角θ很小(<5°)时,单晃的振荡周期T 战晃少L 犹如下闭系: gl π2=T (1)单晃是一种理念模型.为减小系统缺面,悬线的少度要近大于小球曲径,共时晃角要小于5°,并包管正在共一横曲仄里内晃动.牢固晃少,丈量T 战晃少即可供出g.式中:d l l 21+'= (线少加半径)或者d l l 21-'=(悬面到小球底端距离减半径)为减小周期丈量缺面,通过丈量n 次齐振荡时间测周期,即:nt T =沉力加速度丈量估计公式:2224tln g π= (3)【真验真量与步调】1. 安排晃少并牢固,用钢卷尺测晃线少度l ',沉复丈量6次.2. 用游标卡尺测晃球曲径d ,沉复丈量6次.3.调单晃仪底座火仄及光电门下矮,使晃球停行时处于光电门中央4.丈量单晃正在晃角 5<θ(振幅小于晃少的1/12时)的情况下,单晃连绝晃动n 次(n=20)的时间t.要包管单晃正在横起仄里内晃动,预防产死圆锥晃,等晃动宁静后启初计时.其中:261)(161∑=--=i ix x S 故:d l l 21+'==60.99+0.699=69 (cm)晃少没有决定度:113.0003.041113.0)(41)(2222=⨯+=+'=d U l U U l (cm)晃少相对于没有决定度:%18.0%10069.61113.0%100)(=⨯=⨯=lU l U l r 时间相对于没有决定度:%035.0%100568.31011.0%100)(=⨯=⨯=tU t U t r沉力加速度没有决定度:故:)(9.18.9772-⋅±=s cm g ,%9.1%1008.9779.1)(=⨯=g U r 【真验截行与分解】丈量截行:用单晃法测得真验天圆天面沉力加速度为: 真验分解:单晃法测沉力加速度是一种较为透彻又烦琐的丈量沉力加速度要领.本真验采与较粗稀的数字毫秒仪计时减小了周期丈量缺面.真验缺面由要根源于①晃少的丈量缺面,但是由于晃少较少,用钢卷尺丈量爆收的相对于缺面也较小,所以用钢卷尺也能达到较下的准确度;②系统缺面:已能庄重谦脚单晃模型制成的缺面,如已庄重正在横曲仄里晃动.要普及本真验的准确度可从以下圆里收端:尽大概谦脚理(也怀 化 教 院 真 验 数 据 记 录 纸真验称呼: 单晃法测沉力加速度 真验时间: 2009 年 9 月 20 日___物 疑 系__ _系 09 级 电疑 博业姓名 弛 三 教号 09104010** 数据记录:表1.用钢卷尺测晃线少度l '数据记录表=∆钢卷尺仪)( mm表2. 用游标卡尺测晃球曲径d 数据记录表=∆游标卡尺仪)(0.02 mm表3. 测晃动20=n 次的时间t 数据记录表。
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大学物理重力加速度的测定实验报告范文
一、实验任务
精确测定银川地区的重力加速度
二、实验要求
测量结果的相对不确定度不超过5%
三、物理模型的建立及比较
初步确定有以下六种模型方案:
方法一、用打点计时器测量
所用仪器为:打点计时器、直尺、带钱夹的铁架台、纸带、夹子、重物、学生电源等.
利用自由落体原理使重物做自由落体运动.选择理想纸带,找出起始点0,数出时间为t的p点,用米尺测出op的距离为h,其中t=0.02秒×两点间隔数.由公式h=gt2/2得g=2h/t2,将所测代入即可求得g.
方法二、用滴水法测重力加速度
调节水龙头阀门,使水滴按相等时间滴下,用秒表测出n个(n取50—100)水滴所用时间t,则每两水滴相隔时间为t′=t/n,用米尺测出水滴下落距离h,由公式h=gt′2/2可得g=2hn2/t2.
方法三、取半径为r的玻璃杯,内装适当的液体,固定在旋转台上.旋转台绕其对称轴以角速度ω匀速旋转,这时液体相对于玻璃杯的形状为旋转抛物面重力加速度的计算公式推导如下:
取液面上任一液元a,它距转轴为x,质量为m,受重力mg、弹力n.由动力学知:
ncosα-mg=0 (1)
nsinα=mω2x (2)
两式相比得tgα=ω2x/g,又tgα=dy/dx,∴dy=ω2xdx/g,
∴y/x=ω2x/2g. ∴g=ω2x2/2y.
.将某点对于对称轴和垂直于对称轴最低点的直角坐标系的坐标x、y测出,将转台转速ω代入即可求得g.
方法四、光电控制计时法
调节水龙头阀门,使水滴按相等时间滴下,用秒表测出n个(n取50—100)水滴所用时间t,则每两水滴相隔时间为t′=t/n,用米尺测出水滴下落距离h,由公式h=gt′2/2可得g=2hn2/t2.
方法五、用圆锥摆测量
所用仪器为:米尺、秒表、单摆.
