最新版分别用单摆和复摆测量本地重力加速度的对比研究毕业论文.docx
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最新版分别用单摆和复摆测量本地重力加速度的对比研究毕业论文
毕业论文
题目名称：
分别用单摆和复摆测量本地
重力加速度的对比研究
题目类型：
研究论文
学生姓名：
王新霞
院（系）：
物理与光电工程学院
专业班级：
物理11001班
指导教师：
程庆华
辅导教师：
程庆华
时间：
2014年1月至2014年6月
目录
毕业设计（论文）任务书…………………………………………………………….I
毕业设计开题报告…………………………………………………………………….III
长江大学毕业论文（设计）指导教师审查意见…………………………………….IX
长江大学毕业论文（设计）评阅教师评语………………………………………….X
长江大学毕业论文（设计）答辩会议记录………………………………………….XI
中文摘要……………………………………………………………………………….XII
外文摘要……………………………………………………………………………….XIII
1．前言…………………………………………………………………………………..1
1.1问题的提出及研究意义…………………………………………………………1
1.2国内外研究现状…………………………………………………………………2
1.3本文研究的目的及内容…………………………………………………………2
2．单摆…………………………………………………………………………………..3
2.1单摆测量重力加速度原理………………………………………………………3
2.2单摆测量重力加速度实验………………………………………………………4
3．复摆…………………………………………………………………………………..5
3.1复摆简介…………………………………………………………………………5
3.2复摆的制作………………………………………………………………………5
3.3用三线摆测量复摆的转动惯量…………………………………………………6
3.4复摆测量重力加速度原理……………………………………………………..10
3.5复摆测量重力加速度实验……………………………………………………...11
4．单摆和复摆测量本地重力加速度的对比………………………………………….12
4.1单摆复摆测量重力加速度原理对比…………………………………………...12
4.2单摆复摆测量重力加速度制作难易程度对比………………………………...13
4.3单摆复摆测量重力加速度操作难易程度对比…………………………………14
4.4单摆复摆测量重力加速度精确程度对比………………………………………14
5．结论…………………………………………………………………………………..15
6．参考文献……………………………………………………………………………..15
致谢……………………………………………………………………………………....17
长江大学毕业设计（论文）任务书
学院（系）物理与光电工程学院专业物理学班级物理1001班
学生姓名王新霞指导教师/职称程庆华教授
1.毕业设计（论文）题目：
分别用单摆复摆测量当地重力加速度的对比研究
2.毕业设计（论文）起止时间：
2014年1月～2014年6月
3.毕业设计（论文）所需资料及原始数据（指导教师选定部分）
[1]周衍柏.理论力学教程[M].第三版.北京：
高等教育出版社，2009.7:
116～160
[2]扬长铭,田永红,王阳恩,程庆华.物理实验[M].武汉：
武汉大学出版社，2010.9:
60～66
[3]唐贵平，李西南，何兴.单摆实验法测量重力加速度的修正[J].中国教育技术装备，2002，（8）:
21~22
[4]石承刚.“单摆测当地重力加速度实验浅析”[J].中学生数理化（高二版），2011，（Z1）：
63~64
[5]李本苍，魏生贤，李会.重力加速度测量方法的比较研究[J].科技世界，2013，（35）：
173~174
[6]徐军华，徐兰珍，王树林.刚体转动惯量的一种新型测量法——复摆法[J].西安邮电学院学报.2004,（3）：
93~94
[7]张强.重力加速度的测量[J].曲靖师范学院学报.1989，（03）：
