大学物理实验报告复摆法测重力加速度

实验名称： 复摆法侧重力加速度仪器与用具：复摆、秒表。

复摆，一块有刻度的匀质钢板，板面上从中心向两侧对称的开一些悬孔。

另有一固定刀刃架用以悬挂钢板。

调节刀刃水平螺丝，调节刀刃水平。

实验目的：①了解复摆小角摆动周期与回转轴到复摆重心距离的关系。

②测量重力加速度。

实验报告内容（原理预习、操作步骤、数据处理、误差分析、思考题解答）[实验原理]一个围绕定轴摆动的刚体就是复摆。

当复摆的摆动角θ很小时，复摆的振动可视为角谐振动。

根据转动定律有22dtd JJ mgb θβθ-=-=即022=+θθJm g b dtd可知其振动角频率 Jm g b =ω角谐振动的周期为m g b J T π2= （3.3.10）式中J 为复摆对回转轴的转动惯量；m 为复摆的质量；b 为复摆重心至回转轴的距离；g 为重力加速度。

如果用Jc 表示复摆对过质心轴的转动惯量，根据平行轴定理有2mbJc J += (3.3.11)将式（3.3.11）代入式（3.3.10）得 mgbmb Jc T 22+=π（3.3.12）以b 为横坐标，T 为纵坐标，根据实验测得b 、T 数据，绘制以质心为原点的T-b 图线，如图3.3.3所示。

左边一条曲线为复摆倒挂时的b T '-'曲线。

过T 轴上1T T =点作b 轴的平行线交两条曲线于点A 、B 、C 、D 。

则与这4点相对应的4个悬点A '、B '、C '、D '都有共同的周期T 1。

设1b A O ='，2b B O ='，1b C O '='，2b D O '='，则有 121121122b mg b m Jc mgb mb Jc T ''+=+=ππ或222222122b mg b m Jc mgbmb Jc T ''+=+=ππ消去Jc ，得gb b gb b T 2211122'+='+=ππ（3.3.13）将式（3.3.13）与单摆周期公式相比较 ，可知与复摆周期相同的单摆的摆长 11b b l '+=或 22b b l '+=，故称11b b '+（或22b b '+）为复摆的等值摆长。

一、实验目的1. 了解复摆的振动规律。

2. 学习使用复摆进行测量，掌握测量摆长、摆角和周期的方法。

3. 通过实验，验证单摆周期公式，加深对单摆理论的理解。

二、实验原理复摆是一种由两个或多个单摆组成的系统，其振动规律与单摆类似。

在理想情况下，复摆的周期仅与摆长和重力加速度有关，与摆角无关。

本实验通过测量复摆的周期，验证单摆周期公式。

单摆周期公式为：\[ T = 2\pi \sqrt{\frac{L}{g}} \]其中，T为周期，L为摆长，g为重力加速度。

三、实验器材1. 复摆装置2. 刻度尺3. 秒表4. 计算器四、实验步骤1. 将复摆装置固定在支架上，确保复摆可以自由摆动。

2. 使用刻度尺测量复摆的摆长，记录数据。

3. 调整复摆的摆角，使其在30°~60°之间。

4. 使用秒表测量复摆摆动n次所需的时间，记录数据。

5. 重复步骤3和4，进行多次测量，取平均值。

6. 根据单摆周期公式，计算理论周期，并与实验周期进行比较。

五、实验数据及处理1. 摆长L = 1.0 m2. 摆角θ = 45°3. n = 104. 实验周期T1 = 1.5 s5. 实验周期T2 = 1.4 s6. 实验周期T3 = 1.6 s7. 平均实验周期T = (T1 + T2 + T3) / 3 = 1.5 s六、实验结果与分析1. 根据单摆周期公式，计算理论周期：\[ T_{理论} = 2\pi \sqrt{\frac{L}{g}} = 2\pi \sqrt{\frac{1.0}{9.8}}\approx 1.97 \text{ s} \]2. 比较实验周期与理论周期：\[ \frac{T_{理论}}{T} = \frac{1.97}{1.5} \approx 1.32 \]3. 分析误差来源：a. 实验误差：由于测量误差、计时误差等因素，导致实验周期与理论周期存在一定偏差。

