大一下物理实验【实验报告】 测万有引力
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图1: 顶视图:大物块位置I Large mass Positionsmall mass:小物体所示先放置大物块于位置I,同时使扭秤平衡。
旋转支座保持大物块可以旋转,以便大致使系统不平衡。
这将导致系统的产生旋转振荡,图2: 从实验箱中移走一块板水平放置引力扭秤1.松开箱子上的固定螺钉,释放固定装置上的摆,图3)。
图3: 降低锁紧装置,松开钟摆臂Turn locking screws clockwise:将锁紧螺母顺时针方向Locking machanisms:锁紧装置pendulum bob arm:摆锤臂.调整载物台底部的脚直到摆处于水平的中心位置(如图4)。
(摆的基座将显示为被一个光圈环绕的暗圆斑)。
带状头图4: 使用水平视线图5: 校准摆的高度图4:Side cutaway view:俯视剖视图torsion ribbon:扭力钢丝torsion ribbon head:扭力钢丝头pendulum:摆morror:镜子Look through the sight to view the reflection of the pendulum bob in the mirror:通过视觉观察摆锤在镜子里反射Pendulum bob must be centered over the mirror图5:Grasp the torsion ribbon head and loosen the Philips screwThe bottom of the pendulum bob should be flush with the floor of the图6: 调整旋转摆锤臂Top,cutaway view:顶剖视图The pendulum bob arm must be centered rotationally between the plates Small mass:小物块图7a: 设置光学水平( 例举视图图7b: 设置光学水平Top view :顶视图Reflected beam(from mirror):镜面的反射光束Screen with scale:带刻度的光屏Side view:俯视图定位反射激光束来自于镜子图8: 理想的旋转对齐4. 旋转对齐摆臂:a. 旋转固定螺钉使固定装置上升至两个固定装置几乎碰到摆臂。
扭秤法测引力常量(本讲义材料主要来自清华基础物理实验讲义和中国科技大学的物理实验教材)1.引言扭秤法测引力常量是著名的经典物理实验之一,为了确定引力常量G的数值,1798年,卡文迪许(Cavendish)用扭秤法测量了两个已知质量的球体之间的引力,成为精确测量引力常量的第一人。
19世纪,玻印亭(Poynting)和玻伊斯(Boys) 又对卡文迪许实验做了重大改进。
目前,引力常量公认为6.672 59⨯10-11 N⋅m2/kg2。
测定引力常量G的意义是极大的。
例如根据牛顿运动定律和万有引力定律可以推算出太阳系中天体的运动情况,如果能够定出G的大小,则根据上述计算和观测结果就可以确定地球的质量。
从这个意义上来说,卡文迪许是第一个称量地球的人。
算出地球的质量和体积,就可以推断地球内部的物质信息。
由于G是一个非常小的量,普通物体之间的引力非常微小,因此卡文迪许实验可以称得上是一个非常精细与精致的实验。
尽管200年后的今天,科学技术和测量手段大大提高,但这一实验的构思和方法仍然具有现实的指导意义和启发作用。
本实验的目的如下:1) 观察物体间的万有引力现象,学习和掌握卡文迪许型扭秤测引力常量的方法。
2) 试测量(万有)引力常量G。
图1 卡文迪许型扭秤外形图图2 扭秤主体结构示意图2.实验仪器卡文迪许型扭秤,半导体激光器(前端带有调焦透镜),秒表,卷尺,坐标纸。
卡文迪许型扭秤外形图如图1所示。
扭秤装在镶有玻璃板的铝框盒内,固定在底座上,扭秤的内部主体结构图见图2。
长约16cm的铍青铜扭转悬丝⑥,通过连接片与上螺杆⑤和下螺杆⑦相连接。
①是上螺杆的锁紧螺母,②是悬丝的转角调节螺母,用于调节扭秤的平衡中心位置。
③是调节悬丝上下微动的调节螺母,④是上螺杆固定的锁紧螺钉。
在下螺杆上装有反光小镜⑧和相距10.0 cm、质量m=20.0 g的两个小铅球⑨。
⑩是减缓悬丝摆动的阻尼板。
在仪器侧面有旋钮⑾,逆时针转动可以向上举起扭秤,使悬丝处于松弛休息状态。
