朱俊林

(江苏师范大学科文学院 江苏 徐州 221000)

1 引言

自伽利略研究自由落体运动伊始，无数的前辈们探索测量重力加速的新方法.例如：自由落体测量重力加速度实验的改进[1]，基于磁力限制摆物运动的单摆测量重力加速度[2].随着科技的进步，使得测量重力加速度的方法变得多样.然而，当前的许多方法均无法排除或有效减小空气阻力对测量结果的影响.在目前的物理实验教学中，主要采用落球法或者单摆小角度近似简谐运动来测量重力加速度.以上方法没有考虑到空气阻力对测量的影响.能不能采用一种新的测量方法，或者制作一种新的测量设备.原理可行操作便捷，并且可以有效减小空气阻力对测量的影响.

2 解决方案

2.1 装置结构

设计如图1和图2所示实验装置，用圆管构成的圆形轨道，在最高位置处留一缺口.缺口处安装光电门计时装置，圆弧轨道右侧平滑连接一斜面轨道.

图1 装置简图

图2 实物图

2.2 实验原理

虽然空气阻力能够影响水平切向的时间测量，进而影响到速度大小.但由于时间间隔极短，影响有限.因小球在缺口处没有竖直方向上的速度，空气阻力对向心加速度没有贡献，因而能够有效减小空气阻力对竖直方向上重力加速度测量的影响.

3 实验方案

3.1 实验思路

为了验证我们的设想，即该方法能够有效减小空气阻力对测量的影响.特地选择了大小几乎相同的小钢球和轻质塑料小球，做了3组实验数据.并把实验结果进行如下对比：(1)把小钢球与轻质塑料小球用此方法测量的结果和当地官方公布的精确重力加速度做对比；……