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用DIS测量重力加速度g值的四种方法及比较

2015-11-24王梅宗晓玮

物理教学探讨 2015年10期

王梅+宗晓玮

摘 要:在物理实验中,对同一个物理量进行测量可以有多种方法。介绍了利用DIS系统测量重力加速度g值的四种不同的方法,并指出每个方法各自的优点和缺点。

关键词:DIS系统;实验方法;重力加速度g

中图分类号:G633.7 文献标识码:A 文章编号:1003-6148(2015)10-0054-4

重力加速度是中学物理中一个非常重要的常数,与力学中很多知识点都有密切联系,因此测定它数值的方法也有很多,比如单摆法、自由落体法、滴水法、重力法、斜面法等等。[1]在物理学中,用多种方法解决同一问题是非常常见的。不同的方法根据不同的实验原理和器材,产生的误差原因也不相同。

1 用单摆法测重力加速度g

实验原理

在摆角很小的条件下,单摆的摆动可以看成是简谐运动,其运动的周期公式为T=2π。此公式推导可得g=4π2L/T2。因此,我们只要求出单摆的周期T和摆长L,就可以得到重力加速度g值。

实验过程:

(1)将光电门传感器接入数据采集器的第一通道,确保传感器定位在单摆的平衡位置。

(2)点击“光电门设置”,将挡光片设置为“单摆”。

(3)调整单摆摆长和光电门传感器的位置,使摆球可以通过光电门传感器并顺利挡光,如图1。

(4)打开“计算表格”,让摆球摆动,点击自动记录中的“开始”,表格将记录下单摆的周期,记录20个周期左右后,点击“结束”。

(5)测量单摆摆长L。单摆摆长为摆球球心到悬挂点的长度,本次试验中L=0.52 m。

(6)点击“变量”选择变量名称L,并赋默认值为摆线长度,点击“公式”,调用“力学”公式库中的“单摆测重力加速度”公式,确定公式变量对应表格项,计算出重力加速度的值。……

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