大学物理实验报告-单摆测重力加速度大家好,今天我要给大家讲一个非常有趣的实验,那就是单摆测重力加速度。
这个实验不仅能够让我们更好地理解重力的概念,还能够让我们感受到科学的魅力。
下面就让我来给大家详细介绍一下这个实验的过程吧!我们需要准备一些材料。
这个实验需要的材料其实很简单,只需要一根细绳和一个小球就可以了。
如果你想要更加精确地测量重力加速度,还可以准备一个计时器和一个砝码。
不过,这些都是可选的,不是必须的哦!我们就要开始进行实验了。
我们需要把细绳系在一个小球上,让小球悬挂在空中。
我们可以轻轻地拉动细绳,让小球做圆周运动。
在这个过程中,你会发现小球的运动轨迹是一个非常美丽的弧线。
这就是所谓的单摆运动。
在这个实验中最重要的部分并不是观察小球的运动轨迹,而是测量小球在最低点和最高点的速度。
我们可以通过计时器来记录这两个时刻的时间,然后根据公式计算出小球在这两个时刻的速度。
这样一来,我们就可以得到小球在单摆运动中的周期了。
我们还需要测量小球在单摆运动中的振幅。
这个振幅其实就是小球从最低点到最高点的距离。
我们可以用尺子来测量这个距离,然后根据公式计算出小球的重力加速度。
我想给大家分享一下我在实验过程中的一些趣事。
其实,在实验刚开始的时候,我差点就把小球弄丢了!那时候我正在认真地测量小球在最低点和最高点的速度,结果一不小心就把细绳给松开了。
幸好我反应快,赶紧把细绳又系在了小球上。
不过这件事情也让我深刻地认识到了实验的严谨性和重要性。
通过这次实验,我对重力加速度有了更加深入的理解。
原来,重力加速度就是物体在自由落体运动中所受到的加速度。
而单摆运动则是一种非常特殊的自由落体运动,它可以让我们在不使用任何外力的情况下,直接测量物体所受到的重力加速度。
这真是太神奇了!这次实验让我受益匪浅。
它不仅让我更加热爱科学,还让我明白了一个道理:只要我们用心去探索这个世界,就一定能够发现无数奇妙的现象和规律。
所以呢,大家一定要多动手实践哦!相信你们一定也能从中收获很多快乐和知识!。
大学物理实验报告动力学综合实验讲义2015实验名称:动力学综合实验实验目的:1. 通过实验掌握质点受力运动的基本规律和实验方法。
2. 通过实验掌握加速度与力的关系,摩擦力的大小和作用规律。
3. 通过实验了解受力的合成与分解,学会应用矢量运算解决一些实际问题。
4. 训练实验数据处理与分析能力,提高实验技能。
实验仪器:1. 平衡器。
2. 带刻度的滑轮。
3. 微型直流电机与直流电源。
4. 串联电动机串联电流表。
5. 电动机绕组测温仪。
6. 纸板,金属小球,劈力器等辅助器材。
实验原理一、引力对物体的作用牛顿三定律:相互作用的两个物体之间存在一个大小相等、方向相反的力。
根据万有引力定律,两个质量分别为m1,m2的物体,它们之间的引力F为:F=G(m1m2/d2)其中,G为引力常数,d为两个物体之间的距离。
牛顿第二定律:一个物体所受合外力等于物体的质量与加速度乘积。
设一个物体所受外力为F,物体的质量为m,物体所受加速度为a,则它们之间的关系为:F=ma当弹簧劈力对一物体(m1)作用时,它所受的劈力Fp与其拉伸x的关系为:Fp=kx其中,k为劈力系数,是弹簧的劲度系数。
经过实验证明,这个规律适用于任何拉伸距离x。
由此可得Fp随x的增大而线性增加。
当物体受到静摩擦力时,摩擦力Ff的大小是不超过物体受到的压强与μs(静摩擦系数)之积的。
即:Ff≤μsN如果物体加速度为0,则Ff = μsN,N为物体所受支持力。
物体所受的动摩擦力Ff与物体所受的化学作用力相同,大小等于物体所受的支持力Fa与μk(动摩擦系数)之积,即:Ff=μkFa当物体加速度与摩擦力的方向相同时,动摩擦力向反方向产生反作用力(如制动器,车轮制动等),使物体加速度减小或停止。
五、受力合成与分解受力合成指将多个受力作用于一个物体上的推力合成为一个合力的过程。
受力的作用方向可能是不同的,因此,在进行合力计算时,必须根据矢量的几何特性,按照两个矢量的起点相接,终点相连成一个新矢量。
科学研究方法--万有引力常数G 的自由落体法精确测量我们从伽利略的自由落体实验到牛顿自然哲学数学原理的发表,感受微积分带给我们的方向,到经典物理大厦的倒塌,爱因斯坦的相对论的产生,到如今的拓扑学和计算机的出现,这每一次的看似新知识的出现,都出现着新的科学研究方法的变革,认识世界的方法,认识客观世界的基本思维方法。
现在我们真实的感受下科学研究方,我们客观的认识一下研究新事物的一种思维方法。
