大学物理实验报告

如题所述

一、实验任务
本次实验旨在精确测定银川地区的重力加速度。
二、实验要求
测量过程中,确保稿码结果的相对不确定度不超过5%。
三、物理模型的建立及比较
经过初步考虑,设计了以下六种模型方案:
1. 使用打点计时器测量重物自由落体运动。
2. 采用滴水法测量重力加速度。
3. 利用半径为R的玻璃杯和液体,在旋转台上建立旋转抛物面模型。
4. 使用光电控制计时法。
5. 采用圆锥摆测量重力加速度。
6. 使用单摆法测量重力加速度。
通过对以上方法的比较,本实验选择模型六,即单摆法进行重力加速度的测量,因为该方法原理简单,操作方便,且实验室器材齐全。
四、采用模型六利用单摆法测量重力加速度
摘要:
重力加速度是物理学中的一个重要参数,地球不同地区的重力加速度略有差异。本实验通过单摆法测量重力加速度,以了解银川地区的重力加速度值。
实验器材:
单摆装置、钢卷尺、游标卡尺、电脑通用计数器、光电门、单摆线。
实验原理:
单摆由轻质细线和悬在末端的的重球构成。在摆长远大于球直径、摆球质量远大于线质量的条件下,摆球在平衡位置左右作周期性摆动。通过测量摆长和摆动周期,可计算重力加速度。
实验步骤:
1. 调整自由落体测定仪,确保支柱垂直。
2. 测量摆线支点与摆球质心间的距离L。
3. 测量摆动周期T。
4. 记录数据并计算摆长、周期及重力加速度。
5. 处理实验数据,计算不确定度。
实验注意事项:
1. 测定摆长时,确保钢卷尺与悬线平行,眼睛与摆球最低点平行。
2. 计时从摆球最低点开始,至最低点结束。
3. 使用钢卷尺时小心操作。
4. 保证摆角小于5°,摆球在同一平面内摆动。
实验数据处理:
根据实验数据计算不确定度,结合合成不确定度公式,得出重力加速度值为9.808159×10²±0.002 cm/s²(置信度68.3%)。
实验总结:
本次实验历时三周,从选题到实验方案设计、实验操作、报告撰写,每一步均需细心和耐心。虽然重力加速度的测定实验看似常见,但认真操作可以获得精确的结果。实验使我对物理实验的认真态度有了更深的理解,也认识到在科学研究中,不存在过时的实验。希望未来能参与更多类似的实验。
参考文献:
《普通物理实验》南京大学出版社,畦永兴、许雪芬主编,2004.10
《大学物理实验》湖南大学出版社,王国栋主编,2002.8
《大学物理实验》高等教育出版社,成正维主编,2002.12
实验总结:
通过本次实验,我对单摆法测量重力加速度的原理和操作有了更深入的了解。实验过程中,我学会了如何精确测量摆长和周期,并掌握了数据处理的基本方法。虽然实验过程中遇到了一些困难,但通过不断尝试和调整,我最终获得了较为满意的结果。这次实验不仅提高了我的实验技能,也培养了我解决问题的能力。
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