43～44
[8]李敏.用等效法研究摆动周期[J].数理化学习.2008，（11）：
57～58
[9]齐洪波.单摆振动中的等效问题[J].山西教育（招生考试）.2007，（01）：
33～34
[10]吴巧云.物理实验选择题三则[J].第二课堂（高中版）.2004，（01）:
44～45
[11]罗玉斌.单摆的周期公式[J].广东教育（综合版）.2006（02）：
55～56
[12]李传亮.用单摆测定重力加速度实验中的几点探讨[J].物理实验.2006，（04）:
43～44
[13]易德文,盛忠志.利用单摆测重力加速度时的最大摆角的再讨论[J].物理实验.2003，（07）:
54～55
[14]孙卫真.单摆法测重力加速度实验误差分析[J].贵州大学学报（自然科学版）.2003，（03）:
26～27
[15]郝建明,李咏波,和伟.单摆法测重力加速度的修正公式分析[J].云南师范大学学报（自然科学版）.2004，（03）：
34～35
[16]陈涨涨,郑崇伟.单摆测重力加速度的研究[J].温州师范学院学报（自然科学版）.2002，（03）:
45～46
[17]郭文香.单摆测重力加速度误差分析[J].张家口师专学报.2000，（02）:
34～35
[18]金建伟.用单摆测重力加速度的改进[J].技术物理教学.2003，（03）:
59～60
[19]谷肖甬.减小单摆测重力加速度误差的方法[J].技术物理教学.2005，（03）:
137～138
[20]张海军.测量重力加速度的五种方法[J].中学物理教学参考.2012,（4）:
24～25
[21]刘华.单摆复摆在不同摆角情形下的特性分析[J].科技创业月刊.2013,
（2）:
139～140
4．毕业设计（论文）应完成的主要内容
（1）合理设计几个复摆；
（2）利用三线摆测量物体转动惯量的原理测量复摆的转动惯量；
（3）分别用单摆和复摆测量当地重力加速度；
（4）通过实验，对单摆和复摆测量本地加速的方法及测量的精确程度进行对比分析并提出改进的方法。
5．毕业设计（论文）的目标及具体要求
（1）能合理设计复摆，有效的减少实验误差；
（2）能熟练使用三线摆实验装置测量复摆转动惯量；
（3）能熟练的使用用单摆、复摆实验装置；
（4）能够在这些实验的基础上，对这两个实验系统的设计特点和不足之处有深刻的认识，并进行分析总结，能够利用所学的知识提出对装置不足之处提出改进的方法。
6.完成毕业设计（论文）所需的条件及上机时数要求
本项毕业课题要求学生在图书馆和互联网查阅相关文献并利用实验室条件进行实验。
任务书批准日期年月日教研室（系）主任（签字）_
任务书下达日期____年___月日指导教师（签字）
完成任务日期年月日学生（签名）__
长江大学
毕业设计（论文）开题报告
题目名称分别用单摆和复摆测量本地
重力加速度的对比研究
院（系）物理与光电工程学院
专业班级物理11001班
学生姓名王新霞
指导教师程庆华
辅导教师程庆华
开题报告日期2014年3月9日
分别用单摆和复摆测量本地
重力加速度的对比研究
学生：
王新霞物理科学与技术学院
导师：
程庆华物理科学与技术学院
一、题目来源
结合生成实际/社会实际
二、研究目的和意义
重力加速度是一个重要的物理常数，它从本质上反映了地球吸引力的强弱。
地理位置不同，地区位置不同海拔高度都对重力加速度有影响。
而精确的测得重力加速度在力学、热学、电学、工程技术以及地质和天文学等方面都有广泛的应用。
比如，远程洲际弹道导弹、人造地球卫星、宇宙飞船等都在地球重力场中运动。
在设计太空飞行器时，也要首先知道准确的重力场数据。
为提高导弹射击准确度，必须准确测量导弹发射点和目标位置的重力加速度。
准确测量地球各点的绝对重力加速度值，对国防建设、经济建设和科学研究有着十分重要的意义。
测量重力加速度的方法有很多，我所要做的就是通过学习前人的理论知识，在现有的实验条件下，进行实验。
而单摆和复摆测重力加速度都是传统的经典力学实验。
但对于这两种方法所测得的重力加速度哪个更精确却不知道，所以有必要对这两种测量方法进行研究，主要通过实验进行对比研究看哪种方法更具有可操作性，哪种方法测得的重力加速度更精确。
三、阅读的主要参考文献及资料名称
[1]周衍柏.理论力学教程[M].第三版.北京：
高等教育出版社，2009.7:
116～160
