大学物理单摆测重力加速度实验设计性实验

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！。

第5节 实验：用单摆测量重力加速度一、实验目的1.学会用单摆测量当地的重力加速度。

2.能正确熟练地使用秒表。

二、实验设计1.实验原理当偏角很小时，单摆做简谐运动，其运动周期为T ＝2πl g ，它与偏角的大小及摆球的质量无关，由此得到g ＝4π2l T 2。

因此，只要测出摆长l 和振动周期T ，就可以求出当地的重力加速度g 的值。

2.实验器材带有铁夹的铁架台、中心有小孔的金属小球、不易伸长的细线(约1米)、秒表、毫米刻度尺和游标卡尺。

三、实验步骤1.做单摆取约1 m 长的细丝线穿过带孔的小钢球，并打一个比小孔大一些的结，然后把线的另一端用铁夹固定在铁架台上，并把铁架台放在实验桌边，使铁夹伸到桌面以外，让摆球自然下垂。

实验装置如图。

2.测摆长用毫米刻度尺量出摆线长l ′，用游标卡尺测出小钢球直径D ，则单摆的摆长l ＝l ′＋D 2。

3.测周期将单摆从平衡位置拉开一个角度(小于5°)，然后释放小球，记下单摆做30次～50次全振动的总时间，算出平均每一次全振动的时间，即为单摆的振动周期。

反复测量三次，再算出测得周期数值的平均值。

4.改变摆长，重做几次实验。

四、数据处理1.公式法将测得的几次的周期T和摆长l的对应值分别代入公式g＝4π2lT2中算出重力加速度g的值，再算出g的平均值，即为当地重力加速度的值。

2.图像法由单摆的周期公式T＝2πlg可得l＝g4π2T2，因此以摆长l为纵轴、以T2为横轴作出的l－T2图像是一条过原点的直线，如图所示，求出斜率k，即可求出g值。

k＝lT2＝ΔlΔT2，g＝4π2k。

五、误差分析1.系统误差主要来源于单摆模型本身是否符合要求。

即：悬点是否固定，摆球是否可看做质点，球、线是否符合要求，摆动是圆锥摆还是在同一竖直平面内振动以及测量哪段长度作为摆长等。

2.偶然误差主要来自时间(即单摆周期)的测量。

因此，要注意测准时间(周期)。

要从摆球通过平衡位置开始计时，并采用倒计时计数的方法，即4，3，2，1，0，1，2，…在数“零”，的同时按下秒表开始计时。

曲阜师范大学实验报告实验日期：5.17 实验时间：8：30-12：00姓名：方小柒学号：**********实验题目：用单摆测量重力加速度一、实验目的：本实验的目的是进行简单设计性实验基本方法的训练，根据已知条件和测量精度的要求，学会应用误差均分原则选用适当的仪器和测量方法，学习累积放大法的原理和应用，分析基本误差的来源，提出进行修正和估算的方法。

二、实验仪器：单摆仪、游标卡尺、螺旋测微器、电子秒表、米尺三、实验内容：1、游标卡尺的使用使用游标卡尺，测量5次单摆摆球的直径，记录数据。

2、螺旋测微计的使用使用螺旋测微计，测量5次单摆摆球的直径，记录数据。

3、电子秒表的使用使用电子秒表测量单摆摆动5个周期的时间，记录数据。

4、根据不确定度均分原理，设计单摆测量重力加速度g（1）根据误差均分原理,自行设计试验方案,合理选择测量仪器和方法.（2）测量重力加速度g,测量精度要求△g/g < 1%.可提供的器材及参数:游标卡尺,米尺,千分尺,电子秒表,支架,细线(尼龙线),钢球,摆幅测量标尺(提供硬白纸板自制),天平(公用).假设摆长l≈70.00cm;摆球直径D≈2.00cm;摆动周期T≈1.700s;米尺精度△米≈0.05cm;卡尺精度△卡≈0.002cm;千分尺精度△千≈0.001cm;秒表精度△秒≈0.01s;根据统计分析,实验人员开或停秒表反应时间为0.1s左右,所以实验人员开,停秒表总的反应时间近似为△人≈0.2s.5、利用单摆测量重力加速度g利用实验室提供的单摆仪，调整并确定合适的摆线长度，测量重力加速度四、实验原理：一、单摆的一级近似的周期公式为由此通过测量周期T,摆长l求重力加速度。

二、不确定度均分原理在间接测量中，每个独立测量的量的不确定度都会对最终结果的不确定度有贡献。

如果已知各测量之间的函数关系，可写出不确定度传递公式，并按均分原理，将测量结果的总不确定度均匀分配到各个分量中，由此分析各物理量的测量方法和使用的仪器，指导实验。

2020年春季大学物理实验专业班级： 学号： 姓名： 日期： 2020 .07 .13 实验名称：单摆测量重力加速度实验目的：通过单摆的运动周期，测量重力加速度；学会不确定度的估计实验仪器材料：单摆（橡皮擦，不可伸长的细线，挂钩）；卷尺（量程2m ，分度为1mm ）；刻度尺（量程20cm ，分度为1mm ）；手机（用于拍视频）；以及视频分析软件tracker 等实验方案（装置）设计：相关理论（公式）、原理图、思路等 单摆的运动方程为：22sin ;d m mg dt θθ=-当摆角极小时（θ<5。

