Question

单摆实验的实验原理

Answer 1

用单摆测定重力加速度
实验目的：利用单摆测定当地重力加速度,巩固和加深对单摆周期公式的理解.
实验原理：单摆在摆角很小（小于5º）的情况下,可以看作间谐振动,其固有周期公式为 ,由此得：.据此,通过实验方法测出摆长l和周期T,即可计算出当地的重力加速度.
实验器材：铁架台（带铁夹）、金属小球、刻度尺、秒表、细线
实验步骤：
1、 将细线穿过金属小球上的小孔,在细线的一端打一个稍大一点的结,制成一个单摆.
2、 将铁架固定在铁架台上端,铁架台放在桌边,使铁架伸出桌面,然后把单摆固定在铁夹上,使摆球自由下垂.
3、 用刻度尺量出摆长（摆求静止时悬点到摆球球心的距离）.
4、 把摆球从平衡位置拉开一个角度,并使这角度小于5º,然后无初速释放小球.当摆球摆动稳定以后经过最低点时用秒表开始计时,测出单摆30～50次全振动的时间,求出一次振动时间及单摆的周期.
5、 反复测量三次,计算出周期的平均值,然后利用公式 计算出重力加速度.
注意事项：
1、 细线不可伸缩,长度约1m.小球应选用密度较大的金属球,直径应较小（最好不超过2㎝）.
2、 单摆的上端不要卷在夹子上,而要用夹子加紧,以免单摆摆动时摆线滑动或者摆长改变.
3、 最大摆角小于5º,可用量角器测量,然后通过振幅来掌握.
4、 摆球摆动时要在同一个竖直平面内.
5、 计算单摆的振动次数时,应以摆球通过最低点时开始计时,以后摆球从同一方向通过最低点时进行计数,且在数零的同时按下秒表,开始计时计数,并且要测多次全振动的总时间,然后除以振动次数,如此反复三次,求得周期的平均值作为单摆的周期.