大學(xué)物理仿真實(shí)驗(yàn)報(bào)告(一)

大學(xué)物理仿真實(shí)驗(yàn)報(bào)告（一）——利用單擺測(cè)量重力加速度班級(jí)：機(jī)測(cè)控11姓名：劉明杰學(xué)號(hào)：2110103016實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?.學(xué)習(xí)進(jìn)行簡(jiǎn)單設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的基本方法，根據(jù)已知條件和測(cè)量精度的要求，學(xué)會(huì)應(yīng)用誤差均分原則選用適當(dāng)?shù)膬x器和測(cè)量方法2.學(xué)習(xí)累積放大法的原理和應(yīng)用，分析基本誤差的來源及進(jìn)行修正的方法。實(shí)驗(yàn)儀器與使用方法：實(shí)驗(yàn)儀器：?jiǎn)螖[儀、擺幅測(cè)量標(biāo)尺、鋼球、細(xì)線、游標(biāo)卡尺、停表。使用方法：1.調(diào)節(jié)擺線長度:移動(dòng)鼠標(biāo)到左邊的窗口中調(diào)節(jié)旋鈕上方，點(diǎn)擊鼠標(biāo)左鍵或右鍵以減少或增加擺線長度。減少或增加的幅度可由步長控制。2.移動(dòng)直尺:移動(dòng)鼠標(biāo)到右邊的小窗口中直尺上方，點(diǎn)擊鼠標(biāo)左鍵抓取直尺可上下移動(dòng)直尺。3.游標(biāo)卡尺的操作信息可通過位于窗口下方的提示框獲得。提示框內(nèi)的內(nèi)容顯示的是根據(jù)鼠標(biāo)放在游標(biāo)卡尺的不同部件時(shí)如何對(duì)這些部件操作的信息。4.電子秒表的計(jì)時(shí)操作是通過對(duì)用鼠標(biāo)點(diǎn)擊其上方兩個(gè)按鈕進(jìn)行的。當(dāng)鼠標(biāo)移到這兩個(gè)按鈕上時(shí)，將顯示有關(guān)按鈕功能的提示。實(shí)驗(yàn)步驟：1.用誤差均分原理設(shè)計(jì)一單擺裝置,測(cè)量重力加速度g.設(shè)計(jì)要求:(1)根據(jù)誤差均分原理,自行設(shè)計(jì)試驗(yàn)方案,合理選擇測(cè)量?jī)x器和方法.(2)寫出詳細(xì)的推導(dǎo)過程,試驗(yàn)步驟.(3)用自制的單擺裝置測(cè)量重力加速度g,測(cè)量精度要求△g/g<1%.可提供的器材及參數(shù):游標(biāo)卡尺、米尺、千分尺、電子秒表、支架、細(xì)線(尼龍線)、鋼球、擺幅測(cè)量標(biāo)尺(提供硬白紙板自制)、天平(公用).假設(shè)擺長l≈70.00cm;擺球直徑D≈2.00cm;擺動(dòng)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;根據(jù)統(tǒng)計(jì)分析,實(shí)驗(yàn)人員開或停秒表反應(yīng)時(shí)間為0.1s左右,所以實(shí)驗(yàn)人員開,停秒表總的反應(yīng)時(shí)間近似為△人≈0.2s.2.對(duì)重力加速度g的測(cè)量結(jié)果進(jìn)行誤差分析和數(shù)據(jù)處理,檢驗(yàn)實(shí)驗(yàn)結(jié)果是否達(dá)到設(shè)計(jì)要求.實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄及處理：1.擺球直徑的測(cè)量記錄次123456擺球直徑/cm1.7021.7121.6921.6521.7321.7022.測(cè)量擺線長度：實(shí)驗(yàn)測(cè)得擺線長度+擺球直徑=95.80cm3.測(cè)量周期：T=97.56s÷50=1.951s;D（平均）=（1.702+1.712+1.692+1.652+1.732）÷6=1.699cml=95.80cm-1.70cm=94.10cmg=l/(T/2π)^2=9.76m/s?g=9.80-9.76=0.04m/s;E=g/?gx100%=0.4%<1%,符合實(shí)驗(yàn)要求。誤差分析：?jiǎn)螖[只在最大擺角小于等于5°時(shí)，單擺的振動(dòng)才可以近似看為為簡(jiǎn)諧振動(dòng)。這時(shí)視為簡(jiǎn)諧振動(dòng)的誤差非常小，因?yàn)樵诨貜?fù)力公式推導(dǎo)時(shí)，只有在擺角θ小于等于5°時(shí)才有sinθ=[近似相等]=tanθ=θ[弧度]=X/L，有：F=-X(mg/L)，即回復(fù)力與離開平衡位置的位移大小成正比，方向相反，振動(dòng)為簡(jiǎn)諧振動(dòng)。因此，單擺擺角會(huì)產(chǎn)生誤差?？諝獾恼硿枇Σ⒉挥绊憯[動(dòng)的周期，所以沒有造成誤差。由于