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探究单摆的运动、用单摆测定重力加速度

作者:学理论

实验原理

当摆角很小时,单摆做简谐运动,其运动周期为,由此得到,因此,只要测出摆长和振动周期,就可以求出当地的重力加速度的值.

实验步骤

(1)让细线的一端穿过金属小球的小孔,做成单摆.

(2)把细线的上端用铁夹固定在铁架台上,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,在单摆平衡位置处做上标记,如图1所示.

(3)用毫米刻度尺量出摆线长度,用游标卡尺测出金属小球的直径,即得出金属小球半径,计算出摆长.

(4)把单摆从平衡位置处拉开一个很小的角度(不超过),然后放开金属小球,让金属小球摆动,待摆动平稳后测出单摆完成次全振动所用的时间,计算出单摆的振动周期.

(5)根据单摆周期公式,计算当地的重力加速度.

(6)改变摆长,重做几次实验.

误差分析

(1)摆角控制的不够小,且多次实验每一次不同带来的误差.

(2)实验时在同一竖直平面内摆动.

(3)摆线长和小球半径测量误差.

注意事项

(1)悬线顶端不能晃动,需用夹子夹住,保证悬点固定.

(2)单摆必须在同一平面内振动,且摆角小于.

(3)选择在摆球摆到平衡位置处时开始计时,并数准全振动的次数.

(4)小球自然下垂时,用毫米刻度尺量出悬线长,用游标卡尺测量小球的直径,然后算出摆球的半径,则摆长.

(5)一般选用一米左右的细线.

实验器材

单摆,游标卡尺,毫米刻度尺,停表.

图像

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