大学物理实验-设计用单摆测重力加速度PPT推荐.ppt

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二、实验装置仪器与量具的选择；

三、测量方法和测量条件的选择；

四、拟定实验步骤与数据处理方案；

五、实验报告,按要点讲述完成设计性实验的程序,一、实验方法的选择；

根据设计题目,查阅有关资料，收集实验方法，并根据精度要求、已有条件确定最佳实验方法，这是最基本的一步。

理论依据,

（1）当摆角时，单摆的振动近似为简谐振动。

则,

（2）根据误差理论，推导出标准不确定度及的表达式；

其中,二、实验装置仪器与量具的选择；

实验方法确定后，根据精度要求，要经济合理地选用实验装置仪器及量具。

（a）根据误差“等量分配原则”，以本实验对的要求,列出关于、的方程。

因,故,据误差“等量分配原则”，即各物理量的分误差对总误差的影响应当是等同的。

即,由此，可得知各分误差在保证时的大小范围为,（b）根据各分误差的大小要求，选择合适的测量T与L的量具。

三、测量方法和测量条件的选择；

在已确定仪器及量具的条件下，还应按照使测量不确定度最小的原则选取测量方法和实验条件。

四、拟定实验步骤与数据处理方案；

实验是一个有秩序的操作，要观察和记录实验过程必须拟定合理的实验程序。

对不可逆实验，更应按一定顺序进行，不能任意改变。

五、实验报告,实验报告要求a.在充分预习的基础上，写好设计预习；

b.实验结束后，整理出完整的实验报告；

c.报告内容如下：

目的要求；

仪器；

原理；

实验内容与步骤；

数据表格与数据处理；

结果表示；

误差分析；

结论与体会。

实验内容,一、固定摆长下测重力加速度,摆长不变，测量连续50个周期的时间tn6次，根据测得的摆长和周期的数据计算重力加速度。

二、改变摆长，用作图法的重力加速度,根据公式,每改变摆长1次，测1次时间tn,每次改变长度不少于10cm,至少测6组数据。

根据所测数据，作T2L图线，图解求出重力加速度。

操作要点,1、按所选择的测量方法测量摆长，注意各量的关系；

2、为满足简谐振动的条件，摆角50，且摆球应在1个平面内摆动。

3、测量周期时在单摆经过平衡位置时开始计时，连续测量50个周期的时间。

4、记录数据注意有效数字位数。

数据处理,一、方法一的数据处理：

根据所得数据计算摆长L、周期T，进而计算重力加速度g,并与天津地区的重力加速度g津对比。

计算不确定度，给出实验结果。

根据所得数据计算摆长L、周期T，作T2L图线，图解求出重力加速度g。

并与北京地区的重力加速度g津对比。

二、方法二的数据处理,误差分析一,实验方法一：

计算g的不确定度，给出实验的最后结果提示：

1.L、T均为间接测量量，应根据测量数据进行误差传递。

2.仪器误差限:

米尺m=1mm，秒表m=0.1秒。

3.摆长为单次测量，其不确定度只有B类分量。

4.时间tn为多次测量，不确定度由A类分量和B类分量合成。

误差分析二,实验方法二图解法求重力加速度1.根据测得的数据计算出周期T和摆长L作图，由图上取2点（其坐标值标注在点旁），计算斜率，进而得出重力加速度g值。

2.应用最小二乘法求重力加速度。

3、分析误差来源,问题思考,在导出单摆周期的函数式时，在摆角较小的情况下，用代替sin代入公式，得到周期T的函数式。

试分析由此引入的误差（设50）。

用相对误差表示。

结束,