万有引力常数G 是一个与理论物理、天体物理和地球物理等密切相关的物理学基本常数, 它的精确测量在引力实验乃至整个实验物理学中占据着特殊地位. 尽管两个多世纪以来科学家们为此竭尽全力, 但G 的测量精度仍然是物理学基本常数中最差的. 现在我们认识实验室测量万有引力常数G 。
测G 的困难在过去的200 多年中, 人们在万有引力常数G 的测量过程中付出了极大的努力, 但引力常数G 测量精度的提高却非常缓慢, 几乎是每一个世纪才提高一个数量级. 这一领域的研究进展之所以如此缓慢,其原因是众所周知的. 首先, 万有引力是自然界四种基本相互作用力中最微弱的。
例如, 一个电子与一个质子之间的电磁相互作用约是它们之间的万有引力相互作用的1039倍。
微弱的引力信号极易被其他干扰信号所湮没, 因此在实验中必须克服电磁力、地面振动、温度变化等因素对实验的干扰, 测量必须在一些采取特别措施的实验室进行。
其次, 万有引力是不可屏蔽的, 因此检验质量必然会受到除了实验专门设置的吸引质量以外的其他物体的引力干扰, 比如实验仪器、实验背景质量、实验人员等. 另外, 移动的质量体, 如实验室附近驶过的车辆以及行人都会给实验带来引力扰动. 即使在十分偏僻安静的实验室,云层气压、雨雪等天气的变化等都会干扰测量结果。
第三, 到目前为止, 还没发现G 与任何其他基本常数之间存在确定的联系, 因此不可能用其他基本常数来间接确定G 值, 只能根据牛顿万有引力定律。
万有引力与天体运动研究报告小结示例文章篇一:《万有引力与天体运动研究报告小结》嘿,你知道吗?咱们生活的这个宇宙啊,就像一个超级神秘又超级有趣的大游乐场,而万有引力和天体运动呢,就像是这个游乐场里最刺激、最神秘的游乐项目。
咱先来说说万有引力吧。
牛顿发现万有引力的时候,那可真是一个超级伟大的时刻,就好像在黑暗中突然点亮了一盏超级亮的灯。
我就想啊,牛顿当时肯定是个超级爱思考的人。
你看啊,苹果从树上掉下来,这事儿在咱平常人眼里,那就是个再平常不过的事儿了,说不定还会想,这苹果熟了不掉下来才怪呢。
可是牛顿他老人家就不一样啊,他就琢磨着,为啥这苹果是往地上掉,而不是往天上飞呢?这一琢磨可不得了,就琢磨出了万有引力这个大宝贝。
万有引力就像是宇宙中的一条看不见的绳子。
你想啊,咱们地球上的东西,不管是大的像山,还是小的像一粒沙子,都被这条看不见的绳子给拴着呢。
而且这绳子的力量可神奇了,它不是乱拴的。
质量越大的东西,它拴得就越紧。
就好比是两个大力士在拔河,力气大的那个肯定能把力气小的那个拉得更靠近自己。
在宇宙里也是一样,像地球这么大质量的星球,就把咱们人啊、动物啊、还有那些花花草草,都紧紧地拽在自己身上。
要是没有万有引力,咱们估计就像气球一样,到处乱飞了。
那可就乱套了,说不定早上一睁眼,人就飘到外太空去了,想想都可怕。
再说说天体运动吧。
那些天体在宇宙里就像是一群舞者,各自有着自己独特的舞步。
行星绕着恒星转,就像孩子围着妈妈转一样。
拿咱们地球来说吧,地球就绕着太阳这个大火球转啊转。
我就常常在想,地球在转的时候,会不会也有累的时候呢?哈哈,这当然是开玩笑啦。
地球的这种运动可是非常有规律的,它就这么一圈又一圈地转着,带来了白天和黑夜,带来了春夏秋冬。
其他的行星也一样啊。
它们在万有引力的作用下,有条不紊地进行着自己的运动。
你看木星,那可是个大家伙,它也乖乖地按照自己的轨道运行。
这就好比是在一个超级大的舞池里,每个舞者都知道自己的位置,都知道自己该怎么跳,谁也不会乱了脚步。
大学物理重力加速度的测定实验报告范文一、实验任务精确测定银川地区的重力加速度二、实验要求测量结果的相对不确定度不超过5%三、物理模型的建立及比较初步确定有以下六种模型方案:方法一、用打点计时器测量所用仪器为:打点计时器、直尺、带钱夹的铁架台、纸带、夹子、重物、学生电源等.利用自由落体原理使重物做自由落体运动.选择理想纸带,找出起始点0,数出时间为t的p点,用米尺测出op的距离为h,其中t=0.02秒×两点间隔数.由公式h=gt2/2得g=2h/t2,将所测代入即可求得g.方法二、用滴水法测重力加速度调节水龙头阀门,使水滴按相等时间滴下,用秒表测出n个(n取50—100)水滴所用时间t,则每两水滴相隔时间为t′=t/n,用米尺测出水滴下落距离h,由公式h=gt′2/2可得g=2hn2/t2.方法三、取半径为r的玻璃杯,内装适当的液体,固定在旋转台上.旋转台绕其对称轴以角速度ω匀速旋转,这时液体相对于玻璃杯的形状为旋转抛物面重力加速度的计算公式推导如下:取液面上任一液元a,它距转轴为x,质量为m,受重力mg、弹力n.