重力加速度的测量方法与实验分析

应用力学实验室常见的测量重力加速度的三种方法:单摆法、小钢球自由落体运动法(落球法)和倾斜气垫导轨法,分人次测量了张掖地区的重力加速度数值,并对实验结果进行了对比分析.发现:单摆法测量重力加速度实验离散度小,误差小,可重复性较好.测量重力加速度的实验设计需要最少的简化条件和最少的测量量的个数,且实验所用到的物理模型应该是最简单的.因此,单摆法是实验室测量重力加速度最好的选择.     

使用Audacity软件测量重力加速度

中学阶段,重力加速度的测量原理主要有两种,一种是根据自由落体运动的规律,测定重力加速度。另一种是使用单摆测量其周期,进而间接测量出重力加速度。这两种测量原理中,使用单摆原理测量加速度的方法更丰富一些。其中最简单的方法是,测量者用秒表测量出单摆周期即可。但这种方法要求测量者全神贯注,不能有一点分心,而且在停表时存在超前或滞后现象,造成测量结果误差较大。有     

两种测定重力加速度方法的比较

测定重力加速度的方法很多,本文就测定重力加速度的单摆法和倾斜气垫导轨法进行比较研究,并运用误差理论,确定了都匀地区重力加速度的测量范围.     

单摆周期公式中的g

单摆是一个理想化的模型 ,它做简谐运动时其周期公式 T=2π lg,式中 g是指重力加速度 ,这只是一般情况 .而在很多特定情况下单摆周期公式中的 g已超出了重力加速度这样的理解 ,可以理解为 g′——在某种物理条件下 ,摆球在平衡位置保持静止时摆绳的拉力 F与摆球质量 m的比值 g′=F/ m,此时的单摆周期公式就变成了 T=2 π lg′.下面列举几种较典型的情况加以说明 .情景一　如图 1所示 ,在倾角为 α的光滑斜面上　图 1　　　　　　　图 2　　　　　　图 3钉着一个摆长为 L的单摆 ,求其摆动周期 .分析　摆球受力情况如图 2所示 ,摆球受重力 …     

利用传感器测量重力加速度大小的实验设计

重力加速度是中学物理教学的重要概念,在中学阶段比较准确地测量重力加速度大小的实验是单摆实验,用到了转换的方法.[1]但由于计时等原因,利用单摆实验测量重力加速度亦存在误差.[2] 为此,笔者根据不同的实验原理,利用PASCO传感器来测量重力加速度,数据准确,而且可以在实验数据图表中观测实验过程,取得了非常准确的效果.     

用不确定度分析单摆的摆角与摆长对测重力加速度的影响

用单摆法测量重力加速度是实验中常用的方法,但进行实验时常常由于受到摆角与摆长的影响不可避免地导致了对所测重力加速度g的误差。文中从理论和实验上分析了单摆的摆角与摆长对测重力加速度的影响,并对测得的重力加速度进行了不确定度的评价。     

对几个实验的改进建议

1 用单摆测重力加速度时,对测量摆长的改进建议 在测定单摆摆长时,一般都将悬线长度与小球直径分开测。在测悬线长度时,又有两种方法:一是直接用刻度尺在单摆上测,一是将线拆下来测.这两种测法误差都较大。前者由于小球系在线上,刻度尺无法正确放置,后者由于悬线的两端点难于正确标定,且线是柔软的,实际上有一定的伸缩性,测量时很难把握。建议作如下改进。     

用不确定度分析单摆的摆角与摆长对测重力加速度的影响

用单摆法测量重力加速度是实验中常用的方法，但进行实验时常常由于受到摆角与摆长的影响不可避免地导致了对所测重力加速度g的误差。文中从理论和实验上分析了单摆的摆角与摆长对测重力加速度的影响，并对测得的重力加速度进行了不确定度的评价。     

对单摆摆角应小于5°的质疑

单摆在中学物理中具有很重要的地位 .单摆的周期不仅跟重力加速度ｇ ,单摆的绳长ｌ有关 ,还跟摆角α有关 .为了使摆角对周期的影响足够小从而忽略不计 ,无论课文还是实验都强调摆角应小于 5°.5°对单摆来说真的不可逾越 ?对此我提出质疑 .单摆的回复力ｆ=-ｍｇｓｉｎθ,当θ足够小时 (书上强调θ小于 5°) ,可认为ｓｉｎθ =θ ,因而回复力ｆ =-ｍｇθ ,即单摆可以看成是简谐振动 .由此可得单摆的图 1周期公式为Ｔ =2π ｌｇ .以上可做两点说明 :(1 )单摆不是严格的简谐振动 ,看成是简谐振动是一种近似 .(2 )单摆的周期公式Ｔ =2π ｌｇ 是…     

用“等效法”求重力场、电场叠加区域内几种单摆的周期

一、重力场中单摆的特点1.构成如图1所示,长度为L摆长、不可伸长的轻绳下端悬挂一半径为r小球,且L摆长r,便可构成单摆.2.单摆的受力特点如图2所示,单摆摆动过程中,摆球始终会受竖直向下的重力和沿着细绳方向且指向悬点的拉力F T.3.单摆的周期     

