实验：用单摆测量重力加速度

当摆角较小时，单摆做简谐运动，根据其周期公式可得。想一想，要根据上式测量重力加速度，需要测量哪些物理量？应该如何设计实验装置、选择实验器材？怎样才能减小实验误差？

实验装置

做单摆：让线的一端穿过小球的小孔，然后打一个比小孔大一些的结。把线的上端用铁夹固定在铁架台上并把铁架台放在实验桌边，使铁夹伸到桌面以外，让摆球自由下垂，在单摆平衡位置处作上标记。

物理量的测量

1、测摆长

(1)方法一：用刻度尺直接侧量小球球心与悬挂点之间的距离作为摆长l。

(2)方法二：用游标卡尺测量小球的直径d，用刻度尺测量悬挂点与小球上端之间的距离l′，则摆长l＝l′＋d/2。

(3)方法三：用刻度尺先测量悬挂点与小球上端之间的距离l1，再测量悬挂点与小球下端之间的距离l2，则可得摆长l＝( l1＋l2)/2

2、测周期

用停表测量单摆的周期。将单摆从平衡位置拉开一个角度，且满足偏角小于5°，然后释放摆球，当单摆摆动稳定后，用秒表测量单摆完成30次(或50次)全振动的时间t。计算出平均摆动一次的时间T＝t/n，即为单摆的振动周期。

数据处理

1．平均值法：改变摆长，重做几次实验．计算出每次实验的重力加速度，最后求出几次实验得到的重力加速度的平均值。

2．图象法：分别以l和T2为纵坐标和横坐标，作出的图象，它应该是过原点的一条直线，根据这条直线可以求出斜率k，则重力加速度值g＝4π²k。

注意事项

1．摆线应选择细、轻而且不易伸长的，长度为1 m左右的，不要过长或过短，太长测量不方便，太短摆动太快，不易计数。小球应选体积小、密度大的金属球，这样可以减小空气阻力的影响。

2．单摆摆线的上端应夹紧，不能卷在铁夹的杆上，以免造成悬点不固定，摆长变化的现象。

3．摆长要悬挂好摆球后再测，不要先测摆长再系小球，因为悬挂摆球后细绳会发生形变。测量摆长时应注意是悬点到球心的距离，等于摆线长加上小球半径。注意摆线长与摆长的区别。

4．要使单摆在竖直平面内摆动，不要形成圆锥摆。摆角要小于5°(中学阶段实验时不要超过15°)，不要过大，因为摆角过大，单摆的振动不再是简谐运动，公式就不再适用。

5．计算单摆的振动次数时，应从小球通过最低位置(平衡位置)时开始计时，同方向再次通过最低位置时累加计数。

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