[2]杨长铭,田永红,王阳恩,程庆华.物理实验[M].武汉：
武汉大学出版社，2010.9:
60～66
[3]唐贵平，李西南，何兴.单摆实验法测量重力加速度的修正[J].中国教育技术装备，2002，（8）:
21~22
[4]石承刚.“单摆测当地重力加速度实验浅析”[J].中学生数理化（高二版），2011，（Z1）：
63~64
[5]李本苍，魏生贤，李会.重力加速度测量方法的比较研究[J].科技世界，2013，（35）：
173~174
[6]徐军华，徐兰珍，王树林.刚体转动惯量的一种新型测量法——复摆法[J].西安邮电学院学报.2004,（3）：
93~94
[7]张强.重力加速度的测量[J].曲靖师范学院学报.1989，（03）：
43～44
[8]李敏.用等效法研究摆动周期[J].数理化学习.2008，（11）：
57～58
[9]齐洪波.单摆振动中的等效问题[J].山西教育（招生考试）.2007，（01）：
33～34
[10]吴巧云.物理实验选择题三则[J].第二课堂（高中版）.2004，（01）:
44～45
[11]罗玉斌.单摆的周期公式[J].广东教育（综合版）.2006（02）：
55～56
[12]李传亮.用单摆测定重力加速度实验中的几点探讨[J].物理实验.2006，（04）:
43～44
[13]易德文,盛忠志.利用单摆测重力加速度时的最大摆角的再讨论[J].物理实验.2003，（07）:
54～55
[14]孙卫真.单摆法测重力加速度实验误差分析[J].贵州大学学报（自然科学版）.2003，（03）:
26～27
[15]郝建明,李咏波,和伟.单摆法测重力加速度的修正公式分析[J].云南师范大学学报（自然科学版）.2004，（03）：
34～35
[16]陈涨涨,郑崇伟.单摆测重力加速度的研究[J].温州师范学院学报（自然科学版）.2002，（03）:
45～46
[17]郭文香.单摆测重力加速度误差分析[J].张家口师专学报.2000，（02）:
34～35
[18]金建伟.用单摆测重力加速度的改进[J].技术物理教学.2003，（03）:
59～60
[19]谷肖甬.减小单摆测重力加速度误差的方法[J].技术物理教学.2005，（03）:
137～138
[20]张海军.测量重力加速度的五种方法[J].中学物理教学参考.2012,（4）:
24～25
[21]刘华.单摆复摆在不同摆角情形下的特性分析[J].科技创业月刊.2013,
（2）:
139～140
四、国内外现状和发展趋势与研究的主攻方向
重力加速度是物理学中重要的物理量之一。
不同位置，重力加速度不同。
精确的测量当地重力加速度具有重要的意义。
对于重力加速度的测量方法也有非常多。
近年来，不同的物理学家研究者利用不同的测试方法对当地重力加速度进行了测试研究。
在众多方法中单摆复摆测量重力加速度属于最普遍的方法。
由于单摆复摆构造简单，制作方便，故长期以来为人们喜用，现已成为物理实验中最基本、最常用的实验。
许多研究者也对这两种测量方法进行了研究。
张强在曲靖师专学报（自然科学版）第8卷第3期中，阐述了如何精确的测量当地重力加速度，并且分析了单摆法、落球法和复摆法测量重力加速度中主要误差原因。
李传亮探讨了利用单摆测定重力加速度的几点误区，完善了单摆测量重力加速度的实验，提高了实验数据的精度。
刘华在他的单摆复摆在不同摆角情形下的特性分析中证明了单摆和复摆在较小角度的情况下，作用期性简谐振动，具有等时性，当摆角较大时，分析了周期与摆角之间存在复杂关系，并分析了误差情况。
张海军对加速度的
五种测试方法（用弹簧秤“秤”出g，用刻度尺“量”出g，用单摆“摆”出g，用水“滴”出g，用频闪照片“拍”出g。
）的基本原理进行了讨论。
部分研究者改进了气垫导轨测试重力加速度的方法，减小了空气阻力引起的误差，减小了摩擦阻力的影响，提高了测量值的准确度。
刘汉臣等人利用加锤摆测量重力加速度的方法进行了讨论，导出了周期不变点的位置公式。
并利用自制仪器对周期进行测试，结果与理论结果的误差小于0.7%。
章子旭等人对物理摆测试重力加速度进行了改进，提高了此方法的测量精度。
前人对重力加速度的研究大都基于某种测试方法的测试和方法的改进，各种方法测试结果的对比研究鲜见报道。
本文主要研究单摆和复摆这两种测量方法，然后进行对比分析。
五、主要研究内容、需重点研究的关键问题及解决思路
（一）研究内容：
