實驗二 用單擺測定重力加速度【實驗?zāi)康摹坷脝螖[測定當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣龋ㄍ瑫r練習(xí)米尺和游標(biāo)卡尺的使用）?！緦嶒炘怼繂螖[在擺角小于5°時的振動是簡諧運動，其固有周期為T=2，由此可得g=。據(jù)此，只要測出擺長l和周期T，即可計算出當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣萭值?！緦嶒炂鞑摹胯F架臺（帶鐵夾），中心有孔的金屬小球，約1m長的細線，米尺，游標(biāo)卡尺（選用），秒表。【實驗步驟】1在細線的一端打一個比小球上的孔徑稍大些的結(jié)，將細線穿過球上的小孔，制成一個單擺。2將鐵夾固定在鐵架臺的上端，鐵架臺放在實驗桌邊，使鐵夾伸到桌面以外，把做好的單擺固定在鐵夾上，使擺球自由下垂。3測量單擺的擺長l：用米尺測出懸點到球心間的距離；或用游標(biāo)卡尺測出擺球直徑2r，再用米尺測出從懸點至小球上端的懸線長l'，則擺長l=l'+r。4把單擺從平衡位置拉開一個小角度（不大于5°），使單擺在豎直平面內(nèi)擺動，用秒表測量單擺完成n=30次全振動所用的時間t，求出完成一次全振動所用的平均時間，這就是單擺的周期T=t/n。5將測出的擺長l和周期T代入公式g=求出重力加速度g的值。6變更擺長重做兩次，并求出三次所得的g的平均值?！咀⒁馐马棥?選擇材料時應(yīng)選擇細、輕又不易伸長的線，長度一般在1m左右，小球應(yīng)選用密度較大的金屬球，直徑應(yīng)較小，最好不超過2cm。2單擺懸線的上端不可隨意卷在鐵夾的桿上，應(yīng)夾緊在鐵夾中，以免擺動時發(fā)生擺線下滑、擺長改變的現(xiàn)象。3注意擺動時控制擺線偏離豎直方向不超過5°，可通過估算振幅的辦法掌握（如：擺長1m，振幅約8cm）。4釋放擺球時，不能有橫向作用，以免形成錐擺。可用拇指和食指輕輕捏住擺球，然后同時分開兩手指，就能使擺球在同一個豎直平面內(nèi)擺動。5計算單擺的振動次數(shù)時，應(yīng)以擺球通過最低位置時開始計時。以后擺球從同一方向通過最低位置時，進行計數(shù)?？刹捎谩暗褂嫊r”法，在數(shù)“零”的同時按下秒表，開始計時、計數(shù)?！纠}】1某同學(xué)在做“利用單擺測重力加速度”實驗中，先測得擺線長為101.00cm，擺球直徑為2.00cm，然后用秒表記錄了單擺振動50次所用的時間為101.5s。則 （1）他測得的重力加速度g=_m/s2。 （2）他測得的g值偏小，可能的原因是 A測擺線長時擺線拉得過緊 B擺線上端未牢固地系于懸點，振動中出現(xiàn)松動，使擺線長度增加了 C開始計時時，秒表過遲按下 D實驗中誤將49次全振動數(shù)為50次 （3）為了提高實驗精度，在實驗中可改變幾次擺長l并測出相應(yīng)的周期T，從而得出一組對應(yīng)的l與T的數(shù)據(jù)，如表21所示。描點并作出T2-l圖線。通過圖線求得當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣萭=_.T2/s2l/m2.402.602.803.003.203.400.6 0.65 0.70 0.75 0.80 0.85表21序號擺長l/mT2/s210.6002.4720.6502.6730.7002.8840.7503.0850.8003.2960.8503.490312334356378394110431214451647184920512253242655572859012678910113451213140 12 3 910圖21(4)某此實驗?zāi)炒螠y量時，秒表記時如圖21所示，則秒表的示數(shù)為： s(5)在做“用單擺測定重力加速度”的實驗時，用擺長l和周期T計算重力加速度的公式是g=_如果已知擺球直徑為2.00厘米，讓刻度尺的零點對準(zhǔn)擺線的懸點，擺線豎直下垂，如圖13所示，那么單擺擺長是_，如果測定了40次全振動的時間如圖14中秒表所示，那么秒表讀數(shù)是_秒，單擺的擺動周期是_秒圖14圖13附：游標(biāo)卡尺的使用結(jié)構(gòu)：01234567890012345678910緊固螺釘內(nèi)測量爪外測量爪主尺游標(biāo)尺深度尺尺身原理：主尺的最小分度是1毫米。游標(biāo)尺上有10個小的等分刻度，它們的總長等于9毫米因此游標(biāo)尺的每一分度比主尺的最小分度相差0.1毫米。所以當(dāng)左、腳合在一起，游標(biāo)的零刻線與主尺的零刻線重合，除了游標(biāo)的第十條刻線也與主尺的9毫米的刻線重合外，其余刻線都不重合。在兩側(cè)兩招之間放一厚.mm的紙片，游標(biāo)尺就像有移動.mm，這時它的第一條刻線與主尺的mm刻線重合，其余的刻線都與主尺上的刻線不重合。同樣，在兩側(cè)兩招之間放一張厚.5mm的紙片，游標(biāo)尺的第五條刻線與主尺的5mm刻線重合，其余的刻線都與主尺上的刻線不重合。所以被測薄片的厚度不超過1mm時，游標(biāo)尺的第幾條刻線與主尺的某一刻線重合，就表示薄片的厚度是零點幾毫米。在測量大于1mm的長度時，整的毫米數(shù)由主尺上讀出，十分之幾毫米從游標(biāo)尺上讀出。例：游標(biāo)卡尺的主尺最小分度是1mm，則圖11中三個測量的結(jié)果分別為：甲甲圖測量結(jié)果 mm；乙乙圖測量結(jié)果 mm；丙丙圖測量結(jié)果 mm；案：（1）9.76；（2）B；（3）42/k。 5