重力加速度的测量

  1. GM-1单摆实验仪1台,如图所示。
  2. 激光定位装置2只。
  3. 集成霍耳传感器说明

本实验采用MS-1多功能毫秒仪实现自动计时。集成霍耳开关放于小球正下方1.0cm处,如图3所示。(1.1cm为该霍耳开关导通或截止的最大距离)。将一钕铁硼小磁钢放置在小球正下方,当小磁钢随小球从霍耳开关上方经过时,会使集成霍耳开关输出一个由高电平向低电平的跳变信号,此跳变信号使MS-1多功能毫秒仪开始计时以及自开始计时后磁钢经过霍耳开关进行次数的自动记录,当记录的次数和计时器面板上预置的次数一样时,则该信号便是计时器停止的信号。计时器可锁存和显示计时数。次数预置拨码开关可从0~64次任意调节,并可查阅与计时次数相对应的时间数值。

在地面上的不同地区,同一物体所受的重力并不相同,所以重力加速度g也不相同,它是由物体所在地区的纬度、海拔高度及矿藏分布等因素决定。重力加速度是一个重要的地球物理常数,准确地测定它的量值在科学研究和工程技术方面都有重要的意义。 本实验采用新型单摆实验仪,运用集成开关型霍耳传感器和多功能毫秒仪实现自动计时,从而能在很短几个振动周期内准确测得单摆的周期。以达到准确测量重力加速度之目的。

  1. 什么叫单摆?在摆角不超过5度时,其振动周期T等于什么?
  2. 单摆周期的一般表达式为:T=2 pi sqrt{l/g} (1+{1/4}sin^{2}({theta/2}) + {9/64}sin^{4}({theta/2})+Λ)为何此时切向力不与θ成正比,而与sinθ成正比?
  3. 单摆的运动是简谐振动吗?为什么?
  4. 如果摆线的质量不可忽略,单摆的周期比一般公式的表达式数值大,还是小或者不变?
  5. 什么叫复摆?其振动周期T的表达式是什么?
  6. 什么叫霍耳效应?什么是霍耳传感器?
  1. 调节摆线长度,测量和记录摆线长度。
  2. 连接集成霍耳开关和HTM-3电子计时器。
  3. 调节集成霍耳开关的位置,使霍耳开关恰好在小球铅直位置时磁钢的正下方。并使霍耳开关输出低电平,多功能毫秒仪面板上的低电平指示灯亮。
  4. 预置开关次数。
  5. 将小球拉开一定距离,用水平直尺量出这一距离,利用三角函数算出摆角,作表如下
拉开距离cm相应半角 sin2(θ/2) 两倍周期测量值(2T/s)
第一次 第二次 第三次 第四次 第五次 平均值
数据记录
数据记录
数据记录
数据记录
数据记录
  1. 写明本实验的目的和意义。
  2. 阐明实验的基本原理,实际思路和研究过程。
  3. 记录所用的一起、材料的规格和型号、数量等。
  4. 记录实验的全过程,包括实验步骤,实验图示,各种实验现象和数据等。
  5. 分析实验结果,讨论实验中出现的各种问题。
  6. 得出实验结论,并提出改进意见。
  1. 沈元华,陆申龙.基础物理实验。北京:高等教育出版社,2003.
  2. 上海大学电子设备厂:新型单摆实验仪产品说明书,2001.

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  • 最后更改: 2007/05/17 13:34
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