（1）合理设计几个复摆；
（2）利用三线摆测量物体转动惯量的原理测量复摆的转动惯量；
（3）分别用单摆和复摆测量当地重力加速度；
（4）通过实验，对单摆和复摆测量本地加速的方法及测量的精确程度进行对比分析并提出改进的方法。
（二）关键问题：
（1）能合理设计复摆，有效的减少实验误差；
（2）能熟练使用三线摆实验装置测量复摆转动惯量；
（3）能熟练的使用用单摆、复摆实验装置；
（4）能够在这些实验的基础上，对这两个实验系统的设计特点和不足之处有深刻的认识，并进行分析总结，能够利用所学的知识提出对装置不足之处提出改进的方法。
（三）解决思路：
（1）查阅充分的资料，掌握足够的关于单摆和复摆测量本地重力加速度的知识；
（2）合理设计几个复摆；
（3）在掌握单摆复摆测量当地重力加速度的实验原理下进行实验操作；
（4）对单摆复摆测量本地重力加速度实验数据进行处理；
（5）有一定的综合分析能力，对实验结果进行处理和分析，能够在实验和自己掌握的知识上对单摆复摆的测量结果进行对比分析并提出改进方案。
六、完成毕业设计（论文）所必须具备的工作条件及解决的办法
（一）工作条件：
（1）具备与本研究有关的国内外期刊、电子文献资料、相关专业图书考料；
（2）学校机房与学院机房提供上机条件；
（3）学校物理实验室提供实验条件；
（二）解决办法：
（1）到本校图书馆和学院资料室进行国内外期刊、电子文献资料、相关专业图书考料等大量文献阅览；
（2）在实验室中熟悉实验系统、做实验、收集数据，并进行处理；
七、工作的主要阶段、进度与时间安排
1月15日～2月18日收集资料，完成文献翻译；
2月19日～2月28日阅读相关文献，完成开题报告初稿；
3月1日～3月7日完成开题报告；
3月9日～4月25日利用单摆复摆测量当地重力加速度；
4月26日～5月30日数值计算、结果分析、撰写论文初稿；
5月31日～6月02日送给指导教师修改；
6月03日～6月07日根据指导教师修改意见修改论文定稿；
6月08日～6月20日准备论文答辩材料；
八、指导教师审查意见
指导教师：
年 月 日
长江大学毕业论文（设计）指导教师评审意见
学生姓名
王新霞
专业班级
物理11001班
毕业论文
（设计）题目
分别用单摆复摆测量本地重力加速度的对比研究
指导教师
程庆华
职称
教授
评审日期
评审参考内容:
毕业论文（设计）的研究内容,研究方法及研究结果,难度及工作量,质量和水平,存在的主要问题与不足。
学生的学习态度和组织纪律,学生掌握基础和专业知识的情况,解决实际问题的能力,毕业论文（设计）是否完成规定任务,达到了学士学位论文的水平,是否同意参加答辩。
评审意见:
指导教师签名:
评定成绩（百分制）:
_______分
长江大学毕业论文（设计）评阅教师评语
学生姓名
王新霞
专业班级
物理11001班
毕业论文
（设计）题目
分别用单摆复摆测量本地重力加速度的对比研究
评阅教师
职称
评阅日期
评阅参考内容:
评语:
评阅教师签名:
评定成绩（百分制）:
_______分
长江大学毕业论文（设计）答辩记录及成绩评定
学生姓名
王新霞
专业班级
物理11001班
毕业论文
（设计）题目
分别用单摆复摆测量本地重力加速度的对比研究
答辩时间
年月日～时
答辩地点
一、答辩小组组成
答辩小组组长:
成员:
二、答辩记录摘要
答辩小组提问（分条摘要列举）
学生回答情况评判
三、答辩小组对学生答辩成绩的评定（百分制）：
_______分
毕业论文（设计）最终成绩评定（依据指导教师评分、评阅教师评分、答辩小组评分和学校关于毕业论文（设计）评分的相关规定）
等级（五级制）：
_______
答辩小组组长（签名）:
秘书（签名）:
年月日
院（系）答辩委员会主任（签名）:
院（系）（盖章）
分别用单摆和复摆测量本地重力加速度的对比研究
学生:
王新霞物理科学与技术学院
导师:
程庆华物理科学与技术学院
[摘要]重力加速度是一个重要的物理常数，用g表示。
重力加速度g值的准确测量对于计量学、精密物理计量、地球物理学、地震预报、重力探矿和空间科学等具有重要意义。
而测量本地重力加速度的方法有很多。
单摆和复摆测量本地重力加速度是物理学中两个重要的实验。
本文就是在现有实验条件基础上，自己动手制作单摆和复摆。
然后主要对单摆和复摆测量本地重力加速度进行了一个简要的对比分析。
