西安交通大学物理仿真实
验报告
利用单摆测重力加速度
班级：
姓名：
学号：
f西安交通大学模拟仿真实验实验报告
实验日期：2014年6月1日
老师签字：＿＿＿＿＿
同组者：无
审批日期：＿＿＿＿＿
实验名称：利用单摆测量重力加速度仿真实验
一、实验简介
单摆实验是个经典实验，许多著名的物理学家都对单摆实验进行过细致的
研究。本实验的目的是学习进行简单设计性实验的基本方法，根据已知条件和
测量精度的要求，学会应用误差均分原则选用适当的仪器和测量方法，学习累
积放大法的原理和应用，分析基本误差的来源及进行修正的方法。
二、实验原理
用一根绝对挠性且长度不变、质量可忽略不计的线悬挂一个质点，在重力作
用下在铅垂平面内作周期运动，就成为单摆。单摆在摆角小于5°（现在一般认
为是小于10°）的条件下振动时，可近似认为是简谐运动。而在实际情况下，一
根不可伸长的细线，下端悬挂一个小球。当细线质量比小球的质量小很多，而且
小球的直径又比细线的长度小很多时，此种装置近似为单摆。单摆带动是满足下
列公式：
T2
L
g
进而可以推出：
g42
L
T2
式中L为单摆长度（单摆长度是指上端悬挂点到球重心之间的距离）；g
为重力加速度。如果测量得出周期T、单摆长度L，利用上面式子可计算出当
地的重力加速度g。
三、实验内容
f1用误差均分原理设计单摆装置测量重力加速度g
设计要求
1
根据误差均分原理自行设计试验方案合理选择测量仪器和方法
2
写出详细的推导过程试验步骤
3
用自制的单摆装置测量重力加速度g测量精度要求△gg1
可提供的器材及参数
游标卡尺米尺千分尺电子秒表支架细线尼龙线钢球摆幅测量标尺
提供硬白纸板自制天平公用
假设摆长l≈7000cm摆球直径D≈200cm摆动周期T≈1700s
米尺精度△米≈005cm卡尺精度△卡≈0002cm千分尺精度△千≈0001cm
秒表精度△秒≈001s根据统计分析实验人员开或停秒表反应时间为01s
左右所以实验人员开停秒表总的反应时间近似为△人≈02s
2对重力加速度g的测量结果进行误差分析和数据处理检验实验结果是否
达到设计要求
3研究单摆周期与摆长摆角悬线的质量和弹性系数空气阻力等因素的关
系试分析各项误差的大小
四、实验仪器
单摆仪，摆幅测量标尺，钢球，游标卡尺（图1图4）
f单摆仪（1）
钢球（3）
摆幅测量标尺（2）
游标卡尺（4）
五、实验操作
1用米尺测量摆线长度小球直径为
9262m（图5）；
2用游标卡尺测量小球直径结果（图
6）
图（r