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=2πlg,它与偏角的大小及摆球的质量无关,由此得到g=4π2lT2。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。
(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,在单摆平衡位置处做上标记,如实验原理图所示。
(3)测摆长:用毫米刻度尺量出摆线长L(精确到毫米),用游标卡尺测出摆球直径D,则单摆的摆长l=L+D2。
(4)测周期:将单摆从平衡位置拉开一个角度(小于5°),然后释放摆球,记下单摆摆动30~50次的总时间,算出平均每摆动一次的时间,即为单摆的振动周期。
(5)改变摆长,重做几次实验。
4.注意事项
(1)悬线顶端不能晃动,需用夹子夹住,保证悬点固定。
(2)单摆必须在同一竖直平面内摆动,且摆角小于5°。
(3)在摆球摆到平衡位置处时开始计时,并数准全振动的次数。
(4)摆球自然下垂时,用毫米刻度尺量出悬线长L。