由动力学知:ncosα-mg=0 (1)nsinα=mω2x (2)两式相比得tgα=ω2x/g,又tgα=dy/dx,∴dy=ω2xdx/g,∴y/x=ω2x/2g. ∴g=ω2x2/2y..将某点对于对称轴和垂直于对称轴最低点的直角坐标系的坐标x、y测出,将转台转速ω代入即可求得g.方法四、光电控制计时法调节水龙头阀门,使水滴按相等时间滴下,用秒表测出n个(n取50—100)水滴所用时间t,则每两水滴相隔时间为t′=t/n,用米尺测出水滴下落距离h,由公式h=gt′2/2可得g=2hn2/t2.方法五、用圆锥摆测量所用仪器为:米尺、秒表、单摆.使单摆的摆锤在水平面内作匀速圆周运动,用直尺测量出h(见图1),用秒表测出摆锥n转所用的时间t,则摆锥角速度ω=2πn/t摆锥作匀速圆周运动的向心力f=mgtgθ,而tgθ=r/h所以mgtgθ=mω2r由以上几式得:g=4π2n2h/t2.将所测的n、t、h代入即可求得g值.方法六、单摆法测量重力加速度在摆角很小时,摆动周期为:则通过对以上六种方法的比较,本想尝试利用光电控制计时法来测量,但因为实验室器材不全,故该方法无法进行;对其他几种方法反复比较,用单摆法测量重力加速度原理、方法都比较简单且最熟悉,仪器在实验室也很齐全,故利用该方法来测最为顺利,从而可以得到更为精确的值。
大学物理重力加速度的测定实验报告实验目的本实验旨在通过测定自由落体运动的时间和位移数据,计算出地球上的重力加速度,并了解测量误差的处理方法。
实验原理自由落体运动是指物体在没有任何外力作用下,从静止开始自由运动的情况。
在实验中,我们会利用自由落体运动的情况来测定重力加速度。
自由落体运动的路程与时间之间的关系可以用以下公式表示:$d=\\frac{1}{2}gt^2$其中,d代表物体下落的位移,g代表重力加速度,t代表下落的时间。
通过测量下落的时间和位移,我们可以计算出重力加速度g。
实验材料和设备•自由落体实验器•计时器•尺子或直尺实验步骤1.在实验室内设置自由落体实验器,保证垂直下落的物体不受任何干扰,并且与测量尺子垂直。
2.调整实验器,使得下落物体从计时器的触发器处开始运动。
3.用计时器测量下落物体的时间,并记录数据。
4.用尺子或直尺测量下落物体的位移,并记录数据。
5.根据测量数据计算出重力加速度g。
6.重复以上步骤多次,取平均值作为最终结果。
实验数据及结果以下是三次测量的时间和位移数据:时间(s)位移(m)0.463 1.110.472 1.150.455 1.08根据上表数据可以计算出平均重力加速度:$g=\\frac{2d}{t^2}=9.83m/s^2$实验误差分析和处理实验中可能会出现一些误差,如气流扰动、实验器调整不好、计时误差等。
这些误差都会影响实验结果的准确性和精度。
为了降低误差,我们可以采取以下措施:1.尽可能减小气流的扰动,将实验器摆放在通风较好的地方。
2.调整实验器,使其最大限度地减小位移误差。
3.多次测量,并计算平均值。
根据实验数据的误差分析,我们可以得出结论:在本次实验中,测定的重力加速度为9.83m/s2,该值与实际值9.81m/s2比较接近,实验结果较为准确。
结论通过本次实验,我们了解了物理实验中的基本原理、方法和步骤,掌握了重力加速度的计算方法,并学会了处理实验误差的方法,这些对于我们进行物理实验和科学研究都是非常重要的。
《物理实验教案:测量重力加速度的方法》一、引言重力加速度是物理学中的一个重要参数,它描述了任何物体在重力作用下的加速度。
测量重力加速度的方法可以去探索并验证地球重力场的特性以及地球的质量和大小。
本文将介绍三种常用的测量重力加速度的方法,分别是自由落体法、摆钟法和振动法。
二、自由落体法自由落体法是一种常用的测量重力加速度的方法。
它基于物体在自由下落的情况下,重力是唯一的作用力,可以利用物体的下落时间和下落的距离来计算重力加速度。
具体实验步骤如下:1. 准备一个垂直平整的垂直墙面,并在墙上标记出不同高度的刻度线。
2. 使用一个计时器,测量同一个物体自上而下自由下落所用的时间,并记录下来。
3. 重复上述步骤多次,然后计算出平均下落时间。
4. 根据下落距离和平均下落时间,计算重力加速度。
公式为g = 2h/t²,其中g 为重力加速度,h为下落距离,t为下落时间。
通过多次重复实验,可以得到准确的重力加速度数值。
三、摆钟法摆钟法是另一种常用的测量重力加速度的方法。
它基于摆钟的周期与重力加速度的关系,通过测量摆钟的周期来获得重力加速度的数值。
具体实验步骤如下:1. 准备一个简单的摆钟,例如一根线和一个小球,使其在一个固定的点上摆动。
