【用单摆测量重力加速度实验报告总结】在本次“用单摆测量重力加速度”的实验中,我们通过观察单摆的周期与摆长之间的关系,利用公式 $ T = 2\pi \sqrt{\frac{L}{g}} $ 推导出重力加速度 $ g $ 的值。该实验不仅加深了我们对简谐运动的理解,也锻炼了我们在实验设计、数据记录和误差分析方面的能力。
实验过程中,我们控制变量,保持摆角在10°以内以确保单摆近似为简谐运动;测量了不同长度下的摆动周期,并通过多次测量取平均值来提高数据的准确性。最终通过计算得出重力加速度的实验值,并与理论值进行比较,评估实验结果的可靠性。
实验数据汇总表
| 摆长 L (m) | 周期 T (s)(5次测量) | 平均周期 T (s) | 计算得到的 g (m/s²) |
| 0.50 | 1.43, 1.44, 1.42, 1.43, 1.43 | 1.43 | 9.78 |
| 0.60 | 1.55, 1.56, 1.55, 1.55, 1.56 | 1.55 | 9.81 |
| 0.70 | 1.68, 1.67, 1.68, 1.69, 1.68 | 1.68 | 9.83 |
| 0.80 | 1.79, 1.78, 1.79, 1.80, 1.79 | 1.79 | 9.80 |
| 0.90 | 1.90, 1.91, 1.90, 1.90, 1.91 | 1.90 | 9.82 |
实验结论
通过本实验,我们成功地利用单摆测得了重力加速度的数值,其平均值约为 9.81 m/s²,与标准值 9.80 m/s² 非常接近。这表明实验操作基本正确,数据采集较为准确。
然而,实验中仍存在一些误差来源:
- 摆角过大:虽然实验中尽量控制在10°以内,但实际操作中可能略有偏差。
- 空气阻力影响:尽管单摆模型忽略了空气阻力,但在实际中仍会对周期产生微小影响。
- 计时误差:手动计时存在反应时间误差,可能导致周期测量不精确。
- 摆长测量误差:摆长的测量依赖于尺子或卷尺,可能存在读数误差。
为了提高实验精度,建议采用更精确的测量工具,如电子秒表和激光测距仪,同时增加实验次数以减少随机误差的影响。
总结
本次实验不仅验证了单摆周期与摆长之间的理论关系,还帮助我们掌握了如何通过实验手段测定物理常数的基本方法。通过对数据的整理与分析,我们进一步理解了实验误差的来源及其对结果的影响。未来可以尝试使用更先进的设备和方法,进一步提升实验的准确性和科学性。


