用凯特摆测量重力加速度（附有详细过程，图片及数据)下载_Word模板_8

用凯特摆测量重力加速度实验日期：2011年12月17日实验者：实验名称：用凯特摆测量重力加速度实验原理：图 1 复摆示意图图1是复摆示意图，设一质量为m的刚体，其重心G到转轴O的距离为h，绕O轴的转动惯量为I，当摆幅很小时，刚体绕O轴摆动的周期T为： (1) 式中g为当地的重力加速度设复摆绕通过重心G的轴的转动惯量为IG，当G轴与O轴平行时，有 I=IG+mh2 (2) 代入式（1）得： (3) 对比单摆周期的公式，可得 (4) 称为复摆的等效摆长。因此只要测出周期和等效摆长便可求得重力加速度。上图是凯特摆摆杆的示意图。对凯特摆而言，两刀口间的距离就是该摆的等效摆长l。在实验中当两刀口位置确定后，通过调节A、B、C、D四摆锤的位置可使正、倒悬挂时的摆动周期T1和T2基本相等。由公式（3）可得 (5) (6) 其中T1和h1为摆绕O轴的摆动周期和O轴到重心G的距离。当T1≈T2时，h1+h2=l即为等效摆长。由式(5)和(6)消去IG，可得： (7) 此式中，l、T1、T2都是可以精确测定的量，而h1则不易测准。由此可知，a项可以精确求得，而b项则不易精确求得。但当T1=T2以及 |2h1-l| 的值较大时，b项的值相对a项是非常小的，这样b项的不精确对测量结果产生的影响就微乎其微了。一、实验目的： 1. 学习一种比较精确的测量重力加速度的方法。 2. 学习凯特摆的实验设计思想和技巧。 3. 选定两刀口间的距离，通过调节A、B、C、D四摆锤的位置，使得该摆以两个刀口为悬点的摆动周期基本相等。二、实验所用仪器及使用方法实验仪器图1:凯特摆测量重力加速度实验仪器包括凯特摆、光电探头和多用数字测试仪。图2: 凯特摆凯特摆的两端共大小4个摆锤，调节摆锤的位置可以改变凯特摆的重心，两端相同的位置各有一个固定刀口。实验之前需要先调节凯特摆的重心位置，重心调节完成的标志是：使用任何一个刀口时，凯特摆的摆动周期相同。图3:凯特摆的大摆锤图4:凯特摆的小摆锤图5:固定刀口和V形刀承可将摆杆悬挂到支架上，使摆杆能在铅垂面内自由摆动。图6:光电探测器（光电门）摆杆摆动时，摆针须经过光电探测器方可记录摆动周期。光电探测器的另一端接到多用数字测试仪，两次同向经过光电门的时间为摆动周期。图7:多用数字测试仪多用数字测试仪可测速度、加速度、频率等。本实验中主要用来测周期，可记录一个或多个周期的时间。三、测量内容及数据处理 L=74.42cm; h1=36.71; 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 平均 T2(s) 1.72737 1.72737 1.72236 1.72231 1.72236 1.72234 1.72234 1.72237 1.72241 1.72238 1.72236 T1(s) 1.72557 1.72558 1.72557 1.72565 1.72559 1.72559 1.72560 1.72562 1.72556 1.72556 1.72559 a=0.03674; b=0.0005477; 又由可知g=10.682 m/s2 四、小结结论：由实验数据计算可得，**的重力加速度为g=10.682 m/s2 ，与实际的测量值偏差不大，所以结果符合。误差分析：在实验过程中由于对实验仪器的调节对实验的影响比较大，所以对实验仪器的调节不准会对实验的结果带来很大的影响，而且在调节刀口的时候使其平衡，也很难掌握，容易造成误差。建议：在测量之前对仪器的要进行精细的调试，否则影响实验的精度，造成实验失败，所以要对实验过程中的调试工作要十分注意。五、思考题 1、在用式（4）测定g时，从实验装置及测量中应注意保证满足哪些条件？答：在实验时要尽量使 T1 与T2 逐渐靠近，当 | T1-T2| ≦0.001S 时，再测量 T1 和 T2 的值，这样测出的值才能更准确。 2、为什么要调节摆锤？如果调节不合适，其结果如何？答：调节摆锤的位置可以使两刀口分别悬挂在支架上，使摆周期T1 与T2 相等。如果调节不合适则会导致，以后在找o与o’点的时候就不准确了。 3、在式（4）中，B<

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