2. 使用一个计时器,测量摆钟的完整周期,并记录下来。
3. 重复上述步骤多次,然后计算出平均周期。
4. 根据重力加速度与周期的关系公式,计算重力加速度。
公式为g = 4π²L/T²,其中g为重力加速度,L为摆钟的线长,T为周期。
通过多次实验,可以得到准确的重力加速度数值。
四、振动法振动法是一种用于测量重力加速度的方法。
它基于弹簧振子或简谐振子在重力作用下的周期与重力加速度的关系,通过测量振子的周期来得到重力加速度。
具体实验步骤如下:1. 准备一个弹簧振子或简谐振子,并固定在一个平面上。
2. 使用一个计时器,测量振子一个完整周期所用的时间,并记录下来。
3. 重复上述步骤多次,然后计算出平均周期。
大学物理重力加速度的测定实验报告范文一、实验任务精确测定银川地区的重力加速度二、实验要求测量结果的相对不确定度不超过5%三、物理模型的建立及比较初步确定有以下六种模型方案:方法一、用打点计时器测量所用仪器为:打点计时器、直尺、带钱夹的铁架台、纸带、夹子、重物、学生电源等.利用自由落体原理使重物做自由落体运动.选择理想纸带,找出起始点0,数出时间为t的p点,用米尺测出op的距离为h,其中t=0.02秒×两点间隔数.由公式h=gt2/2得g=2h/t2,将所测代入即可求得g.方法二、用滴水法测重力加速度调节水龙头阀门,使水滴按相等时间滴下,用秒表测出n个(n取50—100)水滴所用时间t,则每两水滴相隔时间为t′=t/n,用米尺测出水滴下落距离h,由公式h=gt′2/2可得g=2hn2/t2.方法三、取半径为r的玻璃杯,内装适当的液体,固定在旋转台上.旋转台绕其对称轴以角速度ω匀速旋转,这时液体相对于玻璃杯的形状为旋转抛物面重力加速度的计算公式推导如下:取液面上任一液元a,它距转轴为x,质量为m,受重力mg、弹力n.由动力学知:ncosα-mg=0 (1)nsinα=mω2x (2)两式相比得tgα=ω2x/g,又tgα=dy/dx,∴dy=ω2xdx/g,∴y/x=ω2x/2g. ∴g=ω2x2/2y..将某点对于对称轴和垂直于对称轴最低点的直角坐标系的坐标x、y测出,将转台转速ω代入即可求得g.方法四、光电控制计时法调节水龙头阀门,使水滴按相等时间滴下,用秒表测出n个(n取50—100)水滴所用时间t,则每两水滴相隔时间为t′=t/n,用米尺测出水滴下落距离h,由公式h=gt′2/2可得g=2hn2/t2.方法五、用圆锥摆测量所用仪器为:米尺、秒表、单摆.使单摆的摆锤在水平面内作匀速圆周运动,用直尺测量出h(见图1),用秒表测出摆锥n转所用的时间t,则摆锥角速度ω=2πn/t摆锥作匀速圆周运动的向心力f=mgtgθ,而tgθ=r/h所以mgtgθ=mω2r由以上几式得:g=4π2n2h/t2.将所测的n、t、h代入即可求得g值.方法六、单摆法测量重力加速度在摆角很小时,摆动周期为:则通过对以上六种方法的比较,本想尝试利用光电控制计时法来测量,但因为实验室器材不全,故该方法无法进行;对其他几种方法反复比较,用单摆法测量重力加速度原理、方法都比较简单且最熟悉,仪器在实验室也很齐全,故利用该方法来测最为顺利,从而可以得到更为精确的值。
单摆测重力加速度实验报告实验背景:重力是地球和其他星体互相作用的万有引力,是物理学中最基本的力之一。
本实验通过单摆的运动来测量地球表面上的重力加速度。
实验材料:1.单摆(包括球体、棒杆、支架)2.计时器3.直尺4.天平实验原理:单摆是由一个质量为m的球体通过一根质量可忽略不计的细长钢丝与一根不可摆动的垂直杆相连接而成。
当球体被拉离静止位置放开时,它就会在重力的作用下摆动。
球体运动的周期与重力加速度g及摆长L有关系,公式如下所示:T=2π√(L/g)实验步骤:1.使用天平测量球体、棒杆等物体的质量。
2.将单摆固定在支架上,并测量摆的长度L。
3.将球体离开静止位置,利用计时器测量单摆运动的周期T。
4.重复步骤3多次,取平均值。
5.根据公式计算重力加速度g的数值。
实验结果:利用上述公式和实验结果可以计算出重力加速度g的数值。
下列是三个实验结果:实验结果一:摆长L为0.8m,周期T为1.97s,通过计算得到的重力加速度g为9.885m/s²。
实验结果二:摆长L为1m,周期T为2.18s,通过计算得到的重力加速度g 为9.581m/s²。
实验结果三:摆长L为0.6m,周期T为1.69s,通过计算得到的重力加速度g为10.827m/s²。
结论:通过上述实验可以发现,重力加速度在不同的条件下计算出的数值可能会有一定的误差,但是误差范围不会太大。
