文档介绍：单摆及随机误差分布
大学物理实验
海南大学材料与化工学院材料系
秋千
风铃
吊灯
摆钟
实验目的
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2. 学****秒表的使用;
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4. 学****统计直方图的画法,运用统计方法研究物理现象的简单过程。
实验原理
1. 单摆测重力加速度
图1. 单摆
当单摆的摆角很小(小于5°),其运动可看成简谐振动,单摆的周期近似为:
由公式可得:
故只要测出摆长L和周期T,即可算出重力常数g。
2. 随机误差分布规律
统计直方图是用实验研究某一物理现象统计分布规律的一种粗略的方法。
对某一物理量在相同条件下做n次重复测量,得到一系列测量值,
根据测量值中的最大值和最小值确定一个区间
将区间分成若干小区间,比如个,则每个小区间的间隔为
统计测量结果出现在各个小区间内的次数(频数),以测量数据为横坐标,以频数或相对频数为纵坐标,画出出各小区间及其对应的频数或相对频数的高度,则可得到一个矩形图,这就是统计直方图。根据分布情况画成光滑曲线,这就是随机误差的分布规律(概率密度分布曲线)。
单摆,钢卷尺,电子秒表, 螺旋测微器
实验仪器
图2 单摆装置
实验内容
1、实验准备:
立柱铅直。以摆球为重锤调节底座的水平螺丝,使摆线与立柱平行。
调节摆幅。
测量标尺高度与镜面的位置。摆幅标尺高度应使尺的上弧边中点与顶端悬线夹下平面间的距离为50cm;
标尺平面应垂直于顶端悬线夹的前伸部分;
在标尺上部平面镜的镜面应与标尺面平行;
镜面上的指标线应与中心平行,如不在仪器的对称中心线上时,可在镜框中稍微左右移动镜片位置,使其处于中心位置(三线对齐)。
2、测量摆长。取摆长150cm,测量方法:用米尺测量摆线长,用螺旋测微器测量小球直径D,分别测量三次,则摆长为。
3、测量单摆周期。移动小球,使小球在竖直平面内来回摆动,注意摆角θ要小于5º。测量摆动30个周期的时间Tˊ,重复测量3次。
4、将摆长每次缩短10cm左右,测量摆动30个周期的时间Tˊ,重复测量3次。
5、测量单摆周期。移动小球,使小球在竖直平面内来回摆动,注意摆角θ要小于5º。测量摆动30个周期的时间Tˊ,重复测量50次。表格自拟。
【数据记录】
不同摆长周期数据记录表格
摆长L(m)
周期T(s)
D
L
T1
T2
T3
T
1
2
3
4
5
6