1、单摆测重力加速度实验报告5篇范文修改版第一篇：单摆测重力加速度实验报告单摆法测量重力加速度创建人：系统管理员总分：100一、实验目的利用经典的单摆公式、给出的器材和对重力加速度 g 的测量精度的要求，进行简单的设计性实验基本方法的训练，学会应用误差均分原理选用适当的仪器和测量方法，学习积累放大法的原理及应用，分析误差的来源，提出进行修正和估算的方法。二、实验仪器提供的器材及参数：游标卡尺、米尺、千分尺、电子秒表、支架、细线、钢球、摆幅测量标尺、天平。摆长 l70.00cm，摆球直径 D2.00cm，摆动周期 T1.700s，米尺精度 ，卡尺精度 ，千分尺精度 ，秒表精度 。人开、停秒表总反应时
2、间 。三、实验原理在本实验中，实验精度gg1%，故摆球的几何形状、摆的质量、空气浮力、摆角等因素对测量造成的修正项均是高阶小量，可忽略。那么近似的周期测量公式为， 故可通过误差均分原理，在一定的测量范围内测量 T、L，从而求得重力加速度 g。实验设计：由，得：，对两边取对数处理，有。若要求 ，由误差均分原理，就应该有：且 , 其中， ， ，l 表示摆线长，D 表示摆球直径，。那么， ，故选用米尺直接测量摆长，L 即可满足条件。由于 ，即 ，将 T1.700s 代入，知一次测量若需达到要求的精度，需测量 个周期的时间。除上述分析中提到的分析仪器外，还需选择电子秒表、支架、细线、钢球。四、实验内容
3、1、按照实验要求组装好实验仪器，电子秒表归零； 2、多次测量摆长并记录数据； 3、将摆球拉离平衡位置，角度小于 5 度，使其在同一水平面摆动 4、多次用电子秒表测量单摆 50 次全振动所需时间； 5、整理仪器； 6、数据处理和误差分析。计算涉及相关公式：1) 直接测量量的不确定公式2) 直接测量量不确定合成公式 ，3) 不确定传递公式4)相对误差公式五、数据处理实验内容：单摆的设计和研究总分值：80得分：0 (1) 原始数据 (不计分) 本 实验 所 测 得数据如下：测量序号 1 2 3 4 5 单摆摆长/cm 69.60 69.70 69.75 69.95 70.00 50 个周期全振动时间
4、/s 84.38 84.51 84.64 84.71 84.73 (2) 计 计 算 单摆摆长 计 算公式：平均值公式：；标准差公式：；不确定度公式：。 (10 分) 摆长 的平均值 值 l(单 单 位：cm)=69.80评分规则：实际测量偏差在 -5% 5% 之间，有效数字正确(按照“四舍五入”取值方式，保留 2 位小数点)，得 10 分实际测量偏差在 -5% 5% 之间，得 9 分实际测量偏差在 -10% 10% 之间，有效数字正确(按照“四舍五入”取值方式，保留 2 位小数点)，得 8 分实际测量偏差在 -10% 10% 之间，得 7 分 (5 分) 摆长标 准差 l( 单 位：cm)=
5、0.152评分规则：实际测量偏差在 -5% 5% 之间，有效数字正确(按照“四舍五入”取值方式，保留 2 位有效值)，得 5 分实际测量偏差在 -5% 5% 之间，得 4 分 (5 分) 那么 摆长度 的不确定度 U(l) 为(单 单 位：cm)=0.160评分规则：实际测量偏差在 -5% 5% 之间，有效数字正确(按照“余位进一”取值方式，保留 2 位有效值)，得 5 分实际测量偏差在 -5% 5% 之间，得 4 分 (3) 计 计 算 单摆 周期 计 算公式：平均值公式：；标准差公式：；B类不确定度公式：；周期不确定度公式：。 (10 分) 单摆 周期平均值 值 T(单 单 位：s)=84
