凯特摆实验报告.docx

本文格式为Word版，下载可任意编辑凯特摆实验报告 导读： 测验目的： 本测验的目的是学习凯特摆的设计思想和技巧，掌管一种对比精确的测量重力加速度的方法 主要测验仪器设备： 凯特摆，光电探测器，用数字测试仪 测验原理： 图1是复摆示意图，设一质量为m的刚体，其重心G到转轴O的距离为h，绕O轴的转动惯量为I 测验目的： 本测验的目的是学习凯特摆的设计思想和技巧，掌管一种对比精确的测量重力加速度的方法 主要测验仪器设备： 凯特摆，光电探测器，用数字测试仪 测验原理： 图1是复摆示意图，设一质量为m的刚体，其重心G到转轴O的距离为h，绕O轴的转动惯量为I，当摆幅很小时，刚体绕O轴摇摆的周期T为： 式中g为当地的重力加速度. 设复摆绕通过重心G的轴的转动惯量为IG，当G轴与O轴平行时，有 I=IG+mh2 代入式〔1〕得： (2) 比较单摆周期的公式 可得 称为复摆的等效摆长因此只要测出周期和等效摆长便可求得重力加速度。

上图是凯特摆摆杆的示意图对凯特摆而言，两刀口间的距离就是该摆的等效摆长l在测验中当两刀口位置确定后，通过调理A、B、C、D四摆锤的位置可使正、倒悬挂时的摇摆周期T1和T2根本相等由公式〔3〕可得 其中T1和h1为摆绕O轴的摇摆周期和O轴到重心G的距离当T1≈T2时，h1+h2=l即为等效摆长由式(5)和(6)消去IG，可得： 此式中，l、T1、T2都是可以精确测定的量，而h1那么不易测准由此可知，a项可以精确求得，而b项那么不易精确求得但当T1=T2以及 |2h1-l| 的值较大时，b项的值相对a项是分外小的，这样b项的不精确对测量结果产生的影响就微乎其微了 测验内容： 1．正确调理仪器，测量凯特摆的等效摆长l，并利用 估算摇摆周期T值，以作为调理T1：T2的参考 ，粗略 2．调理四个摆锤的位置，使T1与T2逐步靠近，当| T1-T2|≦0.001S时，测 量T1和T2的值 3．根据上述测量值计算重力加速度g及不确定度 数据记录与处理： 分析议论： — 3 —。