[发明专利]一种用单摆测重力加速度的实验演示仪及实验方法

说明书

本发明公开一种用单摆测重力加速度的实验演示仪及实验方法，包括：铁架台、木板、移动杆和摆球；铁架台包括立柱和固定在立柱顶部的横梁；木板固定在铁架台底部；移动杆活动安装在铁架台的立柱上；移动杆的末端设有垂直小孔；摆球用细线系住固定在铁架台横梁上，细线穿过移动杆的小孔；木板上固定有灯泡、光敏电阻、开关、电源和光电计数器；电源的正极接开关的一端，开关的另一端连接灯泡的一端和光电计数器的电源接线柱的一端，光电计数器的电源接线柱的另一端连接电源的负极；光敏电阻的两接线头分别连接在光电计数器的光敏电阻接线柱的两接头上。本发明能够方便地改变摆长、通过传感器计数间接确定周期，从而能够精确的测出重力加速度。

技术领域

本发明属于演示仪技术领域，特别涉及一种用单摆测重力加速度的实验演示仪及实验方法。

背景技术

传统重力加速度实验测摆长和周期的方法比较繁琐，需要不断改变单摆的悬点，用眼睛顶着小球数全振动次数，容易引起眼睛的疲劳，稍有疏忽就会出错，导致更大的误差。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用单摆测重力加速度的实验演示仪及实验方法，以解决上述技术问题。本发明能够方便地改变摆长、通过传感器计数间接确定周期，从而测出重力加速度，确保测量和演示的准确性和精度。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种用单摆测重力加速度的实验演示仪，包括：

铁架台、木板、移动杆和摆球；

铁架台包括立柱和固定在立柱顶部的横梁；

木板固定在铁架台底部；移动杆活动安装在铁架台的立柱上；移动杆的末端设有垂直小孔；摆球用细线系住固定在铁架台横梁上，细线穿过移动杆的小孔；

木板上固定有灯泡、光敏电阻、开关、电源和光电计数器；电源的正极接开关的一端，开关的另一端连接灯泡的一端和光电计数器的电源接线柱的一端，光电计数器的电源接线柱的另一端连接电源的负极；光敏电阻的两接线头分别连接在光电计数器的光敏电阻接线柱的两接头上。

进一步的，木板上固定有支架，灯泡和光敏电阻均固定在支架上。

进一步的，所述电源为6V电源。

进一步的，移动杆通过移动旋钮固定在铁架台的立柱上。

进一步的，所述立柱上设有刻度。

进一步的，灯泡和光敏电阻正对；摆球自然悬垂时位于灯泡和光敏电阻之间，挡住灯泡照射光敏电阻的光线。

一种用单摆测重力加速度的实验方法，包括：

1)、测量出摆线的长度L，用游标卡尺测出摆球的直径d，计算出摆长

2)、通电源，让摆球摆动，当光电计数器开始计数N＝1时，用秒表开始记时，光电计数器显示N＝61时，停止记时，记下所用的时间t；

3)、在铁架台上逐渐下移移动杆到某一位置固定，并测出移动杆与横梁之间的距离OO′为L′，则此时摆长为L＝L₀-L′，重复步骤2)，记下相应的时间t，并记录表格内；

4)以L为横坐标，t²为纵坐标，建立平面直角坐标系，用描点法描出相应的点，用平滑的曲线连接作出t²-L图象，从图象中确定：

斜率k；

重力加速度

其中，L为摆线长度；L₀为细线长度。

进一步的，摆球摆动的摆角小于10゜。

相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：