6、.594评分规则：实际测量偏差在 -5% 5% 之间，有效数字正确(按照“四舍五入”取值方式，保留 4 位有效值)，得 10 分实际测量偏差在 -5% 5% 之间，得 9 分实际测量偏差在 -10% 10% 之间，有效数字正确(按照“四舍五入”取值方式，保留 4 位有效值)，得 8 分实际测量偏差在 -10% 10% 之间，得 7 分 (5 分) 单摆 周期 标 准差 T( 单 位：s)=0.1318评分规则：实际测量偏差在 -5% 5% 之间，有效数字正确(按照“四舍五入”取值方式，保留 2 位有效值)，得 5 分实际测量偏差在 -5% 5% 之间，得 4 分 (5 分) 测的 量周期的 B
7、 类 类 不确定度 (s)=0.004评分规则：实际测量偏差在 -5% 5% 之间，有效数字正确(按照“四舍五入”取值方式，保留 2 位有效值)，得 5 分实际测量偏差在 -5% 5% 之间，得 4 分 (5 分)P=0.68， ， 测 量 周期 的合成不确定度 (s)=0.0673评分规则：实际测量偏差在 -5% 5% 之间，有效数字正确(按照“余位进一”取值方式，保留 2 位有效值)，得 5 分实际测量偏差在 -5% 5% 之间，得 4 分 (4) 计 计度 算重力加速度 g 计 算公式：重力加速度公式：；重力加速度不确定度公式：；不确定度转换公式： (10 分) 根据 单摆 周期公式 计
8、度 算重力加速度 g(单 单 位：)=9.77评分规则：实际测量偏差在 -1% 1% 之间，有效数字正确(按照“四舍五入”取值方式，保留 4 位有效值)，得 10 分实际测量偏差在 -2% 2% 之间，得 8 分 (10 分)当 当 P=0.68 时,g 的不确定度为 为 Ug(单 单 位：)=0.017 评分规则：实际测量偏差在 -5% 5% 之间，有效数字正确(按照“余位进一”取值方式，保留 2 位有效值)，得 10 分实际测量偏差在 -5% 5% 之间，得 9 分实际测量偏差在 -10% 10% 之间，有效数字正确(按照“余位进一”取值方式，保留 2 位有效值)，得 8 分实际测量偏差在
9、 -10% 10% 之间，得 7 分 (5 分)当 当 P=0.997 时,g 的不确定度为 为 Ug(单 单 位 ：)=0.052评分规则：实际测量偏差在 -5% 5% 之间，有效数字正确(按照“余位进一”取值方式，保留 2 位有效值)，得 5 分实际测量偏差在 -5% 5% 之间，得 4 分 (5 分) 由以上数据 处 理 结 果可以知道， =0.0053评分规则：实际测量偏差在 -5% 5% 之间，有效数字正确(按照“四舍五入”取值方式，保留 2 位有效值)，得 5 分实际测量偏差在 -5% 5% 之间，得 4 分 (5 分)率 故取概率 p=0.997 时, 重力加度 速度 g 的最
10、终测 量 结 果的表达式为 为(单 单 位：)：=9.77 0.01评分规则：表达形式正确，得 5 分表达形式错误，得 0 分六、思考题总分值：10 第 第 1 1 题、(总分值：5本题得分：0) 1.实验中为了较小测量的误差，操作中的注意事项有哪些？ 学生答案 ：(1) 摆动摆球时，要注意摆动是平面的，而不是锥形的。(2) 单摆摆线角度小于 5 度。(3) 为了减小测量周期的误差，应选择摆球经过最低点的位置开始计时。标准答案：(1) 摆动摆球时，要注意摆动是平面的，而不是锥形的。(2) 单摆摆线角度小于 5 度。(3) 为了减小测量周期的误差，应选择摆球经过最低点的位置开始计时。第 第 2