）,有sin θ,θ≈，变形可得：22;d m mg dt θθ=- ① --（简谐运动的方程）222;d g dt l θθωθ=-=- ②2;T πω=③联立①，②，③式解得：周期公式：2;l T g π=进而可以推出：重力加速度：224;l g T π=实验过程：【步骤1】用刻度尺测量橡皮宽度（由于家里没有小球，故用橡皮替代）； 【步骤2】用细线一端与橡皮中间部分固定； 【步骤3】用卷尺（2m ）测量摆线长度，并记录；【步骤3】将组装好的自制摆，悬挂于门框上，待摆悬停，不再转动后，将摆横向拉开一个较小的的角度后，轻轻松手，摆自由摆动，并用手机拍摄下摆的摆动视频；【步骤4】将拍摄好的视频上传到电脑中，用tracker 进行数据的计算和分析，并保存已经分析所得的视频文件，命名好实验次序；【步骤5】计算重力加速度g ，记录实验数据；【步骤6】改变细线（摆）的长度，将步骤2~5重复5次； 【步骤7】绘制实验表格，总结实验规律数据分析处理：数据记录（表格）、计算过程及结果等【1】数据表格：第一次第二次第三次第四次第五次平均值橡皮宽度（cm） 1.42 1.42 1.42 1.42 1.42 1.42绳长（cm）110.4 75.1 83.8 95.2 97.4 92.4摆长（cm）111.11 75.81 84.51 95.91 98.11 93.09周期（s） 2.11 1.75 1.84 1.97 1.99 1.93g（m/s^2）9.84 9.77 9.81 9.76 9.78 9.79 【2】计算过程及结果：<二>求周期：在实验中，我是通过tracker分析视频的方式求周期的，过程如下：①通过手机拍摄自制单摆的运动视屏，压缩文件后上传至电脑；②用tracker打开进行运动的时间坐标分析（如图1）；③选择运动过程中较为稳定的一段，数出其波峰和波谷，判断所用的周期数n；并记录该段的第一个波峰（波谷）的时间t1，和最后一次波峰（波谷）的时间t2④所求的周期Ti = （t2 - t1）/n;以下以第一次实验为例：【1】记录下波谷（蓝色标记）个数为10，即该段共包含n = 9个周期，如下图所示：（图1）【2】记录下第一次波谷（如图中黄色标记处）的时间，为t1=0.168s；【3】记录下最后一次波谷（如图中黄色标记处）的时间，为t2=19.172s;【4】计算周期T1；T1=（t2 - t1）/n= ( 19.172 - 0.168 ) / 9 s = 2.11 s ;<四>求平均值：<五>不确定度的计算:实验拓展：拓展问题1：增大摆角，研究大角度摆动时，摆角对周期的影响实验步骤：{1}固定摆长，将起始摆角拉大（至少超过5度），分别选择20度（左右）；30度（左右）；45度（左右），完成3次实验，并拍摄视频；{2}仍然采用tracker进行视屏分析，计算其周期（具体计算过程就不再展示了，同上）；{由于版面问题，以下就仅仅只展示最后的数据表格，以及所得的结论}角度（度）20 30 45摆长（cm）75.71 75.71 75.71周期（s） 1.75 1.77 1.81{所得结论}：【1】从实验结果可以看出，当摆长等其他条件相同时，摆角越大，周期（略微）增大。

单摆测量重力加速度实验报告实验报告：用单摆测重力加速度实验报告:用单摆测重力加速度一、目的：学会用单摆测定重力加速度。

二、原理：在偏角小于5°情况下，单摆近似做简谐运动，其周期T?2?姓名L，由此可得g4?2L重力加速度g?，测出摆长L、周期T，代入上式，可算出g值。

T2三、器材：1m多长的细线，带孔的小铁球，带铁夹的铁架台，米尺，游标卡尺，秒表。

四、步骤：1、用游标卡尺测小铁球直径d ，测3次，记入表格。

2、把铁夹固定在铁架上端；将细线一端穿过小铁球的孔后打结，另一端固定在铁夹上，并使摆线长比1m略小；将做成的单摆伸出桌面外，用米尺测出悬吊时的摆线长L′（从悬点到小铁球顶端），也测3次，记入表格。

3、将摆球拉离平衡位置一段小距离（摆线与竖直方向夹角小于5°）后放开，让单摆在一个竖直面内来回摆动，用秒表测出单摆30次全振动时间t （当摆球过最低点时开始计时），也测3次，记入表格。

4、求出所测几次d、L′和t的平均值，用平均值算出摆长L? dtL，周期T?，230并由此算出g值及其相对误差。

5、确认所测g值在实验允许的误差范围之内后，结束实验，整理器材。

2篇二：大学物理实验报告-单摆测重力加速度西安交通大学物理仿真实验报告——利用单摆测重力加速度班级：姓名：学号：西安交通大学模拟仿真实验实验报告实验日期：2014年6月1日老师签字：＿＿＿＿＿同组者：无审批日期：＿＿＿＿＿实验名称：利用单摆测量重力加速度仿真实验一、实验简介单摆实验是个经典实验，许多著名的物理学家都对单摆实验进行过细致的研究。

本实验的目的是学习进行简单设计性实验的基本方法，根据已知条件和测量精度的要求，学会应用误差均分原则选用适当的仪器和测量方法，学习累积放大法的原理和应用，分析基本误差的来源及进行修正的方法。