b. 理论误差：单摆周期公式是在理想情况下得出的，实际实验中，复摆的振动会受到空气阻力、摆线质量等因素的影响，导致实验结果与理论值存在一定偏差。

用复摆测重力加速度实验报告本次实验的主要目的是通过复摆实验来检测地心引力的大小，并确定出地球上的重力加速度。

实验过程中运用基本物理原理，通过实验数据求出重力加速度大小。

二、实验原理复摆，又称双摆，是由英国物理学家牛顿在1700年实验发现的。

复摆实验是指用悬挂在绳上的摆，以自由摆动的方式来研究物体行进的规律，从而确定出地心引力的大小，并确定地球上的重力加速度。

复摆运动，采用受到重力力的作用，由弹性力和摩擦力的作用，摆会由一定的速度一直摆动，并且摆的角度也保持不变。

实验中，我们采用的是普通的双摆，即有重物（放在绳子下端）绳子，及悬挂绳子上端的木棒摆（可以考虑为质点，不考虑质量的情况），以此来模拟重力对其作用，并采用仪器监测摆的角度和摆动时间等参数，从而得出重力加速度大小。

三、实验准备1、具和材料：（1）准备一根绳子，长度可以根据实际情况调整；（2）准备一个悬挂在绳子上的木棒，需要满足：a）尽量质量轻，以减少摩擦力；b）木棒摆的重心要尽量准确（以让其在飞檐走壁时平行于地面）；（3）一个木架，用于悬挂绳子；（4）一个可以测量悬挂物角度的仪器，比如摆仪、水平尺等；（5）一个加速度计，用来测定摆动时间；2、考虑安全：在进行实验时，要考虑到安全问题，确保位置安全，防止摆动致人受伤，仪器在实验过程中要牢固安装，不能把实验过程中的任何摆动速度和角度等参数影响到实验精度。

四、实验步骤1、装：①木架安装在平整平稳的地面上；②木架上安装一根绳子，两端各要固定牢固；③木棒摆放在绳子的上端，并使木棒摆的重心和中心线完全重合，确保木棒摆的重心在飞檐走壁时平行于地面；④加速度计安装在木架上；⑤测量悬挂物角度的仪器安装在木架上；2、开始实验：①木棒摆晃动，一开始晃动的角度和速度可以自己控制；② 使用仪器测量木棒摆晃动的角度，把测量结果记录下来；③时使用加速度计测量摆动时间，把测量结果记录下来；④复步骤①-③，一直重复到摆动的角度和时间趋于稳定；3、数据处理：根据实验记录的数据，通过计算运用物理定律，可以求出重力加速度的大小。

大学物理实验报告复摆法测重力加速度内容
本实验旨在利用复摆法测量重力加速度。

实验仪器包括72 cm长铝管臂、影线、调整扳手、油流仪、抗干扰模块（磁力仪）等。

实验具体过程如下：
①准备实验用具：将铝杆的一端对中心的轴心进行锁定，另一端悬挂影线，影线附设油流仪，并将抗干扰模块（磁力仪）安装在144 cm处。

②校准测定：用调整扳手将油流仪上手调整搓紧，使其只和差不多在管臂上可活动，同时释放影线上的油流仪，当管臂上油流仪呈摆动状态时，磁力仪会同步记下摆动极点。

③记录数据：经过连续记录3次摆动极点，并且用Excel计算摆动周期，最后通过下面的公式：
g=4 π2T2/L3
④最后测得的重力加速度g≈9.80m/s2
实验最后的结果表明：通过复摆法可以得到准确的重力加速度，实验大多数结果符合物理原理以及数据的要求。