11、2 题、(总分值：5本题得分：0) 2.根据实验结果，尝试分析实验中产生误差的主要原因。学生答案：1）摆线长度测量的误差。（2）单摆周期的测量误差。标准答案：1）摆线长度测量的误差。（2）单摆周期的测量误差。八、实验总结共 10 分，得 0 分九、原始数据：十、教师评语：第二篇：单摆测重力加速度教案用单摆测重力加速度教案 一、教学目的 1、知识与技能 （1）、学生学会用单摆测定当地的重力加速度； （2）、让学生学会处理数据的方法； （3）、让学生能正确熟练地使用秒表以及对新科技新技术的应用。 （4）、巩固和加深对单摆周期公式的理解. 2、过程与方法： （1）学生发散思维、探究重力加速度的测量方
12、法明确本实验的测量原理组织实验器材、探究实验步骤进行实验分析数据，得出实验结论。这一条探究之路。 （2）学习用累积法减小相对误差的方法. 3、情感态度与价值观 （1）、通过课堂活动、讨论与交流培养学生的团队合作精神。 （2）、通过对振动次数的计数等培养学生仔细观察、严谨治学的科学素养。 二、教学重点与难点 1、重点： （1）了解单摆的构成。 （2）单摆的周期公式。 （3）处理数据的方法。 2、难点： （1）计时的准确性。 （2）计数的准确性。 三、实验器材 球心开有小孔的小金属球 长度大于1米的细尼龙线 铁夹 铁架台 游标卡尺 米尺 秒表、光电门及显示器 四、教学过程 （一）引入：美国阿波罗计
13、划是人类历史上的一个壮举，人类首次踏上了地球之外的天体。但是有人质疑整个计划可能是场骗局。其中质疑之一就是某段录像中，根据人下落的距离和2所用的时间，得到当地的重力加速度为约6.8m/s，显然跟我们普遍认知的月球上重力加速2度约为1.6m/s有较大偏差。那么，除了这种通过自由落体运动，还有哪些方法可以测量当地的重力加速度呢？ 1、物体作自由落体运动；g=2ht2 2、物体从光滑的斜面上由静止下滑；g=3、弹簧测力计与天平：g=4、用打点计时器g=DST2Gm2St2sina 5、用圆锥摆g=w2lcosa 6、万有引力g=GMR2 （二）实验探究： 1、实验目的：用单摆测定当地重力加速度；会使
14、用秒表、游标卡尺。 问题1、用单摆测量重力加速度是根据什么物理原理？重力加速度的计算式是怎样的？ 问题2、该实验需要测量哪些量？计算出来的重力加速度是几位有效数字？ 4p2l2、实验原理：根据单摆周期公式T=2l/g，得：g=。据此，只要测得摆长l和周T2期T即可算出当地的重力加速度g（三位）。 问题3、单摆应选用什么样的球？为什么？C A、空心乒乓球B、实心泡沫球C、直径2cm铁球D、直径4cm铁球 问题4、什么样的线？为什么？D A、粗棉线B、粗弹簧C、细橡皮筋D、细棉线 问题5、线长度应当在什么范围内？为什么？C A、1cm B、10cm C、1m D、10m 问题6、测量周期用什么测量
15、工具？为什么？怎样读数？B A、时钟B、秒表C、打点计时器 问题7、测量摆长用什么测量工具？为什么？怎样读数？AB A、米尺B、游标卡尺C、螺旋测微器 3、实验器材：球心开有小孔的小金属球长度大于1米的细尼龙线铁夹铁架台游标卡尺米尺秒表 问题8、怎样保证小球的摆动是简谐运动？如何保证摆动过程中摆长不变？如何保证摆角小于5（10）？ 问题9、怎样测量单摆周期？从何处开始计时？到何处停止计时？如何对振动次数计数？ 问题10、秒表怎样读数？短针怎样读数？长针怎样读数？要不要估读？ 4、实验步骤： (1）、根据讨论结果，各组编写实验步骤（强调编写步骤中要指明器材、方法、公式），设计表格 (2）、出示参
