单摆的周期实验报告.docx

1、单摆的周期实验报告得分教师签名批改日期深圳大学实验报告课程名称： 大学物理实验（三） 课程编号： 实验名称： 基础设计性实验2 单摆的运动周期学院： 组号 指导教师 报告人： 学号： 班级:实验地点实验时间： 实验报告提交时间： 一、实验设计方案、实验目的测量单摆的周期研究摆线长短、摆线粗细、摆球质量或摆球体积对周期的影响、实验设计1.由实验原理可知，单摆运动的本质是简谐运动。它的回复力是右重力的分力提供，一般来说，单摆运动的摆动角度范围是：a 5。A测量单摆周期思路：单摆运动的本质是简谐运动，因此它的运动具有周期性，往返 时间相同。选择一个线长，摆球质量都一定的摆锤(L=75cmmh5g)，

2、测摆 锤往返N次的时间T,则此单摆的周期为：t=T/N.但实验室中的光电门传感器记录的数据是单摆往返一个周期所用的时 间，因此可以利用测量多个周期，求平均周期。单摆的周期。要研究单摆的周期跟某一变量是否有关系，必须使其他变量或因素不 变，因此须采取控制变量法。单摆的周期是否与摆线长度有关思路：让摆球的质量(m=10g).体积不变，摆动的幅度不变，摆线的粗 细不变，取3根相同材料、长度不同(L1=47cm, L2=64cm, L3=75cm)的摆线 和摆球分别从某一高度释放，a 5 ,利用传感器和Datastudio获得三 次摆动的周期，进行比较。单摆的周期是否与摆球的质量有关思路：众可能制约因

3、素不变，取摆长相同(I =75cm).质量不同(m1=5g, m2=10g, m3=15g)的摆球从同一高度释放。利用传感器和Datastudio获得 单摆周期，进行比较。单摆周期是否与摆线粗细有关思路：众可能制约因素不变，取摆长相同、质量相同、摆线粗细不同 （1-6根线）的摆球从同一高度释放，利用传感器和Datastudio获得单摆周 期，进行比较选用仪器仪器名称型号主要参数用途750 接口CI7650阻抗1 MQo最大的有效输入电压范围10 V数据采集处理计算机和DataStud ioCI6874数据采集 平台、数 据处理机械振荡驱动器ME-8750驱动光电门ME-94F98A5V测量速度

4、GPS 直流电源 18V/5A1850D二、实验内容及具体步骤：、设计实验装置，完成单摆周期测量（注意摆与摆长的选择，并 保证单摆在同一平面上振动，研究摆长对周期的影响）打开DataStudio软件，创建一个新实验。在DataStudio软件的窗口中设置750接口的传感器连接，并设 置采样率。在DataStud io软件的窗口打开一个图表。在机械振动平台上的A型支架及钢支架上挂上单摆（L=75cm,m=15g ）,在与摆球同一水平线的支架上安上光电门传感器将单摆从某一高度自由放下（摆动角度尽量符合a 5 ）,然后 启动光电门传感器，记录单摆的周期。2. 1.6记录数据，求平均周期单摆的周期是否

5、与长度有关在的实验装置不变，换成硅码m=10g,取三根长度分别为L二47cm,L二64cm, L3=75cm 的细线。按的步骤，分别测量三种单摆的周期，并记录数据单摆的周期是否与摆球的质量有关取三种硅码：m1=5g, m2=10g, m3=15g, L=75cm,按的步骤，测量三种单摆的周期，并记录数据单摆的周期是否与摆线的粗细有关选择L=50cm, m=10g的单摆，设摆线的宽度为d,分别测了 d, 2d,3d, 4d, 5d, 6d时的单摆周期，并记录数据三、数据记录及数据处理m-15g L=75cm- i|n. xi鱼到色鱼匝囲凸/拟合T剑色理|刃“ 0蝴ST寸區匠n仝!刽e数倨乂鴉创璽

