2、自由落體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律.doc

江西渝州科技職業(yè)學(xué)院大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)報(bào)告預(yù)習(xí)分課堂分報(bào)告分總成績(jī)實(shí)驗(yàn)名稱： 自由落體法測(cè)重力加速度姓名： 劉陽(yáng) 學(xué)號(hào)：0612102468 時(shí)間代碼： 110256 實(shí)驗(yàn)序號(hào)：01 院系： 一年級(jí)工作部學(xué)生三部 專業(yè)：大理 06級(jí) .班： 70 教師簽名：袁文峰 儀器與用具：QDZJ-2型自由落體儀、SSM-5C計(jì)時(shí)-計(jì)數(shù)-計(jì)頻儀、導(dǎo)線等 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?：1. 學(xué)會(huì)運(yùn)用自由落體儀和計(jì)時(shí)儀2. 測(cè)量當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣?，掌握自由落體的運(yùn)動(dòng)規(guī)律 3. 學(xué)會(huì)用逐差法處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)實(shí)驗(yàn)報(bào)告內(nèi)容（原理預(yù)習(xí)、操作步驟、數(shù)據(jù)處理、誤差分析、思考題解答）【實(shí)驗(yàn)原理】自由落體的重力加速度由重力產(chǎn)生，稱為重力加速度，根本原因由萬(wàn)有引力產(chǎn)生，它與質(zhì)量成正比，與距離的平方成反比。它是一個(gè)重要的地球物理常數(shù)地球上各點(diǎn)的加速度數(shù)值，隨該地的緯度、海拔高度及該地區(qū)地質(zhì)構(gòu)造的不同而不同因而測(cè)量重力加速度對(duì)于地質(zhì)勘探等具有很重要的意義值偏大的地方則可能埋藏著重礦物，反之值偏小的地方則可能埋藏著鹽類和石油 自由落體儀主要由立柱、吸球器和光電門(mén)組成如圖1-1所示立柱固定在三腳底座上，上端有一個(gè)吸球器，立柱上有米尺兩個(gè)光電門(mén)可以沿立柱上下移動(dòng)當(dāng)用手?jǐn)D壓吸球器內(nèi)的空氣后，其內(nèi)部壓強(qiáng)將小于外部空氣的一大氣壓強(qiáng)，因而大氣把鋼球托在吸球器口上又由于鋼球與吸球器邊緣有縫隙，空氣可進(jìn)入吸球器，慢慢使其內(nèi)部也等于一個(gè)大氣壓強(qiáng)時(shí)，鋼球?qū)⒆詣?dòng)脫落，作自由落體運(yùn)動(dòng)立柱上的光電門(mén)與計(jì)時(shí)儀聯(lián)接光電門(mén)由一個(gè)小的聚光燈泡和一個(gè)光敏管組成，聚光燈泡對(duì)準(zhǔn)光敏管，光敏管前面有一個(gè)小孔可以接收光的照射光敏門(mén)與計(jì)時(shí)儀是按以下方式聯(lián)接的即當(dāng)兩個(gè)光電門(mén)的任一個(gè)被擋住時(shí)，計(jì)時(shí)儀開(kāi)始計(jì)時(shí)；當(dāng)兩個(gè)光電門(mén)中任一個(gè)被再次擋光時(shí)，計(jì)時(shí)終止計(jì)時(shí)儀顯示的是兩次擋光之間的時(shí)間間隔實(shí)驗(yàn)原理，小球從A點(diǎn)沿豎直方向自由下落將兩個(gè)光電門(mén)分別放在B、C處，記下B C之間的距離和小球經(jīng)過(guò)B 、C兩點(diǎn)的時(shí)間間隔，有 （1-1） 要采用逐差法處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，必須使小球相鄰兩次的下落時(shí)間差相等，具體到本實(shí)驗(yàn)，就是小球下落時(shí)，下落時(shí)間必須按照t,2t,3t,4t,5t,6t,7t,8t變化。