16、考实验步骤，表格， 参考实验步骤： 做单摆，取约1米长的线绳穿过带孔的小钢球，并打一个比小孔大一些的结，并固定在铁架台上； 用米尺量出悬线长l准确到毫米，用游标卡尺测摆球直径d，算出半径r，也准确到毫米，算出摆长L=l+r； 把单摆从平衡位置拉开一个角度（单摆完成30次全振动（过平衡位置61次）所用的时间，求出完成一次全振动所需要的时间，这个平均时间就是单摆的周期。T=t/n（计时和计数再用光电门和手机秒表）； 4p2l把测得的周期和摆长的数值代入公式g=2，求出重力加速度g的值来 T改变摆长，重做几次实验。求g的平均值。 整理器材。 参考表格： 次数 1 2 3 摆长L（米） 振动次数n（次
17、） 时间t(秒) 周期T(秒) g 平均值：_ 5、注意事项： 选择材料时应选择细轻又不易伸长的线，长度一般在1m左右，小球应选用密度较大的金属球，直径应较小，最好不超过2cm； 单摆悬线的上端不可随意卷在铁夹的杆上，应夹紧在铁夹中，以免摆动时发生摆线下滑，摆长改变的现象； 注意摆动时摆角不能过大（摆球摆动时，要使之保持在同一个竖直平面内，不要形成圆锥摆； 为减小记时误差，采用倒数计数法，即当摆球经过平衡位置时开始计数，“3，2，1，0，1，2，3”数“0”时开始计时，数到“60”停止计时，则摆球全振动30次，T=t/30。 计时从平衡位置开始是因为此处摆球的速度最大，人在判定它经过此位置的时
18、刻，产生的计时误差较小。 6、结论与误差分析： 1、g偏大： 2、g偏小： 五、教学反思 学生根据老师提供的器材，按照实验要求，合理选择器材，自己设计实验方案、测量的主要步骤及需要测量的物理量。题：用实验室提供的下列器材：不同材料的摆球，长100cm至120cm的摆线若干，带铁夹的铁夹台，秒表，米尺，游标卡尺，量角器，测量本地区的重力加速度。（l）简要说明实验方案的设计思路；（2）简要说明测量的主要步骤与需要测量的物理量；（3）用已知量和测得量表示重力加速度的计算式；（4）通过测得量计算重力加速度的平均值。引伸1：用作图法计算重力加速度：引伸2：若实验室提供的摆球是不规则的，你怎样测量。采用以
19、上方法进行教学，有利于学生积极思考，发挥学生的主体作用；有利于发展学生智力，培养能力；可克服传统演示实验的弊病，使学生获得发现知识的实验基础，享受科学实验的成果，进而鼓励同学立志去努力发现，探索物质运动的奥秘。 六、实验创新 1、应用光电门计数，让实验计数更加清晰和准确，还可以让学生体会和感受新科技新技术给生活生产带来的便利，更好的激励学生努力学习。 2、先用机械秒表计时，再用手机秒表计时，两者进行对比，让学生感受科技带来的好处。既让学生学会了如何读数，也让学生感受了科技发展的作用，再次激励学习努力学习，激发学习物理的兴趣。 第三篇：单摆实验报告广州大学学生实验报告 告院（系）名称物理系班姓名
20、别专业 名称物理教育学号实验课 程名称普通物理实验 I 实验项 目名称力学实验 ：单摆实验时间实验 地点实验 成绩指 指导 老师签 名一、实验 目的（1）学会用单摆测定当地的重力加速度。（2）研究单摆振动的周期和摆长的关系。（3）观察周期与摆角的关系。 L二、实验 原理如图所示，将一根不易伸长而且质量可忽略的细线上端固定，下端系一体积很小的金属小球绳长远大于小球的直径，将mg sin小球自平衡位置拉至一边（摆角小于 5），然后释放，小球即 mg cos在平衡位置左右往返作周期性的摆动，这里的装置就是单摆 mg设摆点 O 为极点，通过 O 且与地面垂直的直线为极轴，逆时针方向为角位移的正方向。由
