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      1. 大學物理實驗報告范例(單擺法測重力加速度) - 下載本文

        懷 化 學 院

        大 學 物 理 實 驗 實驗報告

        系別 物信系 年級 2009 專業 電信 班級 09電信1班 姓名 張 三 學號 09104010** 組別 1 實驗日期 2009-10-20

        實驗項目: 6-單擺法測重力加速度

        【實驗項目】單擺法重力加速度 【實驗目的】

        1. 掌握用單擺法測本地生力加速度的方法。 2. 研究單擺的系統誤差對測量結果的影響。 3. 掌握不確定度傳遞公式在數據處理中的應用。

        【實驗儀器】

        FB327型單擺實驗儀、FB321型數顯計時記數毫秒儀、鋼卷尺、游標卡尺

        【實驗原理】

        如果在一固定點上懸掛一根不能伸長、無質量的細線,并在線的末端懸掛一質量為m的質點,這就構成了一個單擺。在單擺的幅角θ很小(<5°)時,單擺的振動周期T和擺長L有如下關系: ??2?l (1) g單擺是一種理想模型。為減小系統誤差,懸線的長度要遠大于小球直徑,同時擺角要小于5°,并保證在同一豎直平面內擺動。固定擺長,測量T和擺長即可求出g。

        4?2g?2l

        ?l?l??式中:

        端距離減半徑)

        為減小周期測量誤差,通過測量n次全振動時間測周期,即:T?11d (線長加半徑)或l?l??d(懸點到小球底22t nn2l重力加速度測量計算公式:g?4? (3) 2t2

        【實驗內容與步驟】

        1. 調整擺長并固定,用鋼卷尺測擺線長度l?,重復測量6次。 2. 用游標卡尺測擺球直徑d,重復測量6次。

        3.調單擺儀底座水平及光電門高低,使擺球靜止時處于光電門中央

        4.測量單擺在擺角??5(振幅小于擺長的1/12時)的情況下,單擺連續擺動n次(n=20)的時間t。要保證單擺在豎起平面內擺動,防止形成圓錐擺,等擺動穩定后開始計時。

        5.計算g的平均值,并作不確定度評定。

        ? 【數據處理】 由原始數據記錄表,各直接測量量結果如下: 被測量 平均值 60.99 1.397 31.568 UA?S 0.102 0.002 0.0106 UB??儀 0.05 0.002 0.001 22U?UA?UB l?(cm) d(cm) 0.113 0.003 0.011 t(s) 16其中:S?(xi?x)2 ?6?1i?1故:l?l??1d=60.99+0.699=61.69 (cm) 2g?4?2n2lt2?4?3.1422?202?61.69?977.81(cm?s?2) 231.568擺長不確定度:Ul?U(l?)?2121U(d)?0.1132??0.0032?0.113 (cm) 44?100%?0.113?100%?0.18% 61.690.011?100%?0.035% 31.568擺長相對不確定度:Ur(l)?UllUtt時間相對不確定度:Ur(t)??100%?重力加速度不確定度: ?U??U?2Ug?g?l???2t??977.81?0.00182?4?0.00035?1.89(cm?s?2) ?l??t?22(cm?s),Ur(g)?故:g?977.8?1.9 【實驗結果與分析】 ?21.9?100%?1.9% 977.8測量結果:用單擺法測得實驗所在地點重力加速度為: ?g?977.8?1.9 (cm?s?2) ??Ur(g)?1.9%實驗分析: 單擺法測重力加速度是一種較為精確又簡便的測量重力加速度方法。本實驗采用較精密的數字毫秒儀計時減小了周期測量誤差。實驗誤差由要來源于①擺長的測量誤差,但由于擺長較長,用鋼卷尺測量產生的相對誤差也較小,所以用鋼卷尺也能達到較高的準確度;②系統誤差:未能嚴格滿足單擺模型造成的誤差,如未嚴格在豎直平面擺動。 要提高本實驗的準確度可從以下方面著手:盡可能滿足理想單擺條件,如增大擺長;測時間對多人一組的,應注明合作者 合作者: 無 時選擇合適的全振動次數(也不宜過大,時間越長,形成圓錐擺的可能性越大)

        懷 化 學 院 實 驗 數 據 記 錄 紙

        實驗名稱: 單擺法測重力加速度 實驗時間: 2009 年 9 月 20 日 ___物 信 系__ _系 09 級 電信 專業 1 班 姓名 張 三 學號 09104010** 數據記錄:

        教師簽名: 表1.用鋼卷尺測擺線長度l?數據記錄表

        (?儀)鋼卷尺?0.05 mm

        1 61.00 2 61.10 3 60.90 4 60.88 5 60.92 6 61.11 l?(cm)

        表2. 用游標卡尺測擺球直徑d數據記錄表

        (?儀)游標卡尺?0.02 mm

        1 1.398 2 1.396 3 1.398 4 1.396 5 1.400 6 1.394 d(cm)

        表3. 測擺動n?20次的時間t數據記錄表

        (?儀)數字毫秒儀?0.001秒

        1 31.564 2 31.57 3 31.576

        4 31.578 5 31.572 6 31.549 t(s)





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