落球法侧重力加速度

落球法侧重力加速度 实验三 落球法测重力加速度 对于所有物体无论大小或质量如何，在地面附近的同一地点下落时，都以相同的加速度落下。如果物体下落的距离远远小于地球的半径，略去空气的影响，则在整个下落过程中其加速度保持不变。物体在地面附近下落的加速度叫重力加速度，是物理中一个重要参量。地球上各个地区的重力加速度的大小随该地区的地理纬度和海拔高度不同而稍有差异。研究重力加速度的分布情形，在地球物理学中具有重要意义。 测定重力加速度的方法很多，如单摆法、可倒摆法等等。本实验用的是自由落体法。 实验目的 1、通过测定重力加速度，深刻理解匀加速直线运动的规律。 2、学习并掌握用落球法测重力加速度的方法一。 3、初步了解力学实验三用仪(多功能数字式测定仪)的使用和测定时间的方法。 实验仪器 重力加速度测定仪、力学实验三用仪、重锤、小球、钢卷尺 实验原理 在重力作用下，物体的下落运动是匀加速直线运动。描述这种运 电磁铁 动的运动方程式为 12s,vt，gt (1) 光电门1 02 式中s是在t时间内下落的距离，g是重力加速度。 v,0如果物体下落的初速度为零，即，则 0立 12 柱 s,gt(2) 2 设小球做自由落体经过光电门1所在位置时的速度为v，此时光1 电门1打开，力学实验三用仪开始计时。小球下落h距离后经过光电门1 光电门22，此时光电门2打开，力学实验三用仪停止计时，此时读数为t，即1 为小球下落h距离所用的时间，根据匀加速直线(初速不为零)的位移1 接球器 公式，有 12h,vt，gt (3) 调节螺丝 11112 保持光电门1的位置不变，即保证小球经过光电门1的位置时的底 座 速度v不变，改变光电门2的位置，此时两光电门的间距为h，重复12图1 重力加速度测定仪示意图 上面的操作，则小球经过h的距离历时t，同理有 22 12h,vt，gt (4) 21222 联系(3)、(4)，消去v得: 1 12h,gt11t21 ,1t22h,gt222 由此得， ，，2ht,ht1221g, (5) 22tt,tt2112 直接测出h、t、h、t，就可以算出重力加速度g。 1122 实验内容 1、连接实验线路，具体操作如下: (1) 将电磁铁的电源线和光电门聚光灯泡的电源线分别插入测定仪后面板上“电磁铁电源”和“——2.2V”的插孔内。 (2)将光电门的输出线分别插入测定仪前面板的“输入A”和“输入B”的插孔内。 (3)检查各接线连接无误后接通测定仪的输入电源。 2、即调整光电门，方法是:将测定仪的“测量选择”旋钮置于“匀加速直线运动”挡，调节光电门上的聚光灯灯座，使聚光灯光点恰好对准光敏三极管的受光小孔的中心。用手挡光试一试，如果记数正常，即为光电门调好。 3、调立柱铅直:将重锤线的一端旋在电磁铁铁芯的下端。调节重力加速度测量仪底座上的三个调节螺丝，使已调好的上下两个聚光灯灯光恰好能照亮所挂的重锤线。调好后取下重锤即可开始测量。 4、测量:接通电磁铁电源，取钢球吸在电磁铁下端的小孔内，然后将力学实验三用仪调至“记数”功能。断开电磁铁电源，使小球下落，记下测量仪上显示的时间t，用钢卷尺量取两光电门光敏管受光小1 孔之间的距离h，更换小球，重复测量5次以上。保持光电门1的位置不变，改变光电门2的位置，此时1 两光电门的间距为h，并用钢卷尺测得，记下测量仪上显示的时间t，更换小球，重复测量5次以上。 22 6、实验完毕后整理实验台，并将相应仪器归回原位。 注意事项 1、测定仪上的插孔较多，各电源引线和信号输入线切勿插错，必须经检查接线无误后方可以接通测定仪的220V的工作电源。 2、测量中动作要轻缓，勿使立柱晃动，以免影响测量结果。 3、电源电压过低或铁芯生锈都可使电磁铁的磁性减弱而吸不住钢球，要设法排除。 思考题 1、##按照公式(2)测定重力加速度，并比较按照公式(2)和公式(5)测定加速度各有那些优缺点。 2、分析本次实验产生误差的主要原因，如何减小测量误差,