研讨自由落体测量自由落体加速度8种办法

更新时间:2024-01-19 点赞:34320 浏览:157955 作者:用户投稿原创标记本站原创

1 利用自由落体的频闪照片
设频闪仪的闪光周期为T,由于自由落体为匀加速直线运动,故相邻相等时间内的位移之差Δy=y2-y1=gT2,即g=Δy/ T2,只要测出任意相邻相等时间的位移差Δy,可以求出g。为减小误差,可测多个连续相邻的小球位置之间的距离,然后用逐差法处理数据,求出自由落体的加速度。
2 利用光电门和自由下落的球
器材:刻度尺、带有光控计时器的实验板、直流电源、导线、重锤线、滑块、支架等。
先将带有光控计时器的实验板用支架竖直架稳,用刻度尺测量出两个光控门之间的距离S,再将滑块从上面的一个光控门处自由释放,读出下落时间t。根据自由落体公式S=gt2/2,则可求得g=2s/ t2。
3 利用“验证机械能守恒定律”装置
如图1所示,将电磁打点计时
装置器竖直地固定在铁架台上,取一根适当长的纸带,下端固定一个重物,上端穿过限位孔。接通6 V交流电源,让打点计时器开始打点,再释放纸带,纸带上就会打出一系列的点(纸带的起始点0要清晰)。在纸带上距起点远一点的地方取3个连续的点A、B、C,如图2所示,量出起始点0至B点距离为h(即重物下落的高度),测出A、C计数点到第一个点的距离dA、dC,据vB=dC-dA2T,求得B点速度(T为打点周期)。
由机械能守恒定律可得mgh= mv2B/2
则有g=v2B/2h。
根据打点计时器打出的纸带也可多测连续的几个点到0点的距离,然后用逐差法处理数据,求出自由落体加速度。
4 利用转台和自由下落的球
器材:唱机转盘,支架和夹子,复写纸,两个有孔的小球,细线等摘自:毕业论文前言www.618jyw.com

把穿在细线上的两球挂在夹子的叉上,使两球都在转盘的一条半径的正上方,并使下面的球挂得刚刚离开复写纸。先使转盘转动起来,再将细线烧断,小球落下,当它们碰到复写纸时,每个小球便在复写纸上留下一个记号。测出两球间的竖直距离h(在烧断细线前)及两记号对转盘圆心所张的角度θ和角速度ω,确定自由降落的时间t=2π/ω,再根据公式h=gt2/2求得g=2hω2/ 4π2。
5 利用竖直上抛运动对称性
将一小物体由M点以某初速度vM向上抛出,只要测出小物体从开始抛出到落回原处所用的时间t2,物体从M点正上方N处再回到N处所用的时间t1以及M、N两点间的高度差h,由竖直上抛运动的有关规律可得:g=8ht22 -t21 。
由于物体做竖直上抛运动时,受到空气阻力的影响,会产生一定的误差。因此,做该实验时可让该小物体在长真空管中做竖直上抛运动,时间测量可用光电技术。
6 利用斜槽
器材:斜槽、刻度尺、秒表、小钢球等。
如图3所示装置好仪器,使小钢球从距斜槽底H处滚下,钢球从水平槽底末端以速度v作平抛运动,落在水平槽末端距其垂足为H′的水平地面上,垂足与落地点的水平距离为S,用秒表测出经H′所用的时间t,用刻度尺测出S,则钢球作平抛运动的初速度v=S/t。不考虑摩擦,则小球在斜槽上运动时,由机械能守恒定律得:mgH=mv2/2。所以g=v2/2H=S2/2Ht2,将所测代入即可求得g值。
7 利用单摆测自由落体加速度
当单摆摆角小于50时,可看作简谐运动,其固有周期为T,由公式T=2π/l/g,故只要测定摆长l和单摆的周期T,即可算出自由落体加速度g。
实验方法:
(1)将细线的一端穿过铁球上的小孔并打结固定好,线的另一端固定在铁架台上,做成一个单摆。
(2)用刻度尺测定单摆的摆长l(摆线静挂时从悬挂点到球心的距离)。
(3)让单摆摆动(摆角小于5°),测定n(30~50)次全振动的时间t,用公式T=t/n求出单摆的平均周期T。
(4)用公式g=T2l4π2算出自由落体加速度g。
8 利用定滑轮
原理示意图如图7所示装置(称为阿特伍德机)可以测量自由落体加速度,已知钩码A和B的质量都是M,质量为m小钩码C挂在钩码B上。
当小钩码挂在钩码B上,系统平衡被打破,测出时间t内钩码B通过的距离为S。设钩码B和小钩码下降加速度大小为a,钩码A上升加速度大小也为a。
对B和C:
相关文章
推荐阅读

 发表评论

共有3000条评论 快来参与吧~