二、实验原理用一根绝对挠性且长度不变、质量可忽略不计的线悬挂一个质点，在重力作用下在铅垂平面内作周期运动，就成为单摆。

大学物理实验报告范例单摆法测重力加速度 HUA system office room 【HUA16H-TTMS2A-HUAS8Q8-HUAH1688】怀化学院大学物理实验实验报告系别物信系年级2009专业电信班级09电信1班姓名张三学号09104010**组别1实验日期2009-10-20实验项目:6-单摆法测重力加速度【实验项目】单摆法重力加速度 【实验目的】1. 掌握用单摆法测本地生力加速度的方法。

2. 研究单摆的系统误差对测量结果的影响。

3. 掌握不确定度传递公式在数据处理中的应用。

【实验仪器】FB327型单摆实验仪、FB321型数显计时记数毫秒仪、钢卷尺、游标卡尺 【实验原理】如果在一固定点上悬挂一根不能伸长、无质量的细线，并在线的末端悬挂一质量为m 的质点，这就构成了一个单摆。

在单摆的幅角θ很小（<5°）时，单摆的振动周期T 和摆长L 有如下关系： glπ2=T (1) 单摆是一种理想模型。

为减小系统误差，悬线的长度要远大于小球直径，同时摆角要小于5°，并保证在同一竖直平面内摆动。

固定摆长，测量T 和摆长即可求出g 。

l g 224T=π式中：d l l 21+'= (线长加半径)或d l l 21-'=(悬点到小球底端距离减半径)为减小周期测量误差，通过测量n 次全振动时间测周期，即：ntT =重力加速度测量计算公式：2224tln g π= (3)【实验内容与步骤】1. 调整摆长并固定，用钢卷尺测摆线长度l '，重复测量6次。

2. 用游标卡尺测摆球直径d ，重复测量6次。

3．调单摆仪底座水平及光电门高低，使摆球静止时处于光电门中央 4．测量单摆在摆角 5<θ（振幅小于摆长的1/12时）的情况下，单摆连续摆动n 次(n=20)的时间t 。

要保证单摆在竖起平面内摆动，防止形成圆锥摆，等摆动稳定后开始计时。

5．计算g 的平均值，并作不确定度评定。

大学物理仿真实验报告单摆测量重力加速度一、实验目的本实验的目的是学习进行简单设计性实验的基本方法，根据已知条件和测量精度的要求，学会应用误差均分原则选用适当的仪器和测量方法，学习累积放大法的原理和应用，分析基本误差的来源及进行修正的方法。

二、实验原理单摆的结构如实验仪器中所示，其一级近似周期公式为：由此公式可知，测量周期与摆长就可以计算得到重力加速度g三、实验内容一用误差均分原理设计一单摆装置,测量重力加速度g.设计要求:(1) 根据误差均分原理,自行设计试验方案,合理选择测量仪器和方法.(2) 写出详细的推导过程,试验步骤.(3) 用自制的单摆装置测量重力加速度g,测量精度要求△g/g < 1%.可提供的器材及参数:游标卡尺、米尺、千分尺、电子秒表、支架、细线(尼龙线)、钢球、摆幅测量标尺(提供硬白纸板自制)、天平(公用).假设摆长l≈70.00cm;摆球直径D≈2.00cm;摆动周期T≈1.700s; 米尺精度△米≈0.05cm;卡尺精度△卡≈0.002cm;千分尺精度△千≈0.001cm;秒表精度△秒≈0.01s;根据统计分析,实验人员开或停秒表反应时间为0.1s左右,所以实验人员开,停秒表总的反应时间近似为△人≈0.2s.二. 对重力加速度g的测量结果进行误差分析和数据处理,检验实验结果是否达到设计要求.三. 自拟实验步骤研究单摆周期与摆长,摆角,悬线的质量和弹性系数,空气阻力等因素的关系,试分析各项误差的大小. 四. 自拟试验步骤用单摆实验验证机械能守恒定律.四、实验仪器实验仪器单摆仪，摆幅测量标尺，钢球，游标卡尺五、实验操作1. 用米尺测量摆线长度；测量摆线长度；测量摆线长度；2. 用游标卡尺测量小球直径；用游标卡尺测量小球直径；用游标卡尺测量小球直径；用游标卡尺测量小球直径；用游标卡尺测量小球直径；3. 把摆线偏移中心不超过把摆线偏移中心不超过把摆线偏移中心不超过5度，释放单摆开始计时过度，释放单摆开始计时过度，释放单摆开始计时过度，释放单摆开始计时过度，释放单摆开始计时过度，释放单摆开始计时过50 个周期后停止计时，个周期后停止计时，个周期后停止计时，记录所用时间；记录所用时间；六、实验结果七、数据处理D(平均)=（1.722+1.702+1.732+1.662+1.682+1.692）/6=1.698cm摆线长度+摆球直径=92.00cm摆长L=(摆线长度+摆球直径)-摆球半径=92.00-D/2=91.15cm=0.9115mT1=57.55/30=1.918sT2=76.77/40=1.919sT3=96.00/50=1.920sT=(T1+T2+T3)/3=1.919s由得：g=(4**)*L/(T*T)=9.77m/s*s=9.80-9.77=0.03m/s*sE=/g*100%=0.31%<1% 满足实验要求八、误差分析、心得体会及实验建议误差分析：1、周期的测量存在较大误差，摆线来回摆，刚开始计时以及最后一次摆结束的时刻，由于人眼的反应速度会造成或大或小的偏差；2、摆长的测量存在误差，由于不是亲手拿测量仪器测量，故而有些读数不准确，由此引起一部分误差。