6、沪时间（S）周期（秒）2.11801.73743.85291.73245.58821.73817.32761.74039.06561.735210.80191.737312.53981.738614.27821.738116.01561.736717.75221.736519.49021.739521.228$1.737822.96671.738124.70451.737426.44211.737928.17981.737429.91711.737331.65471.7377同期公式T= 2兀由公式与数据得m测二 N=%平均值：T二m=10g L二75cm因剣纠越匝須d乙瞪T Al疋|习寸0数

7、据 鈕去林1叵I区琢艺rl Eft g剤討Q數据rn -I时间怡）鹏厂腸1.75241.74413.49581.742$5.23921.74406.98321.74418.72711.743610.47051.743212.21361.74M731.447$1.44671.446$1.44671.4474I .-14701.44651.441.44661.44711.44641.445$1.61.21.00.80.60.40.20 5 10 15 20 25 30 35罢諾迫3%?嬲2.08891.40813.49751.4004.90621.40836.31401.40747.72221.4

8、089913041.407610.53801.40751).9453I.4Q8113.35341.407114.76071.407516.16821.407617.57511.406215.99171.407020.38871.407021.79531.406123.2016I.406624.60781.405926.013公1.405927.41971.406028 怡 2541.405430.230$1.40543).63651.40604d：1.61.41 a . sr-| a*匹c a 0.60.4c c U.xO.O-10 1S 20 25 30 35-1 xj iwM时间 Cs)曙

9、0.85271.46832.32201.47043.79311.47185.26211.46636.72861.3658.19551.46749.66091】12621.46341.467212.59271.465814.05911.467015.5235J .461716.98771.466718.45301.33919.91961.469321.38581.33122.84891.463324.31241.463525.77611.464022.23931.462328.70221.463630.16491.46175d匡0|上丄O刼据-53-1.6-1.420.30.60.40.25 1

10、0 15 20 25 30 35时勻心嬲1 矽61.47342.4261.47264.01531.47295 恢41.47316.96111.47238.43391.47349 畑1.475411.S3341.W912.85S11.474S14 芬 311.475815矽 31.474617.28231.474418.75801.476020.23371.475521.70931.475623.18501.475824 救2】474626291.474727.60951.474629.血 51.4755 6d0 5 10 15 20 2530农& d q皴堀凶童创厨朋通道3运行厂时间（3）嬲0

11、.95061.4S992.4L241.46362.87851.4686534351.46146.80721.4661S.273O1.46549.73691.4623J1.20091.465712.66631.46514】3191.466J15.59851.467117.06311.462118.52791.467519.99能1.464421.46121.70422.92921.46S524.39491.466025.86131.466827.32741.465328.79321.466530.25981.46662d : T二 L二=1 驾印 +0山眄1乐=1 山也二1=1 气9 二 1S9

12、0对匸丄叱“二1 4订（H二山杲=1 :瞬留溜責轴山眄1驾匸山床%= (D N V联彩觀活 创叱09二1 =1:剪联而=1 =1:剪击气09二 1=1 : P9二 1=1 : P9=1=1 : P17二 1=1 : PS%= (1) N Vm=15g T=平均值：T= 标准差：t =理论值：T= N=%d : T= L=2d : T= L=3d : T= L=4d : T= L=5d : T= L=6d : T= L=50,8cm平均值：T= L=理论值：T= L=50cmA N (T) =% A N (L) =%结论：单摆的摆线线长对单摆的周期有影响，两者之间的关系符合周期公式：当单摆的摆线线长确定时，单摆的摆球质量和摆线粗细对单摆周期基本没有影响。五、实验总结.本实验的实验结果符合单摆的周期公式，证明了利用单摆周期公式可 以求得摆动幅度合理的单摆的周期。在实验过程中，由于忽略了摆球自身的转动、左右方向的摆动，摆球宽 度是时间测量的影响、以及摆线定点不固定的因素，造成了周期测量有了 比较大的误差。在及中所测得的数据只有三组，为得出较为精确的结论，应测量多组数 据，建议在六组以上。因此，此次实验的结论还是有较大的模糊性、不确定性。指导教师批阅意见:成绩评定:实验设计方案（40 分）实验操作与数据记录（30分）数据分析 与结果陈 述（15分）实验讨论（15）总分