单摆实验报告(“摆的快慢与什么条件有关”的实验报告)

2024-06-04 23:50:27 131

单摆实验报告(“摆的快慢与什么条件有关”的实验报告)

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“摆的快慢与什么条件有关”的实验报告

研究的问题:摆的快慢与什么条件有关?我们的假设: 摆的快慢与摆长有关我们的猜测:摆长 越 长,摆速越慢 ,摆长 越 短,摆速越 快。需要改变的条件:摆长 保持不变的条件:除摆长之外所有条件(摆上重锤,实验地点,单摆拉起高度等)改变的条件:摆长实验数据(次/15秒)摆长L,15秒内重物经过最高点次数n我们的选择:将细线一端系一重锤另一端系在铁架台上,制成简易单摆第一次:将摆长确定为L1,单摆拉起后松开,记下15秒内单摆15秒内重物经过最高点次数n1第二次:将摆长确定为L2(L2》L1),单摆拉起后松开,记下15秒内单摆15秒内重物经过最高点次数n2第三次:将摆长确定为L1(L2《L1),单摆拉起后松开,记下15秒内单摆15秒内重物经过最高点次数n3我们的结论:摆长 越 长,摆速越慢 ,摆长 越 短,摆速越 快 。我们设计了一个摆长,使摆在15秒钟摆的次数是15 次。

探究单摆周期与摆长关系的实验报告

格式:通过改变摆长L来测相应的周期T,测得多组数据后,作出 L--T^2 图线,是一条过原点的直线,L和T^2成正比(如果仅是探究L和T的关系就到此结束)。如果还要测当地的重力加速度,则由公式 T=2π*根号(L / g)知,L= *T^2 ,所以直线的斜率 K= g / (2π)^2 ,在直线上取两点求得斜率K后,就可算出重力加速度。

