文档介绍：ﻩﻩ实验题目：　单摆的设计与　研究 (设计性实验）　　　
【实验简介】
本实验的目的是学习进行简单设计性实验的基本方法，根据已知条件和测量精度的要求，学会应用误差均分原则选用适当的仪器和测量方法，学习累积放大法的原理和应用,分析基本误差的来源及进行修正的方法. 
【mg cosθ
mg sinθ
L
θ
θ
mg
图1
设计的原理思想】
一根长度不变的轻质小绳,下端悬挂一个小球。当细线质量比小球的质量小很多，而且小球的直径又比细线的长度小很多时，此种装置称为单摆，如图１所示。如果把小球稍微拉开一定距离,小球在重力作用下可在铅直平面内做往复运动，一个完整的往复运动所用的时间称为一个周期。当单摆的摆角很小（θ〈5°)时,可以证明单摆的周期T满足下面公式
　　　　　　　 (1)
　　　　　（2）
式中L为单摆长度。单摆长度是指上端悬挂点到球心之间的距离；ｇ为重力加速度。如果测量得出周期Ｔ、单摆长度Ｌ，利用上面式子可计算出当地的重力加速度g。从上面公式知T　２和Ｌ具有线性关系，即。对不同的单摆长度L测量得出相对应的周期，可由T 2~Ｌ图线的斜率求出g值。
【实验仪器】
1、米尺(量程:2m，分度值:1ｍm）　
２、游标卡尺(量程：15ｃm,分度值：0。０2mｍ，零值：0 ）　
３、电子秒表（分度值：0．01s)测ｎ=50的t值
【实验步骤的设计】
1、 　测量摆长l：测量悬线长度x1及悬挂体的厚度x2，l=x1-ｘ２—(d/２)
2、  测量周期Ｔ:摆角θ＜5　°，计时起点选在摆球经过平衡位置的时刻，用停表测出单摆摆动50次的时间Ｔ5０,共测量５次,取平均值。
3、  计算重力加速度:将测出的和T50代入中(其中ｎ为周期的连续测量次数)，计算出重力加速度ｇ，并计算出测量误差。
4、用金属作为摆线，以改变摆线的质量，以研究摆线质量对测g的影响
５、用乒乓球作为摆球，形容空气浮力对测g影响
【实验记录和数据处理】
1重力加速度g
．用游标卡尺测量摆球的直径ｄ，在不同部位测量5次,取其平均值,计算不确定度。
1
２
３
4
5
平均
uＡ
uB
Uc
铁球ｄ（mm)
２2。20

2２．2２
22。22
２2。１8
2２。20
0．01
0。０1
０。０2
铝球d（mm)
２2。20

22．。22
22。18
22。2０

0．01
0．０2
乒乓球d（ｍm)

3９．46
3９．４4
39。46

０．02
０．01
０．02
2。用米尺测量悬线与小球的总长度x2及悬挂体的厚度x1,测1次,计算不确定度B。
X1
Ｘ2
L=x1—x２—(d／２）
ＵB
棉线铁球
2．10
１0２。50
89。30
０．6
金属线铝球
2。１0

５6．52

棉线乒乓球
2。1０
100。０５
78。22

3让摆球离开平衡位置,让小球自由摆动(摆角〈5度)，摆动平稳后开始计时，测出摆球连续摆