我们还可以利用单摆测量其他的物理量,比如空气密度、钢丝直径等。
总之,单摆测重力加速度实验是一项非常有价值的实验,可以帮助我们更好地理解万有引力和运动规律。
此外,单摆测重力加速度实验不仅在理论上有很大的意义,在实际应用中也有着广泛的应用。
比如,无人机、火箭等飞行器的设计和控制,加载测试等领域都需要精确测量地球表面上的重力加速度。
需要注意的是,在进行单摆测重力加速度实验时,我们需要注意许多细节。
例如,球体的质量需要精确测量,摆长需要准确测量,让摆的振幅尽量小,以避免摆的受阻力的影响等等。
《大学物理》实验报告一、实验目的本实验旨在通过观察和测量物理现象,理解和掌握物理学的原理和实验方法,培养实验技能和科学素养。
二、实验原理在物理学中,许多现象和规律都可以通过实验来揭示和验证。
本实验将通过以下原理进行实验:1、牛顿第二定律:力等于质量乘以加速度,即F = ma。
2、欧姆定律:电流等于电压除以电阻,即I = V/R。
3、法拉第电磁感应定律:感应电动势等于磁通量变化率与线圈匝数的乘积,即E = n(dΦ)/(dt)。
三、实验步骤1、准备实验器材:小车、小钩码、轨道、光电门、电磁铁、电源、电阻箱、线圈等。
2、进行实验操作:将小车放在轨道上,安装光电门以测量小车的速度,连接电源和电磁铁,调整电阻箱和线圈的阻值。
3、记录实验数据:通过控制变量法,分别改变小车的质量、电磁铁的电流、电阻箱的阻值等,记录小车的速度、加速度、电流、电压等数据。
4、分析实验数据:根据实验数据,分析各个变量对小车运动的影响,验证牛顿第二定律和欧姆定律。
5、撰写实验报告:将实验过程和结果进行总结,得出结论。
四、实验结果及分析1、牛顿第二定律验证:根据实验数据,当小车的质量增加时,其加速度减小;当施加的力增加时,加速度也增加。
这符合牛顿第二定律的预测,即力等于质量乘以加速度。
2、欧姆定律验证:通过测量电流和电压,发现电流与电压成正比,符合欧姆定律的预测,即电流等于电压除以电阻。
3、法拉第电磁感应定律验证:当磁通量变化时,线圈中产生了感应电动势。
实验数据也显示,感应电动势与磁通量变化率和线圈匝数成正比,符合法拉第电磁感应定律的预测。
五、结论通过本实验,我们验证了牛顿第二定律、欧姆定律和法拉第电磁感应定律。
这些实验结果进一步巩固了我们对物理学原理的理解和应用能力。
实验过程中的操作技巧和方法也为我们未来的科学研究打下了基础。
在今后的学习和实践中,我们应该继续加强对物理学的理解和应用,为解决实际问题提供科学依据。
大学物理实验报告一、实验目的本实验旨在通过测量不同材料的光学常数和吸收系数,深入理解光的传播和吸收规律,探索不同材料对光的响应特性,为实际应用提供理论支持。
一、实验背景引力,作为宇宙中最基本的力之一,一直是物理学研究的重要课题。
为了直观地理解引力,我们设计了一系列实验,通过简单的物理模型和日常生活中的现象,帮助人们更好地把握引力的本质。
二、实验目的1. 通过实验,使参与者对引力有直观的认识。
2. 体验引力在日常生活中的应用和影响。
3. 了解引力与质量、距离的关系。
三、实验材料1. 几个不同质量的物体(如铁球、铅球、木球等)。
2. 一个弹簧秤。
3. 一个透明塑料瓶。
4. 一些小石子。
5. 一些细沙。
6. 一些水。
四、实验步骤1. 质量与引力关系实验(1)将几个不同质量的物体分别悬挂在弹簧秤上,观察并记录弹簧的伸长情况。
(2)分析不同质量物体所受引力的大小,得出质量与引力成正比的结论。
2. 引力与距离关系实验(1)将透明塑料瓶装满水,放入沙子中,观察水的形状。
(2)在塑料瓶中放入小石子,观察水的形状变化,体验引力如何使物体向中心靠拢。
(3)改变塑料瓶中石子的数量和位置,观察水的形状变化,体验引力与距离的关系。
3. 时间与引力关系实验(1)将沙漏放在重力较大的地方(如地球表面)和重力较小的地方(如月球表面)进行对比实验。
(2)观察沙子流动的速度,体验引力对时间流逝的影响。
五、实验结果与分析1. 实验结果表明,质量与引力成正比,即质量越大,所受引力越大。
2. 实验结果表明,引力会使物体向中心靠拢,且引力与距离的平方成反比。
3. 实验结果表明,引力对时间流逝有影响,引力越大,时间流逝越慢。
六、实验结论1. 引力是宇宙中最基本的力之一,与质量、距离有关。
2. 引力会使物体向中心靠拢,且引力与距离的平方成反比。
3. 引力对时间流逝有影响,引力越大,时间流逝越慢。
七、实验拓展1. 探究地球上的重力与地球质量、半径的关系。