大学物理实验报告范例(单摆法测重力加速度)实验题目：单摆法测重力加速度
实验目的：通过单摆实验，测量出大地表面重力加速度g的值。

实验原理：在斯托克斯定律，即由牛顿第二定律得出：重力加速度g等于单摆振子的运动延迟T的平方，除以4π的平方。

实验装置：
铁柱：直径20mm,高度1000mm,用于支撑摆线的支架；
单摆：摆线长度为2m，重量为50g；
游标卡尺：最大刻度为180mm，加入195mm延伸线；
磁开关：可以检测摆线的振动，定位电流信号可以被电子计时器接收并将数据存入计算机；
电子计时器：能够接收磁开关信号，并记录单摆振动前后的时间变化；
实验步骤：
1、使用铁柱支撑单摆，确定单摆横截面中心点的位置。

2、确定单摆的出发点，即T0的位置，并用游标卡尺测量摆线的位移。

3、安装磁开关并设置电子计时器。

4、使用手柄将单摆从临界点（T0处）拉出，以极小的角度出发，使磁开关接收到信号。

5、将单摆振动至最大振动幅度处，磁开关再次发出电流信号，电子计时器记录信号发出前后的时间变化，取得T2。

6、依次测量五组振动，并记录延迟时间T，作图求出算数平均值T2。

7、求出实验所得的大地表面重力加速度g的值，并与理论值进行比较。

实验结论：
使用单摆法测得的大地表面重力加速度g值与理论值相差不大，验证了斯托克斯定律的正确性，表明实验具有较高的精度和准确性。

单摆实验测重力加速度实验目的1. 用单摆测量当地的重力加速度。

2. 研究单摆振动的周期。

实验仪器单摆，米尺，停表（或数字毫秒计，），游标卡尺，重锤。

实验原理单摆是用重量可忽视的细线吊起一质量为m 的小重锤，使其左右摆动，当摆角为θ时，重锤所受合外力大小f=- mgsin θ（图1），其中g 为当地的重力加速度，这时锤的线加速度为-gsin θ。

设单摆长为 L ，则摆的角加速度 a=-gsin θ/L 。

当摆角甚小时（小于 5°），可认为 ，这时 gsin θ= θ，即振动的角加速度和角位移成比例，式中的负号表示角加速度和角位移的方向总是相反。

此时单摆的振动是简谐振动。

从理论分析得知，其振动周期 T 和上述比例系数的关系是 T=a π2，所以 T=gL π2 式中 L 为单摆摆长,是摆锤重心到悬点的距离, g 为当地的重力加速度。

将测出的摆长L 和对应和周期 T 代入上式可求出当地的重力加速度之值。

又可将此式改写成 T 2=g Lπ24 。

这表示 T 2和 L 之间，具有线性关系，如就各种摆长测出各对应周期，则可从图线的斜率求出g值。

内容与要求1．取摆长约为1m的单摆，用米尺测量摆线长，用游标卡尺测量摆锤的直径，各5次。

用米尺测长度时，应注意使米尺和被测摆线平行，并尽量靠近，读数时视线要和尺的方向垂直以防止由于视差产生的误差。

2．用停表测量单摆连续摆动50个周期的时间，测5次。

注意摆角要小于5°。

用停表测周期时，应在摆锤通过平衡位置时按停表并数“0”，在完成一个周期时为“1”，以后继续在每完成一个周期时数2、3、…，最后，在数第50的同时停住停表。

3．将摆长每次缩短约10cm，测其摆长及其周期，填入表中. 注意事项1．使用停表前先上紧发条，但不要过紧，以免损坏发条。

2．按表时不要用力过猛，以防损坏机件。

3．回表后，如秒表不指零，应记下其数值（零点读数），实验后从测量值中将其减去4．要特别注意防止摔碰停表，不使用时一定将表放在实验台中央的盒中。

大学物理仿真实验实验报告拉伸法钢丝测杨氏模量实验名称：拉伸法测金属丝的杨氏模量一、实验目的1、学会测量杨氏模量的一种方法；2、掌握光杠杆放大法测量微小长度的原理；3、学会用逐差法处理数据；二、实验原理任何物体（或材料）在外力作用下都会发生形变。

当形变不超过某一限度时，撤走外力则形变随之消失，为一可逆过程，这种形变称为弹性形变，这一极限称为弹性极限。

超过弹性极限，就会产生永久形变（亦称塑性形变），即撤去外力后形变仍然存在，为不可逆过程。

当外力进一步增大到某一点时，会突然发生很大的形变，该点称为屈服点，在达到屈服点后不久，材料可能发生断裂，在断裂点被拉断。

人们在研究材料的弹性性质时，希望有这样一些物理量，它们与试样的尺寸、形状和外加的力无关。

于是提出了应力F/S（即力与力所作用的面积之比）和应变ΔL/L（即长度或尺寸的变化与原来的长度或尺寸之比）之比的概念。

在胡克定律成立的范围内，应力和应变之比是一个常数，即/)/(=//(（1）∆)FL=SLLLE∆FSE被称为材料的杨氏模量，它是表征材料性质的一个物理量，仅与材料的结构、化学成分及其加工制造方法有关。