1三角座 2接球網(wǎng) 3光電門(mén) 4帶有標(biāo)尺的金屬管 5光電門(mén)6鋼球 7吸球器架 8緊固螺絲 9四芯插座 10穩(wěn)定器 11調(diào)節(jié)螺絲圖11 自由落體測(cè)定儀【實(shí)驗(yàn)步驟】 1打開(kāi)計(jì)時(shí)儀的電源開(kāi)關(guān)，四芯線兩端分別接光電門(mén)和計(jì)時(shí)儀的光電插孔，注意四芯線插頭和插孔的一一對(duì)應(yīng)，不要插錯(cuò)方位2將功能指示選在“計(jì)時(shí)”位置處，計(jì)時(shí)儀左下角的次數(shù)選擇撥到2.對(duì)光電門(mén)遮光時(shí)其數(shù)字顯示正常，并能復(fù)位為零3調(diào)整自由落體儀支柱鉛直，使擺球的懸線影正對(duì)光敏管位置,否則應(yīng)調(diào)節(jié)底座上的三個(gè)螺絲 4. 將上端電門(mén)放在10cm處，使兩光電門(mén)之間的距離為5cm，記錄下小球通過(guò)此距離的時(shí)間 ，時(shí)間顯示時(shí)ms指示燈亮,說(shuō)明記錄的是毫秒,換算成秒作單位.測(cè)量5次；然后取時(shí)間的平均值，計(jì)為t，然后測(cè)量2t,3t,4t,5t,6t,7t,8t對(duì)應(yīng)的高差，由于計(jì)時(shí)儀精確到0.001ms,在自由落體儀的米尺上難以找到某一刻線值與此對(duì)應(yīng)，故在時(shí)間it的兩側(cè)找到對(duì)應(yīng)的高差hi,然后取平均值作為該時(shí)間對(duì)應(yīng)的高差。 5. 按要求計(jì)算出g的值及相對(duì)誤差【數(shù)據(jù)處理】表2-1 光電法測(cè)g數(shù)據(jù)表T1T2T3T4T5平均值36.525ms36.902ms36.305ms37.101ms37.748ms 37.228mst2t3t4t5t6t7t8t時(shí)間t/s0.0372280.074456.0.1116840.1489120.186140.2233680.2605960.297824高度差hi/m0.050.11410.19220.28410.38820.50610.63810.78410.050.11470.19280.28330.38880.50690.63870.7848平均高差m0.050.11440.19250.28370.38850.50650.63840.78445 第一次逐差：h51=h5-h1=0.3885-0.05=0.3385(m) h62=h6-h2=0.5065-0.1144=0.3921(m)h73=h7-h3=0.6384-0.1925=0.4459(m) h84=h8-h4=0.78445-0.2837=0.50075(m) 爹二次逐差： h71=h73-h51=0.4459-0.3385=0.1074(m) h82=h84-h62=0.50075-0.3921=0.10865(m) g1=h71/8t2=0.1074/8*0.0372282=9.68668（m/s2） g2=h82/8t2=0.10865/8*0.0372282=9.79942(m/s2) g=1/2*(g1+g2)=1/2*（9.68668+9.79942）=9.74305(m/s2) g=9.74305-9.79878 = - 0.05573（m/s2）E=g/g標(biāo)*100= - 0.05573/9.79878*100= - 0.57100【思考題】1.實(shí)驗(yàn)中，為什么只改變光電門(mén)2的位置，而不改變光電門(mén)1的位置？答：改變光電門(mén)2的位置，是為了改變高差。改變光電門(mén)1的位置，是為了使小球在通過(guò)光電門(mén)1時(shí)，獲得相同的初速度。2.實(shí)驗(yàn)中，小球下落時(shí)，計(jì)時(shí)器不停止計(jì)時(shí)的原因是什么？答：在儀器完好的情況下，計(jì)時(shí)器不停止計(jì)時(shí)，說(shuō)明小球在通過(guò)光電門(mén)2時(shí)，沒(méi)有擋住光束，此時(shí)應(yīng)調(diào)整底座，改變小球下落的路徑。3.如何冊(cè)小球下落時(shí)某處的瞬時(shí)速度？答：首先確定小球通過(guò)光電門(mén)1時(shí)獲得的初速度V0，然后將光電門(mén)2移至某處，測(cè)出小球通過(guò)光電門(mén)1、光電門(mén)2的高差所用的時(shí)間，根據(jù)Vx=V0+gt算得?！竟P試測(cè)評(píng)題】 1. 立柱不鉛直對(duì)實(shí)驗(yàn)有沒(méi)有影響？你可否用