21、于作用于小球的重力和绳子张力的合力必沿着轨道的切线方f mgsin向且指向平衡位置，其大小设摆长为 L，根据牛顿第二定律，并注意到加速度的切2 d a l 2dt 向方向分量 ，即得单摆的动力学方程2 dml mgsin 2 dt2 d g 22dtl 结果得由上式可知单摆作简谐振动，其振动周期2 lT 2g文档 l 2g 4 T或利用上式测得重力加速度 g ，可采取两种方法：第一，选取某给定的摆长 L，利用多次测 lT量对应的振动周期 i T，算出平均值，然后求出 ig ；第二，选取若干个摆长，测出各对应的周期，2 T l ii作出图线，它是一条直线，由该直线的斜率 K 可求得重力加速度。三
22、、实验仪器 器单摆，秒表，米尺，游标卡尺。四、实验 内容1 1 、用给 定摆长测 定重力加速度选取适当的摆长，测出摆长；测出连续摆动 50 次的总时间 t ；共测 5 次。求出重力加速度及其不确定度；写出结果表示。2 2、绘 制单摆 周期与摆长 的关系曲线分别选取 5 个不同的摆长，测出与其对应的周期。2作出 T - L 图线，由图的斜率求出重力加速度 g 。3 3、观测 周期与摆 角的关系定性观测: 对一定的摆长，测出 3 个不同摆角对应的周期，并进行分析。四、实验 内容和步骤（1）仪器的调整1调节立柱，使它沿着铅直方向，衡量标准是单摆悬线、反射镜上的竖直刻线及单摆悬线的像三者重合。2为使标
23、尺的角度值能真正表示单摆的摆角，移动标尺，使其中心与单摆悬点间的距离 y 满足下式 AB y 1805 AB 式中为标尺的角度数，可取，而是标尺上与此 5相对应的弧长，可用米尺量度。（2）利用给定摆长的单摆测定重力加速度1适当选择单摆长度，测出摆长。注意，摆长等于悬线长度和摆球半径之和。2用于使摆球离开平衡位置（5），然后令它在一个圆弧上摆动，待摆动稳定后，测出连续摆动 50 次的时间 t ，重复 4 次。3由上述结果求出重力加速度及其标准偏差。（3）绘制周期与摆长的关系曲线 2T l 在 60cm100cm 之间取 5 个摆长，并测出与它们对应的周期，作出图线。若图线为直线，文档 则求出其斜
24、率和重力加速度 。五、实验 数据与处理 理摆球直径：d 2.190cmd 2.188cmd 2.186cmd 2.188cm123 1 用计算法 g 及其标准偏差：给 定摆长 m L=72.39cm 的周期n(1 2 3 4 平均次)T(s)50T 85.21 85.37 85.40 85.36 T 1.704 1.707 1.708 1.707 1.707 T -0.003 0 0.001 0 0.002T T 1.707 0.002(s)l l 72.39 0.05(cm)(单次测量)l72.39 22 cm g 4 4 3.14 980.78()2 s 22T1.707计算 g 的标准偏
25、差：T0.003 0 0.001 0 22222i 49.13 10(s) T n(n 1)4 (4 1)4 l 0.059.13 10 g22T22 3 () 2() () 4 () 1.28 10glT72.391.7073 cm 1.28 10 980.78 1.26()g2 s2结果g 9.81 0.02(ms)g 2 根据不同摆长测得相应摆动周期数据不同摆长对应 的周期L(cm) i 98.90 88.90 78.90 68.90 58.90 48.90L(cm) 50T(S) 100.00 90.00 80.00 70.00 60.00 50.00 N（次）1 100.16 95.
