自由落体实验讲义

测量重力加速度实验之一:自由落体实验

重力加速度g 与物体的重力相联系,在生产、生活和科研中都有重要的意义,利用各地g 值的分布可指导地下资源勘探,精确测量g 值的大小和分布在地球物理学中尤为重要。由于地球不是完整的球形,各地的重力加速度不是一个定值,通常赤道附近的g 值较小,两极的g 值较大,但最大和最小值相差仅约1/300。

大物实验中测量重力加速度g 的方法有自由落体法、单摆法、凯特摆法等等,本次实验采用自由落体测量重力加速度,实验中忽略空气的阻力。

实验目的

1、测量实验室的重力加速度;

2、对结果进行不确定度分析。

实验装置

自由落体实验装置见右图,立柱底座的

调节螺栓用于调节竖直,立柱上端有一电磁

自由落体实验讲义

铁,用于吸住小钢球。电磁铁一断电,小球

即作自由落体运动。由于电磁铁有剩磁,因

此小球下落的初始时间不准确(最大不确定

度约20ms )。立柱上装有两对可上下移动的

光电门,其位置可利用卷尺测量。计时器显

示3个值:从电磁铁断电到小球通过光电门

1的时间、从电磁铁断电到小球通过光电门

2的时间、小球通过两个光电门的时间差,

单位为ms 。

实验内容

请利用实验室提供的自由落体实验装置,自己设计实验方案,在不同高度测量重力加速度g (3种球各测6个不同高度),求g 值,并选一个g 值进行不确定度分析,说明影响g 不确定度大小的因素。(合肥地区标准值g=9.795m/s 2)。

提示:小球通过两个光电门的时间差的最大允差为0.1ms 。

图1 自由落体测重力加速度装置示意图

相关推荐
相关主题
热门推荐