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    [大学物理实验报告范例单摆法测重力加速度] 单摆实验误差分析

    时间:2020-07-16 08:19:04 来源:天一资源网 本文已影响 天一资源网手机站

      院学 怀 化

     实验报告验大 学 物 理 实

      年级 班级 专业 系别班1200909物信系电信电信 组别 实验日期 学号 姓名 02009-10-209104010** 张 三1

     :实验项目单摆法测重力加速度6-

     【实验项目】单摆法重力加速度

     【实验目的】

     1. 掌握用单摆法测本地生力加速度的方法。

     2. 研究单摆的系统误差对测量结果的影响。

     3. 掌握不确定度传递公式在数据处理中的应用。

     【实验仪器】

     FB327型单摆实验仪、FB321型数显计时记数毫秒仪、钢卷尺、游标卡尺

     【实验原理】

     如果在一固定点上悬挂一根不能伸长、无质量的细线,并在线的末端悬挂一质量为m的质

      点,这就构成了一个单摆。在单摆的幅角θ很小(<5°)时,单摆的振动周期T和摆长L有如下关系:

     l?2 (1) g单摆是一种理想模型。为减小系统误差,悬线的长度要远大于小球直径,同时摆角要小于5°,并保证在同一竖直平面内摆动。固定摆长,测量T和摆长即可求出g。

     2?4g?l 2?11dlldll?()或悬点到小球底式中: (线长加半径22)

     端距离减半径t?T 次全振动时间测周期,即:为减小周期测量误差,通过测量nn2ln2?4?g (3) 重力加速度测量计算公式:2t

     【实验内容与步骤】

     ?l,重复测量6次。

     1. 调整摆长并固定,用钢卷尺测摆线长度2. 用游标卡尺测摆球直径d,重复测量6次。

     3.调单摆仪底座水平及光电门高低,使摆球静止时处于光电门中央

     5?(n=20)次测量单摆在摆角4.时)的情况下,单摆连续摆动n(振幅小于摆长的1/12 t。要保证单摆在竖起平面内摆动,防止形成圆锥摆,等摆动稳定后开始计时。的时间 g.计算的平均值,并作不确定度评定。5

     【数据处理】

     由原始数据记录表,各直接测量量结果如下:

     USU? 22 平均值被测量 U?U?U B仪ABA?l0.113 60.99 0.102 0.05 (cm)

     d0.003 0.002 1.397 0.002 (cm)

     t(s)

     0.0106

     31.568

     0.001

     0.011

     61?2)?xS?(x 其中:i6?1i?11?dl?l?=60.99+故:0.699=61.69 (cm) 2l61.69?22222?)s8120(?cmg?4?n?977?4?3.142.? 2231.568t1122220..0030.113?U(l113)0U(d)?U (cm) 摆长不确定度:l44U0.113l?100%0.18U(l)?%?100% 摆长相对不确定度:r61.69lU0.011t?100%?0.035%U(t)100%?时间相对不确定度: r56831.t重力加速度不确定度:

     22UU?2?22tl)?s?1.89(cm?281?977.?0.001840.00035gU? ?gtl?1.9?2?g).9%U(1?100%? 9)8?1.g?977.s(cm?故: ,r8.977【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:

     ?2?)s (cm?98g?977.?1.? U(g)?1.9%?r实验分析:

     单摆法测重力加速度是一种较为精确又简便的测量重力加速度方法。本实验采用较精密的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①摆长的测量误差,但由于摆长较长,用钢卷尺测量产生的相对误差也较小,所以用钢卷尺也能达到较高的准确度;②系统误差:未能 严格满足单摆模型造成的误差,如未严格在竖直平面摆动。.

     要提高本实验的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;测时间对多人一组的,应注明合作者 合作者: 无 时选择合适的全振动次数(也不宜过大,时间越长,形成圆锥摆的可能性越大)

     怀 化 学 院 实 验 数 据 记 录 纸

     实验名称: 单摆法测重力加速度 实验时间: 2009 年 9 月 20 日

     ___物 信 系__ _系 09 级 电信 专业 1 班 教师签名:

      *学号 三 姓名 张

      数据记录:?数据记录表用钢卷尺测摆线长度 表1.l(?)?0.05 mm

     钢卷尺仪 1 2 3 4 5 6

      61.11 60.88 61.00 60.92 60.90 61.10 ?(cml)

     表2. 用游标卡尺测摆球直径d数据记录表

     (?)?0.02 mm

     游标卡尺仪 1 2 3 4 5 6

     d(cm) 1.394 1.400 1.396 1.396 1.398 1.398

     t数据记录表 测摆动次的时间3. 表20n?(?)?0.001秒 数字毫秒仪仪 1 2 3 4 5 6

     t(s) 31.549

     31.578

     31.576

     31.572

     31.57

     31.564

     

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