用凯特摆测量重力加速度实验报告.doc
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1、_用凯特摆测量重力加速度 化学物理系04级 龚晓李 PB042060022005-12-5实验目的:学习凯特摆的实验设计思想和技巧,掌握一种比较精确的测量重力加速度的方法。实验原理:1、当摆幅很小时,刚体绕O轴摆动的周期:刚体质量m,重心G到转轴O的距离h,绕O轴的转动惯量I,复摆绕通过重心G的转轴的转动惯量为IG 。当G轴与O轴平行时,有I=IG+mh2 复摆的等效摆长l=( IG+mh2 )/mh2、利用复摆的共轭性:在复摆重心G旁,存在两点O和O,可使该摆以O为悬点的摆动周期T与以O为悬点的摆动周期T相同,可证得|OO|=l,可精确求得l。3、对于凯特摆,两刀口间距就是l,可通过调节A、
2、B、C、D四摆锤得位置使正、倒悬挂时得摆动周期TT。4/g=(T+T)/2l + (T-T)/2(2h-l) = a + b实验仪器:凯特摆、光电探头、米尺、数字测试仪。实验内容:1、仪器调节选定两刀口间得距离即该摆得等效摆长l,使两刀口相对摆杆基本对称,并相互平行,用米尺测出l的值,粗略估算T值。将摆杆悬挂到支架上水平的V形刀承上,调节底座上的螺丝,借助于铅垂线,使摆杆能在铅垂面内自由摆动,倒挂也如此。将光电探头放在摆杆下方,让摆针在摆动时经过光电探测器。让摆杆作小角度摆动,待稳定后,按下reset钮,则测试仪开始自动记录一个周期的时间。2、测量摆动周期T和T调整四个摆锤的位置,使T和T逐渐
3、靠近,差值小于0.001s,测量正、倒摆动10个周期的时间10T和10T各测5次取平均值。3、计算重力加速度g及其标准误差g 。将摆杆从刀承上取下,平放在刀口上,使其平衡,平衡点即重心G。测出|GO|即h,代入公式计算g。推导误差传递公式计算g 。实验数据处理:1、l的值l=(l+l+l)=74.17cm0.03055cm,uA =/=0.01764cm,A tP uA =1.32*0.01764=0.02328cmuB=B /C=0.1/3=0.03333cmuL =0.04066cmTe =1.729s2、T和T的值T1.72746s2.525*10s,uA =/=1.129*10sA t
4、P uA =1.14*0.0001129=1.287*10suB=B /C=0.0001/3=0.3333*10suT1 =1.329*10sT=1.72751s1.469*10s,uA =/=0.6570*10sA tP uA =1.14*0.00006570=0.7489*10suB=B /C=0.0001/3=0.3333*10suT2 =0.8197*10s3、重力加速度gh=44.46cmg=4/(T+T)/2l + (T-T)/2(2h-l) =4/(1.72746+1.72751)/(2*74.17*10)+(1.72746-1.72751)/2*(2*44.46*10-74.1
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