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1、西安交通大學大學物理仿真實驗實驗報告姓名：鄭斐元班級：信息35班學號：2130502120西安交通大學實驗報告 成績：_課程：大學物理實驗 實驗名稱： 利用單擺測量重力加速度的仿真實驗 班級：信息35班 姓名： 鄭斐元 學號： 21 實驗日期：2014年05月15日 教師審批簽字：_ 一、 實驗目的：利用單擺測重力加速度二、 實驗原理：一根不可伸長的細線，下端懸掛一個小球。當細線質量比小球的質量小很多，而且小球的直徑又比細線的長度小很多時，此種裝置稱為單擺，如左圖所示。如果把小球稍微拉開一定距離，小球在重力作用下可在鉛直平面內做往復運動，一個完整的往復運動所用的時間稱為一個周期。當擺動的角度小

2、于5度時，可以證明單擺的周期T滿足： ， 式中L為單擺長度。單擺長度是指上端懸掛點到球重心之間的距離；g為重力加速度。如果測量得出周期T、單擺長度L，利用上面式子可計算出當地的重力加速度g。三、 實驗儀器：單擺儀，擺幅測量標尺，鋼球，游標卡尺 四、 實驗內容：1. 用誤差均分原理設計一單擺裝置,測量重力加速度g：(1) 根據誤差均分原理,自行設計試驗方案,合理選擇測量儀器和方法.(2) 寫出詳細的推導過程,試驗步驟.(3) 用自制的單擺裝置測量重力加速度g,測量精度要求g/g 1%.可提供的器材及參數:游標卡尺,米尺,千分尺,電子秒表,支架,細線,鋼球,擺幅測量標尺,天平。假設擺長l70.00

3、cm;擺球直徑D2.00cm;擺動周期T1.700s;米尺精度米0.05cm;游標卡尺精度卡0.002cm;千分尺精度千0.001cm;秒表精度秒0.01s. 2. 對重力加速度g的測量結果進行誤差分析和數據處理,檢驗實驗結果是否達到設計要求.3.研究單擺周期與擺長,擺角,懸線的質量和彈性系數,空氣阻力等因素的關系,試分析各項誤差的大小.五、 實驗操作：1. 用米尺測量擺線長度+小球直徑為97.00cm；2. 用游標卡尺測量小球直徑為1.693cm；3. 把擺線偏移中心不超過5度，釋放單擺，開始計時，單擺擺過50個周期后停止計時，記錄所用時間t；六、數據記錄：T =t/50= 98.37s/5

4、0 = 1.967s=（1.704+1.698+1.686+1.694+1.682+1.692）/6 = 1.693cm,L = 97.00cm -1.693cm95.31cm,因為： T=2Lg 所以計算得：g=42LT2=9.725m/s2七、實驗結論: 測得該地重力加速度為9.725m/s2。八、誤差分析：由相關權威資料得知西安地區重力加速度為9.796m/s2,則相對誤差為0.7%，單擺只在最大擺角小于等于5時，其振動才可以近似看為為簡諧振動。這時視為簡諧振動誤差非常小，因為在回復力公式推導時，只有在擺角小于等于5時才有sintanX/L，有：F=-X(mg/L)，即回復力與離開平衡位置的位移大小成正比，方向相反，振動為簡諧振動。因此，單擺擺

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