“用单摆测重力加速度”实验教具优化研究

通过分析"用单摆测量重力加速度的大小"实验中摆长、摆角、摆线与摆球等因素对实验结果精度的影响,探讨了传统实验装置的不足,在此基础上设计并制作了可用于测量重力加速度的双线摆装置,并对装置的构成与应用进行了详细阐述.     

摆角对单摆周期的影响

1引言利用单摆周期公式T=2π测量重力加速度的实验中,要求摆角小于5°以减小误差．但是摆角的大小对单摆周期到底有什么影响?下面用能量守恒的方法来研究在保守力的作用下自由单摆(忽略阻力)的周期．     

测量不确定度分析在大学物理实验中的应用--单摆测重力加速度

重力加速度是物理学中一个重要的力学常量,其测定方法有很多,在大学物理实验中常用到的测量方法是单摆法.但实验原理仅研究了单摆摆球的运动,忽略了摆球大小、浮力、摆线质量等因素的影响,因此测量结果不够精确.通过对引起单摆法测定重力加速度的相关系统误差进行修正,得到相对精确的重力加速度公式和相应的合成标准不确定度公式.最后对测得的数据进行合理地分析和计算,最终得出较为精确的实验结果.     

基于激光反射法的单摆测量重力加速度

为提高单摆测量重力加速度的精度,在传统单摆测量方法的基础上,提出了基于激光反射法在单摆上测量重力加速度的方法.该方法利用激光反射法提高单摆周期的探测精度,利用逐差法减小单摆摆长的测量误差,能有效地避免微小圆锥摆对于测量精度的影响.实验结果表明:该方法测得武汉当地的重力加速度为g=9.792m/s2,与用原子干涉法的测量结果相比在误差范围内(±0.002m/s2)一致.     

自制实验仪对“ 单摆测重力加速度”实验的再研究

测量重力加速度的实验教学中, 学生利用生活中熟悉的材料制作简易单摆, 教师再利用学生自制的单 摆进行教学活动, 使学生了解实验器材的主要构造, 掌握实验原理, 同时学会选择恰当的实验仪器, 并通过实验探究 “ 单摆测量重力加速度”实验中的无关因素, 以及实验误差的来源     

单摆实验仪的改进

针对传统单摆实验,小球在摆动时容易产生圆锥摆现象,导致周期测量不准,影响实验结果的准确性.对此,本文采用双线摆取代单线摆,避免小球产生圆锥摆现象;同时采用光电门对摆动进行计时和计数,减少人为误差的引入,进而提高实验精度.     

大摆角单摆“周期”变化的解析解及其实验应用

大摆角单摆实验由于忽略空气阻尼带来周期测量的系统误差.基于弱阻尼大摆角单摆的运动方程,推导了累计"周期"随摆次变化的解析公式,分析了"周期"随摆次减小的基本规律.结合实验数据分析,验证了将其用于大摆角单摆实验进行系统误差修正,从而通过累计测量减小随机误差的可行性.     

基于虚拟仪器实现单摆法测量重力加速度

基于虚拟仪器对单摆法测量重力加速度实验进行改进,通过H2010型光电门收集摆球的运动信息,利用声卡和LabVIEW搭建数据处理平台采集和处理实验数据.实验结果表明:重力加速度的测量相对偏差为0.7%.     

基于磁力限制摆物运动的单摆测量重力加速度

单摆测量重力加速度时,在释放摆球的过程中可能会出现圆锥摆的情况,由此会导致有效摆长不等于绳长,影响测量精度。为此,在传统单摆测量装置的基础上,利用磁力控制摆球的运动轨迹,进而提高重力加速度测量的准确度.该方法测得重庆当地的重力加速度为g=9.788m/s~2,与原子干涉法的测量结果(9.794m/s~2)接近.     

