[发明专利]利用圆锥摆测量重力加速度的方法

摘要

利用圆锥摆测量重力加速度的方法涉及物理参数的测定领域，是测量重力加速度一种新方法。技术方案是：单摆的摆线长度为L，摆球的半径为r，摆线所在的摆球的直径方向、与摆线相对的另一侧固定一个长度为a的半硬质塑料薄片；转轴带动单摆摆球做圆周运动，测量摆线与竖直方向的夹角θ以及摆球的摆动周期T，从而重力加速度g=(2pi/T)²*L’cosθ，其中，pi=3.1415926。有益效果是：提出一种重力加速度的测量新方法；引导学生正确认识误差；相对于单摆摆角振幅因空气阻力而逐渐减少而言，本发明受电机的驱使，能够保证以恒定速度稳定运行；单摆的周期公式是一种近似，要求摆角在5度之内，本发明无此要求。

主权项

利用圆锥摆测量重力加速度的方法，其特征是：在电机转轴的底部中心悬挂一个单摆，单摆的摆线长度为L，摆球的半径为r，摆线所在的摆球的直径方向、与摆线相对的另一侧固定一个半硬质塑料薄片，半硬质塑料薄片的长度为a，即半硬质塑料薄片的活动端到单摆悬挂点的距离为L+2r+a；转轴的顶部有一个水平泡、电机有水平调节调节装置，通过调节使转轴上端面水平，也就是通过调节使转轴竖直；单摆静止时，单摆的半硬质塑料薄片的活动端指向刻度盘的圆心并与刻度盘接触，刻度盘表面固定一个水平泡，刻度盘的支撑柱有高度调节螺纹、支撑柱下端的底座有水平调节螺钉，通过调整水平调节螺钉使刻度盘水平，刻度盘标注相交的两条直径，其中一条直径或者两条直径或者其中一条半径标注有毫米刻度尺；一个电机带动其转轴以角速度ω转动，电机的转动速度能够调节，在电机的转轴转速稳定时，等待单摆的摆球处于稳定的圆锥摆状态时，调节刻度盘支撑柱的高度调节螺纹，使刻度盘表面上升到刚好接触到摆球上的半硬质塑料薄片，从半硬质塑料薄片指向毫米刻度尺的位置测量出圆锥摆在刻度尺平面内的半径R，从而计算出摆长在竖直方向的投影，也就是L’cosθ=(L+r){1‑[R/( L+2r+a)]²｝^0.5，或者高度调节螺纹的外螺纹所在的柱子上有毫米刻度、连接刻度盘的内螺纹所在的套筒上有一圈刻度，柱子的刻度和一圈的刻度组成一个螺旋测微仪，从螺旋测微仪读出上升的高度h，则L’cosθ=（L+r）*（1‑h/(L+2r+a)）；从半硬质塑料薄片经过刻度盘某一个半径时启动秒表、等待n个周期后停止秒表，读出时间t，则摆动周期T=t/n；从而重力加速度g=(2pi/T) ²*L’ cosθ，其中，pi=3.1415926。