关于摆的等时性原理的实验报告

1.提出问题 伽利略最早发现了摆的等时性原理:即摆往复摆动一次所用的时间相同。早期的摆钟就是根据这一原理制成的,那么,不同的摆振动快慢是否相同呢?如果不同,那么摆的振动快慢又与哪些因素有关呢?为此我们用细线系着金属小球做成的单摆对这些问题进行探究。2. 我的猜想 我们猜想下列因素可能会影响到摆的振动快慢: 摆的初始摆角、摆线的长短、摆球的大小、摆球的质量等。3 .变量控制 为了进行科学的实验,必须对上述变量进行科学控制,即一般每次只能改变其中的一个变量,而保持其他变量不变。4. 实验器材铁架台、细线、摆球、刻度尺、量角器、秒表、天平、砝码等。5.误差控制1)摆往复一次所用时间可由摆摆动50次的时间求出2)摆的长度应等于摆线长加摆球半径3)多次测量取平均值4)保持摆在竖直面内摆动6.实验设计及数据分析 (实验如图1所示) 实验1:探究初始摆角对摆振动快慢的影响取一铁质摆球进行研究,m=43.0g, r=1.10cm, L线=1.1130m,所得数据如表1所示: 表1:摆角对摆动快慢的影响初始摆角θ 40 60 100 150 200 250 320 450 往复50次的时间t/s 106.2 106.1 106.2 106.2 107.0 107.2 108.2 108.5 106.2 106.2 106.2 106.4 107.0 107.1 108.1 108.6可见,当初始摆角θ《100时,即使摆动50次,本实验也未能发现它对摆球振动快慢的影响;当初始摆角超过100,并继续增大时,摆球的振动微微变慢,但对每次振动而言,其影响仍可忽略。另外,实验中我们发现,当初始摆角较大时,摆在摆动过程中振动幅度衰减比较明显,我们认为这应该是空气阻力作用的结果,但摆的等时性几乎不受影响。 实验2:探究摆球质量和大小对摆振动快慢的影响同样选用上述铁球做摆球,先将它和一个与之等大的轻质塑料球进行对比(半径为1.10cm, 质量为7.0g)。初始摆角皆为50,摆长皆为1.0110m。往复50次摆动所得时间分别为1min40.8s和1min40.6s. 可见,此实验表明:摆球的质量对摆振动快慢几乎没有影响。考虑到质量对摆的振动快慢没有影响,我们又选用了一个小的铜质小球(半径为0.79cm,质量为12.4g)和上述铁球进行了比较实验,初始摆角仍为50,摆长也为1.0110m。铜球摆往复50次摆动所得时间还是1min40.8s,与铁球摆相同。这表明:此次实验未发现摆球半径变化对摆的振动快慢有影响。但摆球半径不断增大后,是否会对问题产生影响我们没有做进一步的探究。但我们认为摆球不宜太大,否则空气阻力的影响会明显增加,从而可能会影响到摆的等时性。实验3:探究摆长对摆振动快慢的影响同样选取上述铁质摆球进行实验,初始摆角仍定为50。测得得数据如表2所示。 从表中数据定性分析可以看出,摆长L摆越短,摆往复一次所用的时间T越少,即摆的振动越快。为了找出T与L之间的定量关系,我们试着用Excel软件进行了数据分析。首先是对表2的数据进行了整理(如表3),然后根据表3中的数据作出了T与L及T与L2及T与 的三张关系图,如图2(a)、(b)、(c)所示。表2:摆长对摆振动快慢的影响摆的长度L/m 摆动50次所用的时间t/s 平均每摆动一次所用的时间T/s L1=1.1240 106.2 2.12 106.2 L2=1.0110 100.8 2.02 100.8 L3=0.8990 95.0 1.90 95.0 L4=0.8420 92.0 1.84 92.0 L5=0.7280 85.5 1.71 85.5 L6=0.61140 78.6 1.52 78.6 L7=0.2520 50.8 1.02 50.7 L8=0.0830 28.9 0.57 28.9表3:L、L2及 与T 的数据表L L2 T 1.1240 1.2634 1.0602 2.12 1.0110 1.0221 1.0055 2.02 0.8990 0.8082 0.9482 1.90 0.8420 0.7090 0.9176 1.84 0.7280 0.5300 0.8532 1.71 0.6114 0.3738 0.7819 1.57 0.2520 0.0635 0.5020 1.02 0.0830 0.0069 0.2881 0.58图2(a) (b)图2 (a)和图2(b)表明,T与L及L2之间不存在正比关系.对比表2中L2和L7及它们对应的单次振动的时间,我们发现,当摆长变为原来的1/4左右时,摆往复一次的时间T变为原来的1/2左右,这是否意味着T与 之间存在正比关系呢?图2(c)通过图2(c)及Excel软件分析的结果,我们发现单次摆动的时间T与与摆长的平方根 之间存在正比关系。即T=k , 式中的比例系数为2.006sm-1/2.5. 实验总结及新问题:通过我们的实验探究,我们发现摆的振动快慢有这样一些特点:1)角度小于100,初始摆角的变化对摆的振动快慢没有影响。但摆角不宜太大,否则空气阻力影响加剧。2)摆球的质量对摆的振动快慢也没有影响,但摆球不宜太轻,否则空气阻力的影响会显著增加。3)摆球的大小一般对摆的振动快慢也影响不大,但摆球不宜太大,因为那样空气阻力的影响会明显增加,从而有可能会影响到摆的等时性。4)单次摆动的时间T与与摆长的平方根 之间存在正比关系。即T=k , 式中的比例系数为2.006sm-1/2.实验中发现,即使摆长小到8.30cm时,这一关系仍然符合得很好。5)我们猜测公式中的比例系数k可能与重力有关,因为小球的往复运动是在重力作用下进行的,没有重力,摆球也就不会往复摆动。但考虑到T与摆的质量m之间没有关系,所以我们认为它可能与g的取值有关。为此我们设想了两种方案,一种是今后有机会在不同地方做进一步实验加以验证,因为不同地方的g值一般不同,如果同样的实验得到的比例系数也不同,那么就可得到初步确认,然后再用Excel软件对数据进行分析,看看是否存在确定的关系;另一种是等效检验的方法,就是在单摆的铁球下方或上方放一个磁铁,通过单摆受力的变化,看它对单摆的振动快慢有无影响即可。目前我们已通过实验找出了定性结论,感兴趣的同学不妨和我们一起探究一下吧。