单摆法测重力加速度的研究 普遍的修正公式

用单摆来测定重力加速度,其计算公式为g=2π~2(l/T~2) <1><1> 式是一个近似公式。由于空气的浮力、阻力、悬线的质量、摆球的质量分布、摆角的大小、秒表和米尺的系差等环境、条件、仪器的影响,如仍用<1>式计算重力加速度g,就必然会给测量结果带米不可忽视的系统误差。将上述因素都考虑进去,其修正公式为g=4π~2(l/T~2)(1 ζ) <2>式中 <3>如图所示,单摆也可以看成摆球绕O点的     

偏摆对单摆振动周期的影响

偏摆对单摆振动周期的影响莫克威（长沙交通学院４１００７６）用单摆测量重力加速度的实验中，因为采用电子计时仪器，对周期测量的精度有较大提高．但是由于各种因素的影响，单摆的摆动平面或多或少地会偏离竖直平面，俗说“偏摆”，这种干扰对单摆运动周期会造成多大影...     

用单摆测定重力加速度实验中的几点探讨

探讨了单摆测定重力加速度实验的几点误区:摆角与偏角,夹角足够小的条件,振动次数的统计,摆长测量.     

利用单摆测重力加速度时的最大摆角的再讨论

根据误差传递理论和误差合成方法确定了单摆测重力加速度时的最大摆角．     

编写SPnenu安卓软件分析单摆视频计算重力加速度

为了增强"单摆测量重力加速度"实验的效果,编写了运动视频分析安卓应用程序-SPnenu,分析单摆视频,计算重力加速度.首先,介绍了安卓软件的组成模块;然后,使用该应用程序分析单摆运动视频中周期、摆长和视频当地重力加速度;最后,与计算机平台下的视频分析软件Tracker进行对比实验,并对误差进行了讨论分析.实验表明,将基...     

微幅摆重力加速度仪的设计

微幅摆重力加速度仪采用容栅尺位移传感器测量摆长变化量,提高了测量精度,避免了摆球尺寸及重心偏移量的影响,微摆幅设计与高精度的计时装置,能使该仪器更准确地测量单摆的摆动周期,提高重力加速度的测量精度.     

自由落体仪测重力加速度实验误差及教学要求的讨论

很多高等学校都开出了用自由落体仪测重力加速度分组实验。在实验中,虽然采用了光电记时器记时,但实验结果达不到单摆测量的准确程度,误差也不大清楚。本文通过对误差的计算和分析,指出了误差的主要来     

单摆测重力加速度实验的改进

在单摆测重力加速度实验中,很难对摆长进行非常精确的测量,在较好的测量条件下其测量精度一般也只能达到毫米量级,所测得重力加速度的相对误差一般在1%左右.针对这一问题,本文通过对单摆实验装置进行改进,利用与摆线连接在一起的游标卡尺精确测量摆长的改变量而不直接测量单摆摆长,可将测量精度提高到0.02毫米.同时利用光电门测量摆球摆动周期,并对不同的摆线材质和直径进行了对比实验和分析,在最佳条件下可将重力加速度的测量误差控制在0.1%以内.     

ZY型单摆仪

ＺＹ型单摆仪王舟远（云南工学院基础部６５００５１）单摆测重力加速度是物理实验中的基础实验，要求学生用多种摆长进行振动周期的测定．现有仪器和方法是通过移动摆球位置实现改变摆长，这不仅费时费力，也难做到随意选取摆长和摆长测量的准确．由于摆球位置变动，需移...     

基于LabVIEW的单摆振动图像的探究实验

针对传统实验的不足,结合数据采集和虚拟仪器测量技术,开发了基于LabVIEW的单摆振动图像的探究实验装置,实现了单摆振动图像的绘制、单摆周期的测量和当地重力加速度的计算,直观地展示了单摆振动图像,提高了可视化效果和测量精度,降低操作难度,并将单摆振动图像演示实验和用单摆测定重力加速度实验进行了整合,提高了测量效率.     

用单摆测重力加速度的改进

1 实验概况 由单摆振动周期公式可得,所在地重力加速度由公式 实验中单摆不可能完全符合单摆模型的要求.为了减小各种不符合因素对单摆周期的影响,常规的学生实验总要求轻质细绳的长度超过1m.球形重物(摆球)直径小于1cm,摆角小于5°.