某种材料发生一定应变所需要的力大，该材料的杨氏模量也就大。

杨氏模量的大小标志了材料的刚性。

通过式（1），在样品截面积S 上的作用应力为F ，测量引起的相对伸长量ΔL/L ，即可计算出材料的杨氏模量E 。

因一般伸长量ΔL 很小，故常采用光学放大法，将其放大，如用光杠杆测量ΔL 。

光杠杆是一个带有可旋转的平面镜的支架，平面镜的镜面与三个足尖决定的平面垂直，其后足即杠杆的支脚与被测物接触，见图1。

当杠杆支脚随被测物上升或下降微小距离ΔL 时，镜面法线转过一个θ角，而入射到望远镜的光线转过2θ角，如图2所示。

当θ很小时， l L /tan ∆=≈θθ（2）式中l 为支脚尖到刀口的垂直距离（也叫光杠杆的臂长）。

根据光的反射定律，反射角和入射角相等，故当镜面转动θ角时，反射光线转动2θ角，由图可Db=≈θθ22tan （3）式中D 为镜面到标尺的距离，b 为从望远镜中观察到的标尺移动的距离。

大学物理实验实验报告实验名称：用单摆测重力加速度一、实验目的：1.理解单摆运动的特点，和单摆做简谐振动的条件。

2.掌握利用单摆测量重力加速度的原理和实验方法。

3.了解单摆大角度摆动的运动情况。

二、实验原理：根据牛顿第二定律，单摆切向运动公式−mgsinθ=m d2θdt2∙L其中，m 为摆球质量，L 为摆线有效长度。

整理得d2θdt2+gLsinθ=0当θ<5°时，sin θ≈θ，可得d2θdt2+gLθ=0根据简谐振动方程d 2xdt2=−xω2因此ω=√gL T=2π√Lgg=4π2L T2所以，测出单摆运动周期和摆线长度，即可计算出重力加速度。

三、实验器材硬件：固定支架，尼龙线，米尺，手机，硬币，磁铁块，胶带软件：手机软件phyphox四、实验步骤方法1：秒表测周期(1)装置制作（固定支架，尼龙线，硬币或磁铁块）(2)用米尺测量摆线有效长度，测量三次L1、L2、L3(3)释放重物（硬币或磁铁块），用手机秒表功能，记录10个周期所用时间T10。

(4)计算g方法2：手机加速度传感器测周期(点击观看实验视频)(1)装置制作（固定支架，尼龙线，手机）(2)用米尺测量摆线有效长度，测量三次L1、L2、L3(3)释放重物（手机），手机预先打开phyphox 软件→加速度传感器，记录10个周期的加速度数据，手机导出数据文件(4)利用数据处理软件寻峰，用逐差法计算单摆周期T(5)计算g方法3：磁感应强度传感器测周期(点击观看实验视频)(1)装置制作（固定支架，尼龙线，磁体块，手机）(2)用米尺测量摆线有效长度，测量三次L1、L2、L3(3)手机放置在平衡位置正下方，释放重物（磁铁块），手机预先打开phyphox 软件→磁感应强度传感器，记录10个周期的磁感应强度数据，手机导出数据文件(4)利用数据处理软件寻峰，用逐差法计算单摆周期T(5)计算g五、实验数据及处理方法1：秒表测周期表1 摆长测量数据记录表格10个周期所用时间T10= 12.05 sT=T1010= 1.205 Sg=4π2LT2= 8.21 m/s2方法2：手机加速度传感器测周期T=2×∑∆t k110×10=2×81.1398036710×10=1.6227961 sg=4π2LT2=4×3.14×3.14×0.60271.6227961×1.6227961= 9.04 m/s2方法3：磁感应强度传感器测周期表4 摆长测量数据记录表格（方法3）T=2×∑∆t k110×10=2×78.5679073310×10=1.5713581 sg=4π2LT2=4×3.14×3.14×0.53431.5713581 ×1.5713581=8.542728 m/s2六、实验小结利用方法1：秒表测周期得重力加速度g=8.21m/s2利用方法2：手机加速度传感器测周期得重力加速度g=9.04 m/s2利用方法3：磁感应强度传感器测周期得重力加速度g=8.54 m/s2。

大学物理实验报告-单摆测重力加速度大学物理实验报告单摆测重力加速度一、实验目的1、学会用单摆测量当地的重力加速度。

2、研究单摆的运动规律，加深对简谐运动的理解。

3、掌握数据处理和误差分析的方法。

二、实验原理单摆是由一根不可伸长、质量不计的细线，一端固定，另一端悬挂一个小球构成。

当摆角很小时（一般小于 5°），单摆的运动可以近似看作简谐运动。

根据简谐运动的周期公式：＼（T ＝2\pi\sqrt{＼frac{L}｛g}｝＼），其中\（T\）为单摆的周期，＼（L\）为摆长（摆线长度加上小球半径），＼（g\）为当地的重力加速度。

