单摆实验数据处理.pdfVIP

( ) ( ) ·12 ·太原师范专科学校学报　 2001 年第 3 期 J ournal of Taiy uan Teachers College 　 No . 3 ,2001 单摆实验数据处理 赵继红 (太原师范学院　设备处 , 　山西 　太原 　030012) [摘 　　要] 　单摆是物理学中一个传统的实验 ,在测 g 值的诸方法中是最简单的一种 ,并且容易测 得较精确的 g 值 。但数据处理起来很麻烦 ,现介绍一种方法供参考 。 [ 关 键 词] 　单摆 ;测定 ( ) [文章编号] 　1008 - 6994 2001 03 - 0012 - 02 　　[ 中图分类号] 　O316 　　[文献标识码] 　C 单摆的装置很简单, 就是在一固定点 O 上悬挂一根近似不能伸长 、质量可忽略的线, 并在线的末端悬一 ( ) 质量为 m 的小球, 这就构成了一个单摆 如图 。 θ θ ( ω φ) = m cos t + θ 是最大角位移值, 即振幅, φ是初相位 。 m 角频率 ω = g L 2 π L π ( ) 所以单摆的周期 T = = 2 　　　 1 ω g 当小球的半径 r l , L = l + r , 其中 l 为线长 。 ( ) 如固定摆长 L , 测出相应的振动周期 T , 即可由式 1 求 g 值 。 　　一 、摆长 L 的测定 1 由钢卷尺测出悬点至小球下端的示值, 再用游标卡尺测小球直径 D 值, 于是可得摆长 L = l - D 2 ( ) 在固定摆长, 利用式 1 求 g 时, 摆长 L 应选的长些, 如 90 - 100 mm 。而用作图法求 g 时, L 数值可从 50 cm 以上开始, 逐次增加 10 cm , 共取 5 个不同摆长, 并测量相应的周期 。 　　二 、周期 T 的测定 先测 30 个周期, 设 30 T′= 58. 45S , 则 T′= 1. 948S 再预期大约 100 个整周期的时间。由上可知, T′～ 2S 则 100 T 约需 3 分钟以上 。使秒表在单摆由左向右摆 动经过平衡位置时按下, 秒表开始走动, 于是我们可轻松一下做做其它工作, 经过 3min 以后再观察单摆 。当某