实验目的:用简单的摆测量局部重力加速度大学物理实验单摆,巩固和加深对摆周期公式的理解。
实验原理:当摆角很小(小于5°)时,可视为间谐波振动。 其自然周期公式为,由此可得: 。 因此,通过实验测量摆长l和周期T,就可以计算出局部重力加速度。
实验器材:铁架(带铁夹)、金属球、刻度尺、秒表、细铁丝
实验步骤:
1.将细线穿过金属球上的小孔,在细线一端打一个稍大的结,制成一个钟摆。
2、将铁架固定在铁架顶部。 将铁架放在桌子旁边大学物理实验单摆,使铁架伸出桌子外。 然后将摆锤固定在铁夹上,使摆球自由悬挂。
3、用刻度尺测量摆锤的长度(求摆锤静止时悬挂点到摆球中心的距离)。
4. 以小于 5° 的角度将摆球拉离平衡位置,然后在没有初速度的情况下释放球。 当摆球稳定摆动并经过最低点时,用秒表开始计时,测量摆球全振动30~50次的时间,求出一次振动的时间和摆的周期。
5. 重复测量3次,计算该周期的平均值,然后利用公式计算重力加速度。
防范措施:
1.细线不可伸缩,长度约1m。 小球应该是密度较高的金属球,直径要小一些(最好不超过2cm)。
2、不要将摆锤的上端缠绕在夹子上,而是用夹子将其拧紧,以防止摆线滑动或摆锤摆动时摆锤的长度发生变化。
3、最大摆角小于5°,可用量角器测量,然后通过幅度来掌握。
4、摆球摆动时应处于同一垂直面。
5、计算单摆的振动次数时,应从摆球经过最低点时开始计数,当摆球同方向经过最低点时再计数。 在数零的同时按下秒表开始计数。 测量多次完整振动的总时间,然后除以振动次数。 重复此操作三次,求周期的平均值作为单摆的周期。