通过测量单摆的周期\（T\）和摆长\（L\），就可以计算出重力加速度\（g\），即\（g ＝ 4\pi^2\frac{L}｛T^2}＼）。

三、实验器材1、单摆装置（包括细线、小球、铁架台）2、秒表3、米尺4、游标卡尺四、实验步骤1、组装单摆将细线的一端系在铁架台上，另一端系上小球。

调整细线的长度，使小球自然下垂时，摆线与竖直方向的夹角小于5°。

2、测量摆长用米尺测量细线的长度\（l\）。

用游标卡尺测量小球的直径\（d\），则摆长\（L ＝ l ＋＼frac{d}｛2}＼）。

3、测量周期将单摆拉离平衡位置一个小角度（小于 5°），然后释放，让其在竖直平面内做简谐运动。

用秒表测量单摆完成 30 次全振动所用的时间\（t\），则单摆的周期\（T ＝＼frac{t}｛30}＼）。

4、改变摆长，重复上述步骤，进行多次测量。

五、实验数据记录与处理｜实验次数｜摆长\（L\）（m）｜ 30 次全振动时间\（t\）（s）｜周期\（T\）（s）｜＼（T^2\）（＼（s^2\））｜｜｜｜｜｜｜｜ 1 ｜ 0500 ｜ 550 ｜ 183 ｜ 335 ｜｜ 2 ｜ 0600 ｜ 632 ｜ 211 ｜ 445 ｜｜ 3 ｜ 0700 ｜ 718 ｜ 240 ｜ 576 ｜｜ 4 ｜ 0800 ｜ 795 ｜ 265 ｜ 702 ｜｜ 5 ｜ 0900 ｜ 880 ｜ 293 ｜ 858 ｜根据实验数据，以摆长\（L\）为横坐标，周期的平方\（T^2\）为纵坐标，绘制\（L T^2\）图像。

大学物理实验报告材料-单摆测重力加速度.doc
单摆是在物理上常见的一个实验室现象，在物理实验中，它可以用来研究动能与惯性的转换，以及作用力的作用。

本次实验的目的是用单摆测量重力加速度。

实验原理：
在实验中，将被试悬吊在一根绳子上，它会随着时间发生频谱上的摆动，其频率为：$$ f = \frac{g}{2 \pi l} $$其中 g 是重力加速度，l 是绳子的长度。

根据这一定律，可以测得重力加速度 g。

实验装置：
实验的关键装置有绳子、悬挂架和被试者。

将绳子固定在悬挂架上，绳子的fixed端作为摆锤的支点，绳子的活动端由被试者拉动并悬挂在悬持架上。

由于被试者的重量，悬挂架及其附件会摆动，从而形成单摆运动。

实验流程：
（1）安装实验装置：将绳子安装到悬持架上，然后将被试者悬吊在悬持架上。

（2）测量频率：将时间计量器安装在悬持架上，将时间计量器的时间与摆动的周期测得并修正。

（3）测量长度：测量出绳子的长度。

（4）计算重力加速度：根据实验原理，根据相应的计算公式计算重力加速度的值。

实验结果：
实验中测量的绳子的长度为1.2m，测量的单摆运动周期为5s，根据上文提供的计算公式可得重力加速度g=9.83m/s²。

实验结论：
通过本次实验，可以用单摆测量重力加速度，测量值为9.83m/s²，与标准值9.8m/s²误差在可接受范围内。

实验结论证明，以单摆为例，可以研究惯性与动能之间的转换，以及重力加速度。

大学物理实验设计性实验实验报告单摆法测重力加速度院系：姓名：班级：学号：指导教师：一．实验要求重力加速度是重要的地球物理常数，准确测定它的量值，无论是在科学研究还是在生产实践方面都十分重要。

测定重力加速度的方法很多，如单摆法，自由落体仪法等，本实验是用单摆法测定本地的重力加速度的值。

根据小球从不同角度摆下后所用的时间及其所摆的次数可得出其周期，在分别测出摆线的长度及小球的直径可得摆长长度，在由周期公式便可求的其重力加速度。

1.所用的实验方法：《单摆法测重力加速度》。

2.实验地点：二教五楼实验室。

3.实验时间：2012年 12月23日。

4.环境与类别：室内-设计性试验。

二．实验目的1、用单摆测量重力加速度；2、学习一种验证理论公式的方法；3、了解测量中的主要误差来源及减小误差的方法；仪器用具及实验装置游标卡尺，钢卷尺，单摆小钢球，秒表。

三.实验原理：在偏角小于5°情况下如图1所示，单摆近似做简谐运动，其周期g LT π2=，由此可得重力加速度224T L g π=，测出摆长L 、周期T ，代入上式，可算出g 值。

1.用游标卡尺测小铁球直径d ，测3次，记入表格。

2.把铁夹固定在铁架上端；将细线一端穿过小铁球的孔后打结，另一端固定在铁夹上，并使摆线长比1m 略小； 将做成的单摆伸出桌面外，用米尺测出悬吊时的摆线长L ′（从悬点到小铁球顶端），也测3次，记入表格。

3.将摆球拉离平衡位置一段小距离（摆线与竖直方向夹角小于5°）后放开，让单摆在一个竖直面内来回摆动，用秒表测出单摆30次全振动时间t （当摆球过最低点时开始计时），也测3次，记入表格。

4.求出所测几次d 、L ′和t 的平均值，用平均值算出摆长L d L '+=2，周期30t T =，并由此算出g 值及其相对误差。

5.确认所测g 值在实验允许的误差范围之内后，结束实验，整理器材。

五、实验数据：由实验测得本地重力加速度值为9.806m/s2.七．实验感想物理实验是一个训练学生动手能力的过程，这次物理设计性实验就是一个很好的例子，我们自己收集材料，自己亲自测量各种数据，自己设计属于自己的实验，我通过在网上查找和书籍查找各种材料设计了一个自己的实验，这增强我的动手能力和思维能力，培养了自己独立思考问题的能力。