2. 研究引力在宇宙中的传播和作用。
3. 探索引力在日常生活和科技领域的应用。
通过本次实验,我们直观地了解了引力的本质和特性,为后续的物理学研究奠定了基础。
此在不知道地球质量的前提下,根本无法测量引力常量G (反之亦然)。
亨利·卡文迪许在1798年时找到了答案,当时他在实验室中做扭秤实验,用扭秤测量两个差不多大小的物体之间的万有引力。
他定义的G 值使得地球的质量和密度得以测量。
100多年前在更精确的仪器还没有被制造出来的情况下,卡文迪许的实验是很好的。
两质心距离大约46.5毫米(一个近似于重力扭秤的情况),质量为15克与1.5千克物块之间的万有引力大约是10107-⨯牛顿。
如果这个不像是一个测得的微小量,那么仔细考虑一下这个小物块的重力超过这个数量的两亿倍。
地球对于小物块的巨大吸引力相比对大物块吸引力,是最初导致测量引力常数成为一个艰巨任务的原因。
扭秤(由卡文迪许发明)提供了一个在实验中忽略地球引力这一压倒性影响的方法。
它还提供了一个足够精巧的力,能够平衡大小两物块之间微小的万有引力。
这一个力由扭曲一个非常薄的铍铜片而提供。
图 1: 顶视图Light beam :光束Large mass Position I :大物块位置I Large mass Position ∏:大物块位置∏ Mirror :镜片 small mass :小物体如图1所示先放置大物块于位置I ,同时使扭秤平衡。
旋转支座保持大物块可以旋转,以便大物块旋转至位置II ,致使系统不平衡。
这将导致系统的产生旋转振荡,当光束照射镜子产生偏转时,观察光点在比例尺上的移动。
实验设置预备设置:1.在平台上放置好载物台,将桌子固定以便引力扭称置于距离墙面或屏幕5米处。
为得到最佳结果,使用非常坚固的桌子如光学实验用的桌子。
2.小心的将重力扭秤放置于载物台上。
3.通过移走螺钉来移动前夹板。
4.用螺钉固定透明塑料板Pendulum chamber:摆室Pendulum bob:摆锤Aluminum plate:铝板图2: 从实验箱中移走一块板水平放置引力扭秤1.松开箱子上的固定螺钉,释放固定装置上的摆,将固定装置下降到最低位置(如图3)。
物理实验报告模板物理实验报告模板一、实验目的与意义在这一部分,你需要简明扼要地描述本次实验的目标和它的重要性。
这一部分通常包括对所进行实验的简要介绍,以及实验对于理解物理原理、现象或应用的意义。
二、实验原理这一部分需要详细解释实验的物理原理。
你应该阐述你所使用的每个物理定律、公式和理论,并解释它们在实验中的应用。
通过这种方式,读者将能够理解实验的设计思路和理论基础。
三、实验设备与材料在这一部分,你需要列出进行实验所需的所有设备和材料,并简要描述它们的用途。
这可能包括各种测量设备(例如,尺子、秤、计时器等)、实验器材(例如,滑轮、弹簧、导轨等)和实验材料(例如,金属块、液体、光学元件等)。
四、实验步骤与记录这一部分需要详细描述实验的过程,以及你在进行实验时所记录的各项数据。
你应该分步骤地描述实验,包括每一个步骤中你所做的操作和你所记录的数据。
对于数据的记录,应该包括每次测量所得的数据和任何重复测量的结果。
五、实验结果与分析在这一部分,你需要展示你的实验结果,并对这些结果进行解释和分析。
这可能包括绘制图表、进行数据计算、比较实验结果与理论预测的差异等。
你应该基于所学的物理原理,对实验结果进行解释和分析,并讨论可能的误差来源。
六、结论与总结在这一部分,你需要总结你的实验结果,并指出这些结果对你的理解和应用物理原理有何影响。
你也可以讨论这些结果对于未来的研究或实际应用的潜在价值。
七、参考文献在这一部分,你需要列出你在撰写报告过程中引用的所有文献。
这应该包括书籍、期刊文章、网络资源等。
对于每篇文献,你应该提供完整的标题、作者姓名、出版年份和期刊名(或出版社名)。
一、实验目的与意义本实验旨在探究自由落体运动中重力加速度与物体质量的关系。
通过对这一基本物理现象的研究,我们能够更深入地理解万有引力和自由落体的基本规律。
二、实验原理根据万有引力定律,地球对物体的引力与物体的质量成正比。
在忽略空气阻力的情况下,自由落体在地球上的加速度(重力加速度)应与物体质量无关。
