1.实验原理
当偏角很小时,单摆做简谐运动,其运动周期T=2π,它与偏角的大小及摆球的质量无关,由此得到g=。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 m)、秒表、毫米刻度尺和游标卡尺。
3.实验步骤
(1)让细线的一端穿过金属小球的小孔,然后打一个比小孔大一些的线结,做成单摆。
(2)把细线的上端用铁夹固定在铁架台上,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,在单摆平衡位置处作上标记,如实验原理图所示。
(3)用毫米刻度尺量出摆线长度l′,用游标卡尺测出摆球的直径,即得出金属小球半径r,计算出摆长l=l′+r。
(4)把单摆从平衡位置处拉开一个很小的角度(不超过5°),然后放开金属小球,让金属小球摆动,待摆动平稳后测出单摆完成30~50次全振动所用的时间t,计算出金属小球完成一次全振动所用时间,这个时间就是单摆的振动周期,即T=(N为全振动的次数),反复测3次,再算出周期=。
(5)根据单摆周期公式T=2π计算当地的重力加速度g=。
(6)改变摆长,重做几次实验,计算出每次实验的重力加速度值,求出它们的平均值,该平均值即为当地的重力加速度值。
(7)将测得的重力加速度值与当地的重力加速度值相比较,分析产生误差的可能原因。