2013年 自由落體測加速度實(shí)驗(yàn)報(bào)告.doc

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1、實(shí)驗(yàn)報(bào)告名稱：自由落體法測重力加速度【實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?、學(xué)會(huì)運(yùn)用自由落體儀和計(jì)時(shí)器2、測量當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣?，掌握自由落體運(yùn)動(dòng)規(guī)律。3、學(xué)會(huì)用逐差法處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)【實(shí)驗(yàn)原理】自由落體的重力加速度由重力產(chǎn)生，稱為重力加速度g。根本原因由萬有引力產(chǎn)生，它與質(zhì)量成正比，與距離的平方成反比。它是一個(gè)重要的地球物理常數(shù)。地球上各點(diǎn)的加速度數(shù)值，隨該地的緯度、海拔高度及該地區(qū)地質(zhì)構(gòu)造的不同而不同。因而測量重力加速度對于地質(zhì)勘測等具有很重要的意義。g值偏大的地方則可能埋藏著重礦物，反之g值偏小的地方則可能埋藏著鹽類和石油。自由落體儀主要由立柱、吸球器和光電門組成。如圖示。實(shí)驗(yàn)原理，小球從A點(diǎn)沿豎直方向自由

2、下落。將兩光電門分別放在B、C處，記下BC之間的距離S1和小球經(jīng)過BC兩點(diǎn)的時(shí)間間隔t1，有S1=VBt1+1/2gt1^2要采用逐差法處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，必須使小球相鄰兩次的時(shí)間差相等，具體到本實(shí)驗(yàn)，就是小球下落時(shí)，下落時(shí)間必須按照t，2t，3t，4t，5t，6t，7t，8t變化【實(shí)驗(yàn)步驟】1.打開計(jì)時(shí)儀的電源開關(guān)，四芯線兩端分別接光電門和計(jì)時(shí)儀的光電插孔，注意四芯線插頭和插孔的一一對應(yīng)，不要插錯(cuò)方位。2.將功能指示選在“計(jì)時(shí)”位置處，計(jì)時(shí)儀左下角的次數(shù)選擇撥到2.對光電門遮光時(shí)其數(shù)字顯示正常，并能復(fù)位為零。3.調(diào)整自由落體儀支柱鉛直，使b擺球的懸線影正對光敏管位置，否則應(yīng)調(diào)節(jié)底座上的三

3、個(gè)螺絲。4.將上端光電門放在10cm處，使兩光電門之間的距離s1為5cm，記下小球通過此距離的時(shí)間t1，時(shí)間顯示時(shí)ms指示燈亮，說明記錄的是毫秒，換算成秒作單位。測量5次；然后取時(shí)間的平均值，計(jì)為t，然后測量2t，3t，4t，5t，6t，7t，8t對應(yīng)的高度差，由于計(jì)時(shí)儀精確到0.001ms，在自由落體儀的米尺上難以找到某一刻度值與此對應(yīng)，故在時(shí)間it的兩側(cè)找到對應(yīng)的高度差hi，然后取平均值作為該時(shí)間對應(yīng)的高差。5.按要求計(jì)算出g的值及相對誤差?！緮?shù)據(jù)處理】光電發(fā)測g數(shù)值表T1T2T3T4T5平均值36.525ms36.902ms36.305ms37.101ms37.748ms36.

4、9162mst2t3t4t5t6t7t8t時(shí)間t/s0.0376280.0744560.1116840.1489120.186140.2233680.2605960.297824高度差hi/m0.050.11410.19220.28410.38820.50610.63810.78410.050.11470.19280.28330.38880.50690.63870.7848平均高度差m0.050.11440.19250.28370.38850.50650.63840.78445第一次逐差：h51=h5-h1=0.3885-0.05=0.3385（m）h62=h6-h2=0.5065-

5、0.1144=0.3921（m）h73=h7-h3=0.6384-0.1925=0.4459（m）h84=h8-h4=0.78445-0.2837=0.50075（m）第二次逐差：h71=h73-h51=0.4459-0.3385=0.1074（m）h82=h84-h62=0.50075-0.3921=0.10865（m）g1=h71/8t^2=9.68668（m/s^2）g2=h81/8t^2=9.79942（m/s^2）g=1/2(g1+g2)=9.74305（m/s^2）▼g=9.74305-9.79878=--0.05573（m/s^2）E=▼g/g標(biāo)*100%=--0.57

6、%【思考題】1.實(shí)驗(yàn)中為什么只改變光電門2的位置而不改變光電門1的位置？答：改變光電門2的位置，是為了改變高度差。改變光電門1的位置是為了使小球在通過光電門1時(shí)，獲得相同的初速度。2.實(shí)驗(yàn)中小球下落時(shí)，計(jì)時(shí)器不停止計(jì)時(shí)的原因是什么？答：在儀器完好的情況下，計(jì)時(shí)器不停止計(jì)時(shí)，說明小球在通過光電門2時(shí)沒有擋住光束，此時(shí)應(yīng)調(diào)整底座，改變小球下落的路徑。3.如何測小球下落時(shí)某處的瞬時(shí)速度？首先確定小球通過光電門1時(shí)獲得的初速度V0，然后將光電門2移至某處，測出小球通過光電門1、光電門2的高度差所用的時(shí)間，根據(jù)Vx=V0+gt算的。