单摆实验报告中有哪些预习问题

这个报告预习中通常会涉及以下几个问题:1、单摆的定义和性质:需要了解单摆的基本定义和性质,包括单摆的构成、运动规律、周期与频率等相关概念。2、实验原理和装置:需要了解单摆实验的原理和装置设计,明确实验中所用的材料和仪器设备,并知道如何正确操作这些装置。3、测量与分析:需要了解实验中的测量方法和数据处理技巧,明确测量单摆的周期、振幅等物理量所需的仪器和步骤,同时学会使用电子计时器等仪器进行数据记录和分析。4、实验注意事项:需要了解实验中的安全注意事项和实验操作规范,以确保实验过程安全顺利。

单摆测重力加速度度实验报告

  一、目的:学会用单摆测定重力加速度。  二、原理:在偏角小于5°情况下,单摆近似做简谐运动,由此可得重力加速度,测出摆长L、周期T,代入上式,可算出g值。  三、器材:1m多长的细线,带孔的小铁球,带铁夹的铁架台,米尺,游标卡尺,秒表。  四、步骤:  1、用游标卡尺测小铁球直径d,测3次,记入表格。2、把铁夹固定在铁架上端;将细线一端穿过小铁球的孔后打结,另一端固定在铁夹上,  并使摆线长比1m略小;将做成的单摆伸出桌面外,用米尺测出悬吊时的摆线长L′(从悬点到小铁球顶端),也测3次,记入表格。  3、将摆球拉离平衡位置一段小距离(摆线与竖直方向夹角小于5°)后放开,让单摆  在一个竖直面内来回摆动,用秒表测出单摆30次全振动时间t(当摆球过最低点时开始计时),也测3次,记入表格。  4、求出所测几次d、L′和t的平均值,用平均值算出摆长,并由此算出g值及其相对误差。  5、确认所测g值在实验允许的误差范围之内后,结束实验,整理器材。  重力加速度g的方向总是竖直向下的。在同一地区的同一高度,任何物体的重力加速度都是相同的。重力加速度的数值随海拔高度增大而减小。当物体距地面高度远远小于地球半径时,g变化不大。而离地面高度较大时,重力加速度g数值显著减小,此时不能认为g为常数。

物理实验报告:单摆摆动周期与什么因素有关

实验器材及用来测的问题:水,细管或真空粗管,高倍放大镜,不同质量的小球.测线绳在某中威力的情况下有棍的性质(若拉力打是绳可以把棍震段)    方案一    原理:小球(1)使绳动,它是驱动力,使钢线动,方向大小相同直至小球(1)摆力消失小球(2)在钢绳的作用下摆动有可能共动.(周而复始)  方案(2)原理:摆动之下使钢绳摆动(有可能曲动),使小球(2)摆动(是否是一个两边两边转化的受迫震动),而小球(1)与钢绳形成相对静止,曲动力使小球(2)摆动 .整个结构中是两个相对静止.以至都在运动周而复始(机械表可能提示)   关键:线绳是否在一定条件下可以看作棍(钟摆等时可以有,它也许成立)是否存在驱动变形.

大学物理实验报告-单摆

  1、单摆在角度较小的时候是简谐振动,因为有个tanx=x在角度较小时的近似,但是这个一般是在小于5度时发生的.  2、实际试验时如果大于5度但是大于的幅度较小这种近似误差还是不大,在用不精确测量(比如试验中用表测周期)的情况下这种误差不会被捕捉到,于是好像是周期还是一样的.  3、关键原因可能是试验设计上的问题.让摆角更大一些,比如20度,30度,甚至45度,就会发现问题.

单摆实验报告(“摆的快慢与什么条件有关”的实验报告)

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