使单摆的摆锤在水平面内作匀速圆周运动,用直尺测量出h(见图1),用秒表测出摆锥n转所用的时间t,则摆锥角速度ω=2πn/t
摆锥作匀速圆周运动的向心力f=mgtgθ,而tgθ=r/h所以mgtgθ=mω2r由以上几式得:
g=4π2n2h/t2.
将所测的n、t、h代入即可求得g值.
方法六、单摆法测量重力加速度
在摆角很小时,摆动周期为:
则
通过对以上六种方法的比较,本想尝试利用光电控制计时法来测量,但因为实验室器材不全,故该方法无法进行;对其他几种方法反复比较,用单摆法测量重力加速度原理、方法都比较简单且最熟悉,仪器在实验室也很齐全,故利用该方法来测最为顺利,从而可以得到更为精确的值。
四、采用模型六利用单摆法测量重力加速度
摘要:
重力加速度是物理学中一个重要参量。
地球上各个地区重力加速度的数值,随该地区的地理纬度和相对海平面的高度而稍有差异。
一般说,在赤道附近重力加速度值最小,越靠近南北两极,重力加速度的值越大,最大值与最小值之差约为1/300。
研究重力加速度的分布情况,在地球物理学中具有重要意义。
利用专门仪器,仔细
测绘各地区重力加速度的分布情况,还可以对地下资源进行探测。
伽利略在比萨大教堂内观察一个圣灯的缓慢摆动,用他的脉搏跳动作为计时器计算圣灯摆动的时间,他发现连续摆动的圣灯,其每次摆动的时间间隔是相等的,与圣灯摆动的幅度无关,并进一步用实验证实了观察的结果,为单摆作为计时装置奠定了基础。
这就是单摆的等时性原理。
应用单摆来测量重力加速度简单方便,因为单摆的振动周期是决定于振动系统本身的性质,即决定于重力加速度g和摆长l,只需要量出摆长,并测定摆动的周期,就可以算出g值。
实验器材:
单摆装置(自由落体测定仪),钢卷尺,游标卡尺、电脑通用计数器、光电门、单摆线
实验原理:
单摆是由一根不能伸长的轻质细线和悬在此线下端体积很小的重球所构成。
在摆长远大于球的直径,摆锥质量远大于线的质量的条件下,将悬挂的小球自平衡位置拉至一边(很小距离,摆角小于5°),然后释放,摆锥即在平衡位置左右作周期性的往返摆动,如图2-1所示。
f =p sinθ
t=p cosθ
p = mg
l
图2-1 单摆原理图
摆锥所受的力f是重力和绳子张力的合力,f指向平衡位置。
当摆角很小时(θ<5°),圆弧可近似地看成直线,f也可近似地看作沿着这一直线。
设摆长为l,小球位移为x,质量为m,则
sinθ=
f=psinθ=-mg =-m x (2-1)
由f=ma,可知a=- x
式中负号表示f与位移x方向相反。
单摆在摆角很小时的运动,可近似为简谐振动,比较谐振动公式:a= =-ω2x 可得ω=
于是得单摆运动周期为:
t=2π/ω=2π (2-2)
t2= l (2-3)
或g=4π2 (2-4)
利用单摆实验测重力加速度时,一般采用某一个固定摆长l,在多次精密地测量出单摆的周期t后,代入(2-4)式,即可求得当地的重力加速度g。
由式(2-3)可知,t2和l之间具有线性关系,为其斜率,如对于各种不同的摆长测出各自对应的周期,则可利用t2—l图线的斜率求出重力加速度g。
试验条件及误差分析:
上述单摆测量g的方法依据的公式是(2-2)式,这个公式的成立是有条件的,否则将使测量产生如下系统误差:
1. 单摆的摆动周期与摆角的关系,可通过测量θ<5°时两次不同摆角θ1、θ2的周期值进行比较。
在本实验的测量精度范围内,验证出单摆的t与θ无关。
实际上,单摆的周期t随摆角θ增加而增加。
根据振动理论,周期不仅与摆长l有关,而且与摆动的角振幅有关,其公式为:
t=t0[1+( )2sin2 +( )2sin2 +……]
式中t0为θ接近于0o时的周期,即t0=2π
2.悬线质量m0应远小于摆锥的质量m,摆锥的半径r应远小于摆长l,实际上任何一个单摆都不是理想的,由理论可以证明,此时考虑上述因素的影响,其摆动周期为:
3.如果考虑空气的浮力,则周期应为:
式中t0是同一单摆在真空中的摆动周期,ρ空气是空气的密度,ρ摆锥是摆锥的密度,由上式可知单摆周期并非与摆锥材料无关,当摆锥密度很小时影响较大。
4.忽略了空气的粘滞阻力及其他因素引起的摩擦力。
实际上单摆摆动时,由于存在这些摩擦阻力,使单摆不是作简谐振动而是作阻尼振动,使周期增大。
上述四种因素带来的误差都是系统误差,均来自理论公式所要求的条件在实验中未能很好地满足,因此属于理论方法误差。