26、00 89.82 84.10 77.48 70.82 2 100.60 94.95 89.70 84.18 77.53 70.81文档 3 100.21 95.12 89.50 84.04 77.64 70.91 4 100.11 95.05 89.84 84.20 77.50 70.96 50T 100.27 95.03 89.72 84.13 77.54 70.88 （S）T 2.005 1.900 1.794 1.683 1.551 1.418 （S）2 T 4.020 3.610 3.218 2.832 2.406 2.011（S）2由上表数据可作 T-L 图线如下图所示：2又由图可知
27、 T-L 图线为一条直线，可求得其2斜率为：k=26.046(cm/s)22所以g=4k=10.72(m/s)文档六、实验结 果与分析测量结果：用单摆法测得实验所在地点重力加速度为：g 2 1072 1.9( cm s )U ( g ) 1.26% r实验 分析：单摆法测重力加速度是一种较为精确又简便的测量重力加速度方法。本实验采用较精密的数字毫秒仪计时减小了周期测量误差。实验误差由要来源于摆长的测量误差，但由于摆长较长，用钢卷尺测量产生的相对误差也较小，所以用钢卷尺也能达到较高的准确度；系统误差：未能严格满足单摆模型造成的误差，如未严格在竖直平面摆动。要提高本实验的准确度可从以下方面着手：尽
28、可能满足理想单摆条件,如增大摆长；测时间七、实验 分析与讨论由以上两种方法可看出，用计算法求得重力加速度比较接近标准值，且其标准偏差为 0.02,2说明测量比较准确。而用作图法求重力加速度时，求得的 g 为 10.72(m/s)，误差较大，可见在描点绘图的过程中又增在了误差。八、实验 心得通过这次实验学习了简单设计性实验的基本方法，应用误差均分原则选用适当的仪器和测量方法，分析基本误差的来源及进行修正的方法。但是实验测得数据的误差较大，计算所得的重力加速度与实际相差较大，所以对测量的掌握不够，应熟悉测量方法和技巧，同时明白到物理是一门严谨的科学，尤其对于物理实验，稍有不慎将产生巨大错误，因此我
29、们应该以严谨的态度对待物理实验，并在实验中感受物理实验的乐趣，掌握物理实验方法。文档第四篇：国外教育123单摆实验国外教育123单摆实验 记美国小学五年级的科学课 小学五年级学生正在学习运动、方向和速度，教学要求是理解为什么只能改变一个变量，如何改变。结合学习内容设计一个实验单摆，学生要评价和构造一个每秒钟摆动六次的单摆。 教师没有告诉学生，单摆的摆动次数取决于单摆的长度，但提醒学生记录科学活动时有不同的记录方式，以及需要哪些数学知识和技能。 学生分为每四人一组，做实验的材料：一段绳子、一把剪刀、一卷胶带和几个尺寸及质量各不相同的垫圈。所要完成的任务是：建造一个钟摆；把铅笔用胶带固定在桌子上，
30、把单摆挂在铅笔上使其能自由摆动；计算单摆在15秒内的摆动次数。 将测定的结果记录下来之后，讨论为什么每组记录的摆动次数都不一样。大家提出的原因包括：绳子的长度、垫圈的质量、垫圈的直径，以及在启动单摆时把垫圈举起的高度。讨论之后，再做实验以便验证哪个原因是正确的。每个组选择证实一种说法的实验。 一个小组把直径不同的单摆挂在长度一样的绳子上，单摆启动的高度也一样。另一组采用一条绳子和一个垫圈，但每次启动单摆的高度越来越高。第三组把绳子剪成不同的长度，但是采用同样的垫圈和同样的启动高度。最后大家得出的结论是：摆动次数的差别是由于绳子长度的不同造成的。 第二天，教师在教师里放了一个为单摆制作的木板。木板顶部有一排挂单摆的木桩，木板底部是一排连续的数字。教师让每组把原来的单摆挂在与固定时间内的摆动次数相对应的木桩上，然手解释结果并讨论，经过很长时间的讨论，最后大家得出的结论：固定时间内的摆动次数随