测定重力加速度g值的五种方法

重力加速度g是高中物理中的一个重要常数,它和力学中的各部分都有密切联系,因此测定它的数值方法较多。掌握每种测定方法的原理,进而比较各种方法的优缺点,能够很好地培养学生的创新意识和实践能力,提高学生的理解能力和分析综合能力。教学中常见的方法很多,现介绍五种基本方法仅供大家参考。1用单摆测定重力加速度g用单摆测定重力加速度,是高中物理教学中的一个重要实验。当摆角小于5°时,单摆的周期公式为T=2πgl。利用秒表,采用累积法测出n次全振动时间t,则周期T=nt;再利用刻度尺和游标卡尺测出摆长l,即可得g=4π2n2lt2,这是课本上的基…     

例说重力加速度的七种测定方法

重力加速度是中学物理中常用的一个物理量 ,如何测定重力加速度的值呢 ?高中物理教材仅介绍了利用单摆测定重力加速度一种方法 .然而 ,近年来高考中有关物理实验的考查已不再拘泥于教材、教纲 ,而更重视考查学生创新实验能力的意识 ,3 X综合科目测试目标“综合运用知识的创新意识和能力”更加明确了这一点 .那么要测定重力加速度的值 ,我们能否不囿于教材而设计出一些其它方法呢 ?下面介绍七种测定重力加速度的方法 ,供大家参考 .一、简单的方法重力大小的公式是 G=mg,则重力加速度g=G/m,因而利用天平和弹簧秤我们便很容易测出重力加速度…     

“用单摆测定重力加速度”实验操作中易出现的错误及其正确方法

在"用单摆测定重力加速度"实验中,需要测摆长和周期这两个物理量,实验器材与装置都比较简单,但学生在实际操作过程中仍会存在不少问题,教师应针对其具体情况及时正确引导与处理,以便实验结果准确有效.现将实验操作中易出现的错误及其正确处理方法列举如下,供同行们参考.     

分类比较 感悟本质——浅谈单摆周期公式中的重力加速度

单摆周期公式T=2π(l/g)~1/2,其中g是重力加速度,而在许多特定情况下,g已超出重力加速度的意义,g此时应理解为等效重力加速度g′,而等效重力加速度受各种不同因素的影响而变化,因此,必须多角度分类比较,才能掌握其真正的实质.一、分类比较1.单摆仅在引力场中,g随位置的变化而变化.     

对“单摆周期公式中的g”的再探讨

贵刊 2 0 0 3年第 6期发表了惠旭光老师题为“单摆周期公式中的 g”一文 ,该文中有这样一段内容 :“单摆是一个理想化的模型 ,它做简谐运动时 ,其周期公式 T=2 π Lg,式中的 g是表示重力加速度 ,这只是一般情况 .而在很多特定情况下单摆周期公式中的 g已超出了重力加速度这样的理解 ,可以理解为 g′——在某中物理条件下 ,摆球在平衡位置保持静止时 ,摆绳的拉力 F与摆球的质量 m的比值 g′= Fm,此时单摆周期公式就变为成了 T=2 π Lg′.”笔者对惠老师这一求单摆周期的思想表示欣赏 ,但对这一思想中求 g′的方法持有异议 .例如 :例 1　如…     

对《用单摆测定当地重力加速度》实验误差的分析

对于《用单摆测定当地重力加速度》这一实验,往往因为对实验要求认识不够明确,即使操作不合符要求测出的g值与9.88相差也不太大,有些学生认为操作简单,计数单调,对这一实验不感兴趣.实际上,这一实验要求是很高的.我们知道地球上重力加速度在最小的赤道上是9.78m/s2,在最大的两极约为9.83m/s2,与一般所取的9.8相差约为0.3%,若我们测得的g值与当地实际值相差0.3%就没有什么意义了.在实验中所测时间t的误差对g值影响最大.在秒表固有误差小于0.05s时,同学们只要稍加练习就可以把所测得的时间误差控制在0.05s内.用游标卡尺和最小单位是毫米的刻度尺测得的摆长L的误差在0.5mm以内,当校证了理论误差,且取摆长为1m,计50个全振动时间来测定g值,其误差最大值在0.15%左右.测三个g值取其平均值,很容易做到所测结果与当地实际值相差小于0.1%.     

单摆周期的一个推论式及其例解

我们知道,有些单摆受外部因素影响时,单摆的周期不能直接用T=2π(L)/(g)计算,一般情况下,可以用两种方式解决:一是等效重力加速度的方法;二是等效摆长的方法.下面介绍一种计算单摆周期的通用推论式,供大家参考.     

《重力加速度的测定》教学设计

重力加速度是中学物理常用的基本物理量,在力学中从初中到高中到处都有重力加速度的影子。如何测定重力加速度的值?高中教材只介绍了一种利用单摆测定重力加速度方法。本实验要求学生在“用单摆测定重力加速度”的启发之下,应用所学过的知识,自己设计一个能够测定重力加速度的实验方法。     

《用单摆测定重力加速度》实验导析

实验目的1.学会用单摆测定当地的重力加速度.2.能正确熟练地使用秒表.实验原理根据单摆周期公式(?),有(?),通过实验的方法测出摆长l和周期T,即可计算得知当地重力加速度g的值.     

T=2π

新教材在机械振动中讨论了单摆的周期,直接给出了单摆的周期公式,T=2π(√l/g)(式中:T为单摆作简谐振动的周期;l为单摆的摆长;g为重力加速度),这是因为用初等数学无法宪成单摆周期的求解,它应该是解微分方程求得的.