一、实验名称：单摆法测重力加速度二、实验的目的：1、掌握游标卡尺读数原理；2、掌握电子秒表的使用方法；3．掌握单摆法测量重力加速度的方法；三、实验仪器：单摆仪、游标卡尺、螺旋测微计、米尺、秒表四、实验原理：单摆的一级近似的周期公式为:由此通过测量周期T，摆长，可求重力加速度g五、实验内容和步骤1. 用游标卡尺测量摆球的直径将摆球放到游标卡尺上，移动游标直至卡紧摆球，锁紧游标，先读出主尺读数，再读出副尺读数。

取下小球，按照上述步骤重复测量多次。

2. 用米尺测量摆线的长度将米尺的零刻度线对准摆线的一段，并且令米尺与摆线保持平行，读出结果。

取下摆线，按照上述步骤重复测量多次。

3. 用电子秒表测量单摆的周期将摆球上拉到一定高度（不超过5度）后静止放下，等到摆球上升到某个周期的最高点时开始计时，计时若干个周期后（N>=10）结束计时。

让摆球停止摆动，按照上述步骤重复测量多次。

（要减去共计0.2s的人类反应时间）六、实验数据记录与处理1、用游标卡尺测量摆球的直径d测量次数 1 2 3 4 5 6 平均值不确定度直径d（mm）20.62 20.6220.620.620.620.60 20.61 0.02摆球直径d的测量结果表示为: 20.61+-0.022、用米尺测量摆线的长度l（只测一次）： 700.0mm摆线的长度l的测量结果表示为: 700+-1mm3、单摆的摆长为：700+20.61/2=710.305mm单摆摆长的测量结果表示为：L710.30+-1.024、用电子秒表测量单摆摆动10个周期的时间t测量次数 1 2 3 4 5 6 平均值不确定度t（s）17.22 17.2317.2317.3117.1917.23 17.24 0.02单摆的周期： 1.724单摆的不确度：0.002单摆周期的测量结果表示为：T 1.724+-0.002 5、计算和不确定度955.9pi^2mm/s^2重力加速度的不确定度： 2.61重力加速度的测量结果表示为：g955.9pi^2+-2.6mm/s^2七、误差分析与讨论1、米尺测量摆线长度时要注意与摆线尽量靠近且保持平行，还要注意摆线要拉直。

大学物理实验报告-单摆测重力加速度一、引言在这次实验中，我们的目标是通过单摆来测量重力加速度。

听起来挺简单，但其实背后有很多值得我们深挖的知识。

这项实验不仅能让我们更好地理解物理原理，还能让我们亲身体验科学的魅力。

1.1 单摆的基本原理单摆，其实就是一个挂着小球的细绳。

我们通过让小球来回摆动，观察它的周期。

周期，就是小球从一边摆到另一边再回来的时间。

用公式算一下，能发现摆动周期与重力加速度有着密切关系。

想象一下，随着小球的摆动，空气中似乎充满了它的节奏，真是让人心动。

1.2 实验准备在实验前，我们得准备好一根绳子、一个小球和一个秒表。

看似简单的材料，却能组合出精彩的实验。

把绳子固定在一个高处，让小球自由摆动。

记得要把小球拉到一个小角度，这样才能保证实验的准确性。

每次摆动，我们都要认真观察和记录。

二、实验过程2.1 测量周期每次小球摆动时，我都拿着秒表，紧张地开始计时。

这个过程让我感觉像是在和时间赛跑。

每次记录周期，心里都有种说不出的期待。

我们重复几次，确保数据的可靠性。

小球的每一次摆动，都像是在给我传递信息，让我慢慢理解物理的美妙。

2.2 计算重力加速度接下来，我们将测得的周期代入公式，计算出重力加速度。

随着数字的变化，我的心情也随之波动。

最终结果显现出来时，那种成就感让人热血沸腾。

感觉自己仿佛成为了科学家，揭开了宇宙的一角。

2.3 数据分析我们将记录的数据整理成表格，进行分析。

曲线图、平均值……每一个步骤都带着挑战和乐趣。

通过图表，我看到了一种规律，仿佛自然在向我微笑。

数据背后，不只是冷冰冰的数字，还有我们努力的汗水与收获。

三、实验反思3.1 实验的意义这次实验让我明白，物理不仅仅是理论，它与我们的生活息息相关。

重力加速度并不是一个抽象的概念，而是无时无刻不在影响着我们的日常。

摆动的小球背后，是无数科学家的探索与发现。

3.2 未来的展望这次实验让我对物理产生了更深的兴趣。

未来，我希望能继续深入研究，探索更多自然现象背后的原理。

——利用单摆测重力加速度班级：姓名： 学号：西安交通大学模拟仿真实验实验报告实验日期：20PP 年6月1日 老师签字：＿＿＿＿＿ 同组者：无 审批日期：＿＿＿＿＿ 实验名称：利用单摆测量重力加速度仿真实验 一、实验简介单摆实验是个经典实验，许多著名的物理学家都对单摆实验进行过细致的研究。

本实验的目的是学习进行简单设计性实验的基本方法，根据已知条件和测量精度的要求，学会应用误差均分原则选用适当的仪器和测量方法，学习累积放大法的原理和应用，分析基本误差的来源及进行修正的方法。

