1.单摆测定重力加速度.
(1)实验原理
一个小球和一根细线就可以组成一个单摆.单摆在摆角很小的情况下做简谐运动.单摆的周期与振幅、摆球的质量无关.与摆长的二次方根成正比.与重力加速度的二次方根成反比.单摆做简谐运动时,其周期为:,固有:.因此只要测出单摆的摆长L和振动周期T,就可以求出当地的重力加速度g的值,并可研究单摆的周期跟摆长的关系.
(2)实验器材
带孔小钢球一个,约1m长的细线一条,铁架台,米尺,秒表,游标卡尺.
(3)实验内容.
①取约1m长的细线穿过带孔的小钢球,并打一个比小孔大一些的结,然后拴在桌边的支架上,如图所示.
②用米尺量出悬线长L′,准确到毫米;用游标卡尺测摆球直径,算出半径r,也准确到毫米.则单摆的摆长为L′+r.
③把单摆从平衡位置拉开一个很小的角度(不超过5°),然后放开小球让它摆动,用停表测量单摆完成30次全振动(或50次)所用的时间,求出完成一次全振动所需要的时间,这个平均时间就是单摆的周期.
④把测得的周期和摆长的数值代入公式,求出重力加速度g的值.
⑤改变摆长,重做几次实验.设计一个表格,把测得的数据和计算结果填入表格中,计算出每次实验的重力加速度.最后求出几次实验得到的重力加速度的平均值,即可看作本地区的重力加速度.
⑥原始数据记录样表.