此外，实验者需要注意复摆实验中细节，以便获得更加精确的测量结果。

总之，本实验通过复摆法测得重力加速度，实验过程较为容易并且结果较为准确，但同时在测量过程中也应保持谨慎，以便获得更加准确的结果。

复摆的实验报告-精品复摆的实验报告-精品2020-12-12【关键字】方案、目录、情况、方法、动力、成绩、质量、系统、有效、平衡、了解、研究、特点、位置、关键、理想、项目、资源、作用、水平、任务、反映、速度、关系、分析、调节、指导、分工、方向、中心篇一：实验报告_复摆实验【实验题目】复摆实验【实验记录】1. 复摆中心G的位置：0刻度处3. 计算重力加速度g:4?2T12?T22T12?T22g2(h1?h2)2(h1?h2)g=9.905kg/m214. 作T-h图5. 利用mgT2h?4?2IG?4?2mh2，作T2h~h2关系图，考察其线形关系，由最小二乘法计算g和复摆对重心的转动惯量IG。

IG=0.002536kg*m*m【结论与讨论】误差分析：1 在实验中，复摆的摆动不能很好的控制在同一平面摆动。

2 实验前没有很好的调节复摆对称。

3 复摆摆动可能幅度过大。

结论：利用复摆可以测量重力加速度，同时还可以由这个方法衍生开来测量不规则物体的转动惯量。

成绩（满分30分）：指导教师签名：日期：篇二：复摆实验报告【实验题目】复摆实验【实验记录】1. 复摆中心g的位置：0刻度处3. 计算重力加速度g:4?2t12?t22t12?t22g2(h1?h2)2(h1?h2)g=9.905kg/m2 14. 作t-h图5. 利用mgt2h?4?2ig?4?2mh2，作t2h~h2关系图，考察其线形关系，由最小二乘法计算g和复摆对重心的转动惯量ig。

ig=0.002536kg*m*m 【结论与讨论】误差分析：1 在实验中，复摆的摆动不能很好的控制在同一平面摆动。

2 实验前没有很好的调节复摆对称。

3 复摆摆动可能幅度过大。

结论：利用复摆可以测量重力加速度，同时还可以由这个方法衍生开来测量不规则物体的转动惯量。

成绩（满分30分）：指导教师签名：日期：2篇二：实验报告_复摆实验【实验题目】复摆实验【实验记录】1. 复摆中心g的位置：3. 计算重力加速度g:4?2t12?t22t12?t22= g2(h1?h2)2(h1?h2)g= 14. 作t-h图5. 利用mgth?4?ig?4?mh，作th~h关系图，考察其线形关系，由最小二乘法计 22222算g和复摆对重心的转动惯量ig。

《复摆法测重力加速度》
复摆法测重力加速度是求解单位体积上的重力加速度的一种有效方法。

它是以持续而
稳定的运动来测量小时间量单位面积上的重力加速度。

Polykarp Kusch在55年提出了这
一方法，它是基于动量定理和牛顿第二定律，通过复摆运动测定重力加速度。

它的过程为：1.线加速摆，由于重力的作用水平摆动的行程的比垂直摆动的行程更短，通过观察摆动的
次数，就可以把重力加速度确定下来。

2.重力倾斜试验，将摆设在体积不同的物体上，并
在水平面上量出和物体高度的关系，根据抛物线的斜率求出重力加速度。

3.交换法，重力
假设一定，将一把摆放在地球表面上，一把放入重力偏离地球表面的抛物线上，然后计算
水平摆动的次数，从而计算出重力加速度。

复摆法测重力加速度在研究地质或物理学的方面有很大的作用，它可以对小范围的地
底层数据进行处理，可以进行精确的地质或物理层次识别。

此外，由于它能够快速地测量
重力加速度，它也被用于量测空间中的重力，并制定运行空间中卫星的轨道，特别是用于
定义地球重力场表面和测量地形特征，如河床和海拔高度，从而把重力学与地理学息息相关。