大学物理重力加速度的测定实验报告范文一、实验任务精确测定银川地区的重力加速度二、实验要求测量结果的相对不确定度不超过5%三、物理模型的建立及比较初步确定有以下六种模型方案:方法一、用打点计时器测量所用仪器为:打点计时器、直尺、带钱夹的铁架台、纸带、夹子、重物、学生电源等.利用自由落体原理使重物做自由落体运动.选择理想纸带,找出起始点0,数出时间为t的p点,用米尺测出op的距离为h,其中t=0.02秒×两点间隔数.由公式h=gt2/2得g=2h/t2,将所测代入即可求得g.方法二、用滴水法测重力加速度调节水龙头阀门,使水滴按相等时间滴下,用秒表测出n个(n取50—100)水滴所用时间t,则每两水滴相隔时间为t′=t/n,用米尺测出水滴下落距离h,由公式h=gt′2/2可得g=2hn2/t2.方法三、取半径为r的玻璃杯,内装适当的液体,固定在旋转台上.旋转台绕其对称轴以角速度ω匀速旋转,这时液体相对于玻璃杯的形状为旋转抛物面重力加速度的计算公式推导如下:取液面上任一液元a,它距转轴为x,质量为m,受重力mg、弹力n.由动力学知:ncosα-mg=0 (1)nsinα=mω2x (2)两式相比得tgα=ω2x/g,又tgα=dy/dx,∴dy=ω2xdx/g,∴y/x=ω2x/2g. ∴g=ω2x2/2y..将某点对于对称轴和垂直于对称轴最低点的直角坐标系的坐标x、y测出,将转台转速ω代入即可求得g.方法四、光电控制计时法调节水龙头阀门,使水滴按相等时间滴下,用秒表测出n个(n取50—100)水滴所用时间t,则每两水滴相隔时间为t′=t/n,用米尺测出水滴下落距离h,由公式h=gt′2/2可得g=2hn2/t2.方法五、用圆锥摆测量所用仪器为:米尺、秒表、单摆.使单摆的摆锤在水平面内作匀速圆周运动,用直尺测量出h(见图1),用秒表测出摆锥n转所用的时间t,则摆锥角速度ω=2πn/t摆锥作匀速圆周运动的向心力f=mgtgθ,而tgθ=r/h所以mgtgθ=mω2r由以上几式得:g=4π2n2h/t2.将所测的n、t、h代入即可求得g值.方法六、单摆法测量重力加速度在摆角很小时,摆动周期为:则通过对以上六种方法的比较,本想尝试利用光电控制计时法来测量,但因为实验室器材不全,故该方法无法进行;对其他几种方法反复比较,用单摆法测量重力加速度原理、方法都比较简单且最熟悉,仪器在实验室也很齐全,故利用该方法来测最为顺利,从而可以得到更为精确的值。
大学物理重力加速度的测定实验报告范文一、实验任务精确测定银川地区的重力加速度二、实验要求测量结果的相对不确定度不超过5%三、物理模型的建立及比较初步确定有以下六种模型方案:方法一、用打点计时器测量所用仪器为:打点计时器、直尺、带钱夹的铁架台、纸带、夹子、重物、学生电源等.利用自由落体原理使重物做自由落体运动.选择理想纸带,找出起始点0,数出时间为t的p点,用米尺测出op的距离为h,其中t=0.02秒×两点间隔数.由公式h=gt2/2得g=2h/t2,将所测代入即可求得g.方法二、用滴水法测重力加速度调节水龙头阀门,使水滴按相等时间滴下,用秒表测出n个(n取50—100)水滴所用时间t,则每两水滴相隔时间为t′=t/n,用米尺测出水滴下落距离h,由公式h=gt′2/2可得g=2hn2/t2.方法三、取半径为r的玻璃杯,内装适当的液体,固定在旋转台上.旋转台绕其对称轴以角速度ω匀速旋转,这时液体相对于玻璃杯的形状为旋转抛物面重力加速度的计算公式推导如下:取液面上任一液元a,它距转轴为x,质量为m,受重力mg、弹力n.由动力学知:ncosα-mg=0 (1)nsinα=mω2x (2)两式相比得tgα=ω2x/g,又tgα=dy/dx,∴dy=ω2xdx/g,∴y/x=ω2x/2g. ∴g=ω2x2/2y..将某点对于对称轴和垂直于对称轴最低点的直角坐标系的坐标x、y测出,将转台转速ω代入即可求得g.方法四、光电控制计时法调节水龙头阀门,使水滴按相等时间滴下,用秒表测出n个(n取50—100)水滴所用时间t,则每两水滴相隔时间为t′=t/n,用米尺测出水滴下落距离h,由公式h=gt′2/2可得g=2hn2/t2.方法五、用圆锥摆测量所用仪器为:米尺、秒表、单摆.使单摆的摆锤在水平面内作匀速圆周运动,用直尺测量出h(见图1),用秒表测出摆锥n转所用的时间t,则摆锥角速度ω=2πn/t摆锥作匀速圆周运动的向心力f=mgtgθ,而tgθ=r/h所以mgtgθ=mω2r由以上几式得:g=4π2n2h/t2.将所测的n、t、h代入即可求得g值.方法六、单摆法测量重力加速度在摆角很小时,摆动周期为:则通过对以上六种方法的比较,本想尝试利用光电控制计时法来测量,但因为实验室器材不全,故该方法无法进行;对其他几种方法反复比较,用单摆法测量重力加速度原理、方法都比较简单且最熟悉,仪器在实验室也很齐全,故利用该方法来测最为顺利,从而可以得到更为精确的值。