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1、广州大学学生实验报告院(系)名称物理系专业名称物理教育姓名学号实验课程名称普通物理实验I实验项目名称力学实验:单摆实验时间实验地点指导老师签名实验成绩一、实验目得(1) 学会用单摆测定当地得重力加速度。(2) 研究单摆振动得周期与摆长得关系。(3) 观察周期与摆角得关系。二、实验原理如图所示，将一根不易伸长而且质量可忽略得细线上端固 定，下端系一体积很小得金属小球绳长远大于小球得直径，将小 球自平衡位置拉至一边(摆角小于5 )，然后释放，小球即在平 衡位置左右往返作周期性得摆动，这里得装置就就是单摆设摆点O为极点，通过O且与地面垂直得直线为极轴，逆时 针方向为角位移得正方向、由于作用于小球得重
2、力与绳子张力 得合力必沿着轨道得切线方向且指向平衡位置,其大小设摆长为L,根据牛顿第二定律，并注意到加速度得切向方向分量，即得单摆得动力学方程结果得由上式可知单摆作简谐振动，其振动周期或利用上式测得重力加速度g，可采取两种方法:第,选取某给定得摆长L,利用多次测量对应得振动周期 T,算出平均值，然后求出g ;第二，选取若干个摆长，测出 各对应得周期，作出图线，它就是一条直线，由该直线得 斜率K可求得重力加速度。三、实验仪器单摆，秒表，米尺，游标卡尺、四、实验内容用给定摆长测定重力加速度 选取适当得摆长，测出摆长； 测出连续摆动5 0次得总时间t;共测5次。 求出重力加速度及其不确定度； 写出结
3、果表示。绘制单摆周期与摆长得关系曲线 分别选取5个不同得摆长，测出与其对应得周期。 作出T孔图线，由图得斜率求出重力加速度g。观测周期与摆角得关系1、2、3、ITSCOS0定性观测：对一定得摆长，测出3个不同摆角对应得周期,并进行分析。四、实验内容与步骤（1）仪器得调整1、调节立柱，使它沿着铅直方向，衡量标准就是单摆悬线、反射镜上得竖直刻线及单摆悬线得像 三者重合。2。为使标尺得角度值能真正表示单摆得摆角，移动标尺，使其中心与单摆悬点间得距离y满足下 式 式中为标尺得角度数，可取，而就是标尺上与此5相对应得弧长，可用米尺量度、（2）利用给定摆长得单摆测定重力加速度1、适当选择单摆长度，测出摆长
4、。注意，摆长等于悬线长度与摆球半径之与。2、用于使摆球离开平衡位置（5 ），然后令它在一个圆弧上摆动，待摆动稳定后,测出连续摆动5 0次得时间t ,重复4次。3、由上述结果求出重力加速度及其标准偏差。（3）绘制周期与摆长得关系曲线在60cm1 0 0cm之间取5个摆长，并测出与它们对应得周期，作出图线。若图线为直线，则求出其 斜率与重力加速度。五、实验数据与处理摆球直径：1. 用计算法g及其标准偏差：给定摆长L=72.39cm得周期n( 次)T(SK.1234平均50T85、2185、3785、4085、36一T1、7041、7071、7081、7071、707AT-0、 00300、0010
5、0、002(s)（cm）（单次测量）计算g得标准偏差:5 =。0032 + 02 + 0.0012 + 02 = 9.13 x 10一4(院t i n(n T)!.4 x (4 -1)/，13104、f+4x()2 =1.2&1031.707结果2. 根据不同摆长测得相应摆动周期数据不同摆长对应得周期N；Li(cm)Cms98、9088、9078、9068、9058、9048、90-r(srx N(次100、0090、0080、0070、0060、0050、001100、 1695、0089、8284、1077、4870、822100、 6094、9589、7084、1877、5370、813
6、100、 2195、1289、5084、0477、6470、914100、 1195、0589、8484、2077、5070、96(S)100、 2795、0389、7284、1377、5470、88(S)2、0051、9001、7941、6831、5511、418(S)4、0203、6103、2182、8322、4062、011由上表数据可作T 2-L图线如下图所示:4. 00产了)T-l 图*B(99.00. 4. W) /3. 5073. 002. 50/(句也房2. 600)2. 00Z1111&uu 60. 070. 030. 090.0100. 01 (cm)又由图可知T2-L图线
7、为一条直线，可求得其斜率为:k=26.046(cm/s2)所以 g=4n2k=10、72(m/s2)六、实验结果与分析测量结果:用单摆法测得实验所在地点重力加速度为：实验分析：单摆法测重力加速度就是一种较为精确又简便得测量重力加速度方法。本实验采用较精密得 数字毫秒仪计时减小了周期测量误差。实验误差由要来源于摆长得测量误差，但由于摆长较长， 用钢卷尺测量产生得相对误差也较小，所以用钢卷尺也能达到较高得准确度;系统误差:未能严 格满足单摆模型造成得误差，如未严格在竖直平面摆动。要提高本实验得准确度可从以下方面着手:尽可能满足理想单摆条件，如增大摆长;测时间七、实验分析与讨论由以上两种方法可瞧出,
8、用计算法求得重力加速度比较接近标准值，且其标准偏差为0。0 2,说明测量比较准确。而用作图法求重力加速度时,求得得g为10、72(m/s2),误差较大，可见 在描点绘图得过程中又增在了误差。八、实验心得通过这次实验学习了简单设计性实验得基本方法，应用误差均分原则选用适当得仪器与测量 方法，分析基本误差得来源及进行修正得方法。但就是实验测得数据得误差较大计算所得得重力 加速度与实际相差较大，所以对测量得掌握不够，应熟悉测量方法与技巧，同时明白到物理就是一 门严谨得科学，尤其对于物理实验，稍有不慎将产生巨大错误，因此我们应该以严谨得态度对待物 理实验，并在实验中感受物理实验得乐趣，掌握物理实验方法。