复摆法测重力加速度实验报告
通过重力观测实验，测试复摆法测重力加速度a的可行性，并用复摆法测重力加速度实验来获取重力加速度a的具体值。

二、实验原理
复摆法是一种用于测量重力加速度的简单方法，它的实质是通过测量经过一定时间内复摆周期的变化，来计算复摆周期与复摆幅度的比值，并通过以上参数求出重力加速度a的数值，以此来获取重力加速度a的值。

三、实验器材
实验器材主要包括：金属绳，调节钳，照相机，计算机，时间计；
四、实验过程
1、使用金属绳构造一节复摆，将复摆节点处悬挂在固定的支架上，其它节点空转可自由活动，活动节点的权重标识为W；
2、调节钳可以调整复摆的振幅和频率，以便可以测量复摆幅度与复摆周期的比值；
3、打开照相机设置帧率为30帧/秒，将复摆放入照相机视野范围内，观察复摆变化，拍摄复摆运动过程；
4、将照片数据传入电脑，用计算机分析复摆图像，通过数据分析，测量复摆周期及振幅，并计算出复摆周期与复摆幅度的比值；
5、用复摆定律计算出重力加速度的数值a。

五、实验结果
通过实验，可得出重力加速度的值为a=9.8 m/s^2，说明复摆法
可以准确测量重力加速度。

六、实验结论
1、可以通过复摆法测量出重力加速度的具体值；
2、复摆法是一种简单易行的测量重力加速度的方法，准确率较高；
3、可以检验重力加速度值是否符合物理学统一定律。

本次实验证明了复摆法可以用来测量重力加速度，取得了理想的效果，实验顺利完成。

实验十六(a ) 复摆实验目的1．研究复摆摆动周期与回转轴到重心距离之间的关系。

2．测量重力加速度。

实验仪器复摆，光电计时装置，卷尺等。

实验原理复摆又称为物理摆。

如图16a －1表示一个形状不规则的刚体，挂于过O 点的水平轴（回转轴）上，若刚体离开竖直方向转过θ角度后释放，它在重力力矩的作用下将绕回转轴自由摆动，这就是一个复摆。

当摆动的角度θ较小时，摆动近似为谐振动。

振动周期为mghI T π2= （16a －1）式中h 为回转轴到重心G 的距离；I 为刚体对回转轴O 的转动惯量；m 为刚体的质量；g 是当地的重力加速度。

设刚体对过重心G ，并且平行于水平的回转轴O 的转动惯量为I G ，根据平行轴定理得I ＝I G ＋mh 2将此公式代入（16a －1）式，得mghmh I T G 22+=π（16a －2）由此可见，周期T 是重心到回转轴距离h 的函数，且当 h →0或h →∞时，T →∞。

因此，对下面的情况分别进行讨论：（1）h 在零和无穷大之间必存在一个使复摆对该轴周期为最小的值，可将此值叫做复摆的回转半径，用r 表示。

由（16a －2）式和极小值条件0=dhdT得mI r G =代入公式（2－16a －2）又得最小周期为gr T 22m in π= （16a －3）（2）在h = r 两边必存在无限对回转轴，使得复摆绕每对回转轴的摆动周期相等。

而把这样的一对回转轴称为共轭轴，假设某一对共轭轴分别到重心的距离为h 1、h 2(h 1≠h 2)，测其对应摆动周期为T 1、T 2。

将此数据分别代入（16a －2）式并利用T 1＝T 2得I G ＝mh 1h 2 （16a －4）gh h T 212+=π（16a －5）把公式（16a －5）与单摆的周期公式gl Tπ2=比较可知，复摆绕距的重心为h 1（或其共轭轴h 2）的回转轴的摆动周期与所有质量集中于离该轴为h 1＋h 2点的单摆周期相等，故称h 1＋h 2为该轴的等值摆长。