二、实验原理用一根绝对挠性且长度不变、质量可忽略不计的线悬挂一个质点，在重力作用下在铅垂平面内作周期运动，就成为单摆。

单摆在摆角小于5°（现在一般认为是小于10°）的条件下振动时，可近似认为是简谐运动。

而在实际情况下，一根不可伸长的细线，下端悬挂一个小球。

当细线质量比小球的质量小很多，而且小球的直径又比细线的长度小很多时，此种装置近似为单摆。

单摆带动是满足下列公式：进而可以推出：式中L 为单摆长度（单摆长度是指上端悬挂点到球重心之间的距离）；g 为重力加速度。

如果测量得出周期T 、单摆长度L ，利用上面式子可计算出当地的重力加速度g 。

三、 实验内容1. 用误差均分原理设计单摆装置,测量重力加速度g.g L T π2=224T L g π=西安交通大学物理仿真实验报告设计要求:(1)根据误差均分原理,自行设计试验方案,合理选择测量仪器和方法.(2)写出详细的推导过程,试验步骤.(3)用自制的单摆装置测量重力加速度g,测量精度要求△g/g < 1%.可提供的器材及参数:游标卡尺,米尺,千分尺,电子秒表,支架,细线(尼龙线),钢球,摆幅测量标尺(提供硬白纸板自制),天平(公用).假设摆长l≈70.00cm;摆球直径D≈2.00cm;摆动周期T≈1.700s;米尺精度△米≈0.05cm;卡尺精度△卡≈0.002cm;千分尺精度△千≈0.001cm;秒表精度△秒≈0.01s;根据统计分析,实验人员开或停秒表反应时间为0.1s左右,所以实验人员开,停秒表总的反应时间近似为△人≈0.2s.2. 对重力加速度g的测量结果进行误差分析和数据处理,检验实验结果是否达到设计要求.3. 研究单摆周期与摆长,摆角,悬线的质量和弹性系数,空气阻力等因素的关系,试分析各项误差的大小.四、实验仪器单摆仪，摆幅测量标尺，钢球，游标卡尺（图1-图4）单摆仪（1）摆幅测量标尺（2）钢球（3）游标卡尺（4）五、实验操作1. 用米尺测量摆线长度+小球直径为92.62m（图5）；2. 用游标卡尺测量小球直径结果（图6）图（5）图（6）3. 把摆线偏移中心不超过5度，释放单摆，开始计时，单摆摆过50个周期后停止计时，记录所用时间；T =95.75 s/50 =1.915 s图（7）六、数据处理及误差分析（1）数据处理:1）周期的计算：T = 95.75s/50 = 1.967s2）摆长的计算：钢球直径的测量数据如下表：测量次数每次数据d（cm）平均值（cm）⎺d△d=⎪d-⎺d⎪(cm)1 1.662 1.6870.0252 1.7020.0153 1.6720.0154 1.6720.0155 1.6920.0156 1.7210.039△⎺d0.021则⎺d =1.687cm,△⎺d=0.024cm.所以有效摆长为：L =92.62cm -1.687/2cm=91.78cm,3）重力加速度的计算：因为:T=2π√Lg所以：g=4π2LT2= 9.88m/s2查资料可知，西安地区的重力加速度约为9.79 m/s2则相对误差是E=△g/g=0.9⎺%＜1%，符合实验要求。

利用单摆测量重力加速度实验报告This manuscript was revised on November 28, 2020一、实验目的利用单摆来测量重力加速度二、实验原理单摆在摆角小于10°时的振动是简谐运动，其固有周期为T=2π ，由此可得g= 。

据此，只要测出摆长l和周期T，即可计算出当地的重力加速度值。

由此通过测量周期T,摆长l求重力加速度三、实验设备及工具铁架台（带铁夹），中心有孔的金属小球，约1m长的细线，米尺，游标卡尺（选用），秒表等。

四、实验内容及原始数据（一）实验内容1．在细线的一端打一个比小球上的孔径稍大些的结，将细线穿过球上的小孔，制成一个单摆。

2．将铁夹固定在铁架台的上端，铁架台放在实验桌边，使铁夹伸到桌面以外，把做好的单摆固定在铁夹上，使摆球自由下垂。

3．测量单摆的摆长l：用游标卡尺测出摆球直径2r，再用米尺测出从悬点至小球上端的悬线长l'，则摆长l=l'+r。

4．把单摆从平衡位置拉开一个小角度（不大于10°），使单摆在竖直平面内摆动，用秒表测量单摆完成全振动30至50次所用的时间，求出完成一次全振动所用的平均时间，这就是单摆的周期T。

5．将测出的摆长l和周期T代入公式g= 求出重力加速度g的值。

（二）原始数据1．用游标卡尺测量钢球直径2rn 1 2 3 4 5 6 直径2r(cm) 1.712 1.712 1.692 1.692 1.712 1.7222．用米尺测量悬线长l'n 1 2 3 4 5 6 悬线长l' (cm) 91.90 91.90 91.91 91.90 91.88 91.903．用秒表测量摆动50个周期用时为1’34’’84=94.84’’五、实验数据处理及结果（数据表格、现象等）1．钢球直径平均值2r=(1.712+1.712+1.692+1.692+1.712+1.722)÷6=1.707(cm)2．悬线长平均值l'=(91.90+91.90+91.91+91.90+91.88+91.90)÷6=91.898(cm)3．摆长l=l'+r=91.898+1.707=93.605(cm)4．求出完成一次全振动所用的平均时间，即单摆的周期TT=94.84÷50=1.8968(s)5．计算g将测出的摆长l和周期T代入公式g= =10.27六、实验结果分析（实验现象分析、实验中存在问题的讨论）误差分析：为什么所得g=10.27大于标准值1．振动次数：可能是振动次数的有问题2．摆长测量：可能是摆长测量偏大3．秒表使用：可能是开表晚了。