对比的内容主要是对单摆和复摆测量本地重力加速度的原理，单摆和复摆的制作过程难易程度，单摆和复摆在测量本地重力加速度过程中操作难易程度，最后对单摆和复摆测量本地重力加速度的精确性做对比分析。
而在本文中还主要谈到如何制作复摆，如制作复摆的选材，如何减小转轴与复摆之间的摩擦。
还有如何利用三线摆的方法来测量复摆转动惯量。
通过对比研究发现单摆在实验原理、制作难易程度方面比复摆简单，而在实验操作和实验结果准确方面复摆更具有优势。
[关键词]单摆复摆重力加速度
Comparativestudyofsimplependulumandcompoundpendulumwereusedtomeasurethelocalaccelerationofgravity
Candidate：
WangXinxiaSchoolofPhysicalandOptoelectronicEngineering
Supervisor：
ChengQinghuaSchoolofPhysicalScienceandTechnology
[Abstract]theaccelerationofgravityisanimportantphysicalconstant,denotedbyG.Theaccuratemeasurementoftheaccelerationofgravitygvaluehasimportantsignificanceformetrology,measurementprecisionphysics,geophysics,earthquake,prediction,gravityexplorationandspacescience.Therearemanywaystomeasurethelocalaccelerationofgravity.Thesimplependulumandcompoundpendulummeasuringlocalaccelerationofgravityaretwoimportantphysicsexperiment.Thispaperisbasedontheexistingexperimentcondition,makingsimplependulumandcompoundpendulum.Thenmainlyanalyzesabriefcomparisonofsimplependulumandcompoundpendulummeasuringthelocalaccelerationofgravity.Themaincontrastcontentistheprincipleofsimplependulumandcompoundpendulummeasurementoflocalaccelerationofgravity,theproductionprocessofsimplependulumandcompoundpendulumandtheeaseofoperation,simplependulumandcompoundpenduluminmeasuringthelocalaccelerationofgravityintheprocessofthedegreeofdifficulty,thelastofaccuracyofthesimplependulumandthecompoundpendulumtomeasurethelocalaccelerationofgravitytodocomparativeanalysis.Andinthispaperismainlyabouthowtomakeacompoundpendulum,suchastheproductionofcompoundmaterial,howtoreducethefrictionbetweentherotatingshaftandthecompoundpendulum,andhowtousethemethodofthreelinependulumtomeasurethemomentofcompoundpenduluminertia.Bycomparingthependuluminexperimentalprinciple,thedifficultyofmakingsimplependulumhasadvanta
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