2022年落球法测重力加速度.docx

高校物理试验报告落球法测重力加速度〔目的〕：1.争辩自由落体运动规律,利用近似自由落球法测量重力加速度.2.选择不同试验参数测量重力加速度,探讨减小系统误差的途径.〔仪器〕： 〔名称，规格或型号 〕自由落体运动试验仪（包含两个光电门，重垂线，吸球电磁铁） 1 套,稳压电源,数字测时计 1 台,铁质落球,开关,导线如干.〔原理〕：（ 1. 给出三种测量方式主要公式，原理图. 2.比较不同方式所引入的系统误差）在重力作用此时,落球在时间 t 内放入落体运动可由下面方程描述：1 2 （ 1）可编辑资料 -- -- -- 欢迎下载h =.0...+....2可编辑资料 -- -- -- 欢迎下载h 是下落距离, g 是重力加速度, ..0 是初速度,由 1 式,本试验通过转变试验参量来测量重力加速度,他们具有不同的测量特点,以下分别争辩之.方式一：如右图,将光电门 1 置于临界位 O 点,使得落球下落经过光电门 1 时的速度趋于零, 光电门 2 放在其下某处, 测量两光电门的距离 h 及落球经过两光电门所耗费的时间 t,依据 1 式,有可编辑资料 -- -- -- 欢迎下载g2.=.2.（ 2）可编辑资料 -- -- -- 欢迎下载方式二： 上光电门 1 仍然放在临界位 O 点,转变光电门 2 的位可编辑资料 -- -- -- 欢迎下载置,使落球两次下落,分别测量两光电门之间距离 .1,. ,以及2可编辑资料 -- -- -- 欢迎下载落球经过两光电门所耗费的时间 .1., .2.,就有可编辑资料 -- -- -- 欢迎下载. =11 2..1.2.可编辑资料 -- -- -- 欢迎下载.12= ...2.2 2（ 3）可编辑资料 -- -- -- 欢迎下载2（ .2 - . ）可编辑资料 -- -- -- 欢迎下载联立方程求解,可得： g =1.2.2-..1 2（ 4）可编辑资料 -- -- -- 欢迎下载方式三：如右图,将上光电门的 1 的位置往下移（取 8-10cm）并保持不动,同样转变光电门 2 的位置,使落球两次下落,可编辑资料 -- -- -- 欢迎下载分别测量两光电门之间距离 .1,. ,以及落球经过两光电2可编辑资料 -- -- -- 欢迎下载门所耗费的时间 .1., .2.,由 1 式可得可编辑资料 -- -- -- 欢迎下载1. =....+...2.可编辑资料 -- -- -- 欢迎下载1 0 1 2 1可编辑资料 -- -- -- 欢迎下载. = ....+ 1 ...2.（ 5）可编辑资料 -- -- -- 欢迎下载2 0 2 2 2. .2（ 2 - 1 ）可编辑资料 -- -- -- 欢迎下载联立方程求解,可得： g =.2. .1.（ 6）可编辑资料 -- -- -- 欢迎下载..2 -..1〔步骤〕：（铅直调剂步骤，方式 1 中临界点的调剂步骤，方式 1 和方式 3 的简要测量过程及数字测时计的功能和使用步骤）铅直调剂步骤： 将重垂线挂在试验仪上,先从重锤线正面观看,调剂至试验仪没用左右偏,此时重锤线正对试验仪中间,然后调剂使重锤线与试验仪任一边重合,就试验仪没有前后倾,此时试验仪达到铅直.方式 1 中临界点的调剂步骤： 调剂光电门 1,当光电门 1 没有被小球完全挡光, 手两次滑过光电门 2 会有计时,光电门 1 上移,当光电门被小球完全档光,手两次划过光电门 2 没有计时,光电门下移,这样慢慢下移知道找到临界点时小球刚好档光.方式 1 和方式 3 的简要测量过程及数字测时计的功能和使用步骤：以铅垂线为参照物调剂底角螺丝使支柱竖直, 支柱上附有刻度尺, 便于读出光电门所处的高度. 电磁铁通电时吸住铁质小球, 断电时小球失磁而下落做自由落体运动. 为了测量落球下落的时间, 支柱上装有光电门,落球下落时经过光电门的瞬时,遮住了其间的光路,产生一个光电脉冲,进而触发或触止数字测时计开头或停止计时.测量过程：1. 方式一：转变光电门 2 的位置,测出相应的 t 值,并依据公式运算重力加速度.2. 方式二：按图二,选择不同的 h1，h2 组合测出相应的 t1 ，t2 值,并运算重力加速度.铅直调剂： 1. 卸下电磁铁,安装铅垂线. 2. 调剂底座的螺丝. 3. 在支柱标尺的正面,使铅垂线与支柱平行. 4. 在支柱标尺的侧面,使铅垂线下落通过两光电门中轴. 5.留意网的位置.确定临界位置： 1. 电磁铁吸住小球,计时器调到 S2 功能.2. 上移光电门 1,清零后遮住光电门 2,如可编辑资料 -- -- -- 欢迎下载显示的数字不变就已挡光. 3. 稍下移,清零后再次遮住光电门 2,看是否变化. 4.多次重复,找到临界点.测时计使用： 1. 打开测时计,按“功能”调到 S2 灯亮. 2. 测量完毕按“停止”,记录数据及单位,3. 记录后按“清零”进行下一次测量.数据处理与结论1，原始数据（整理列表） ）当地标准 g=9.791m/....方式 1光电门1 位置/cm光电门2 位置/cm时间 /ms2.8265.52347.7366.97352.3576.13374.93方式 39.0076.13273.5277.73278.2082.84291.3666.10259.0375.14284.2980.30297.6683.27305.8186.68313.959.5086.68314.9591.76322.138.5091.76322.4696.50343.632，通过公式法运算方式 1 和方式 3 测量得到的重力加速度, 得到相对于本地重力加速度的百分误差,比较两个结果并分析造成误差的缘由2.方式 1：g = 2 得 g 分别为 平均为 10.663m/......百分误差为 8.9%10.3708210.78852可编辑资料 -- -- -- 欢迎下载10.831423，接受方式 3,固定上光电门进行多次测量,利用画图法得到本地重力加速度,并与公式法作比较.（注：可用 excel 等软件或者画在坐标纸拍照h/t 2.5可编辑资料 -- -- -- 欢迎下载单位 m/s2.45y = 4.8847x + 0.93880.313950.30581可编辑资料 -- -- -- 欢迎下载2.4 0.29766可编辑资料 -- -- -- 欢迎下载2.352.32.250.28429系列 1线性 〔系列 1〕可编辑资料 -- -- -- 欢迎下载2.2 0.25903可编辑资料 -- -- -- 欢迎下载2.150.25 0.3 0.35t/s可编辑资料 -- -- -- 欢迎下载由上两图结合数据可是,前 3 组数据与后三组数据误差太大,现舍弃前三组数据,得到上面其次图即 h/t -t 的图像,由线性公式得g =2*4.8847=9.7694 m/....百分误差为 0.22%所以作图法比公式法准可编辑资料 -- -- -- 欢迎下载试验数据测量记录 （拍照附上试验课上完成并由老师检查，签名的原始数据. ）记录内容：1，正确选取临界点,通过方式 1 测量重力加速度.2，通过方式 3 测量重力加速度.可编辑资料 -- -- -- 欢迎下载。