實(shí)驗(yàn)的目的是檢測(cè)重力加速度,手段是用單擺。本質(zhì)上,與重力加速度有關(guān)的數(shù)學(xué)量都可以拿來(lái)測(cè)重力加速度,例如選修中學(xué)學(xué)過(guò)的自由落體運(yùn)動(dòng)。
實(shí)驗(yàn)的注意事項(xiàng):
1.目的:檢測(cè)重力加速度
2.原理:
,
3.器材:細(xì)線(選彈性差的,厚度適當(dāng));有孔金屬小球;鐵架臺(tái);
4.裝配儀器:固定懸點(diǎn)(有技術(shù)濃度);懸掛小球;
5.操作:測(cè)擺長(zhǎng),懸點(diǎn)到小球中心的距離。分兩步檢測(cè):先測(cè)懸點(diǎn)到線末端的距離,再測(cè)小球半徑,用游標(biāo)千分尺或螺旋測(cè)微器。最后將三者相乘即為擺長(zhǎng)。
6.測(cè)周期:?jiǎn)未螜z測(cè)精度不夠,多次檢測(cè)取平均值。注意事項(xiàng):釋放擺球時(shí)要控制擺線的角度;測(cè)周期的起點(diǎn)選擇,最高點(diǎn)還是最低點(diǎn),可以試試比較哪種好一點(diǎn)。把震動(dòng)次數(shù)數(shù)清楚。
7.數(shù)據(jù)處理:
,帶入這個(gè)算式估算就行。
8.偏差剖析:這可能是中學(xué)階段所有實(shí)驗(yàn)的難點(diǎn)。為何這么說(shuō)呢?接觸的理論及平常解決的問(wèn)題,多為理想化的。例如單擺,學(xué)習(xí)時(shí)全部給理想化了,一好線一質(zhì)點(diǎn),實(shí)際中那些條件是費(fèi)了牛勁也難以達(dá)到的。質(zhì)點(diǎn)根本沒有,檢測(cè)半徑還有偏差,線就不可能沒有形變,阻力更是難以忽視。一個(gè)懸點(diǎn),弄不好也會(huì)動(dòng)。若仔細(xì)想,沒有一個(gè)環(huán)節(jié)可以理想,這就是小學(xué)數(shù)學(xué)的奇妙之處單擺測(cè)重力加速度,只能分清主次,抓主要忽視次要。
這樣操作的主要偏差在哪里呢??jī)牲c(diǎn),阻力無(wú)法處理,擺長(zhǎng)和周期的檢測(cè)偏差為主要偏差。兩個(gè)量對(duì)加速度的影響不同正好反相關(guān)。查一下官方的當(dāng)?shù)刂亓铀俣?,?duì)比實(shí)驗(yàn)結(jié)果剖析偏差。
9.重復(fù)檢測(cè),變化擺長(zhǎng)、重測(cè)周期,再算重力加速度。
其他方式:借助單擺檢測(cè)重力加速度,測(cè)周期改進(jìn)的余地不大??梢栽跀[長(zhǎng)上做做文章,將
變型,
,對(duì)不同的擺長(zhǎng),做如下處理。
對(duì)二者做差:
,
,
這樣操作的優(yōu)點(diǎn),可以不測(cè)小球的半徑,將懸點(diǎn)固定好,只將線的寬度檢測(cè)下來(lái)就行。
做好一個(gè)實(shí)驗(yàn)真是不容易單擺測(cè)重力加速度,有機(jī)會(huì)就多動(dòng)手操作,操作的過(guò)程中,會(huì)對(duì)理論理解得更深刻。
文件傳上來(lái),圓周率怎就弄成如此個(gè)熊樣了。