重力加速度测量的十种方法
更新时间:2023-09-12 12:26:01 阅读量: 综合文库 文档下载
重力加速度测量的十种方法
方法一、用弹簧秤和已知质量的钩码测量
将已知质量为m的钩码挂在弹簧秤下,平衡后,读数为G.利用公式G=mg得g=G/m.
方法二、用滴水法测重力加速度
调节水龙头阀门,使水滴按相等时间滴下,用秒表测出n个(n取50—100)水滴所用时间t,则每两水滴相隔时间为t′=t/n,用米尺测出水滴下落距离h,由公式h=gt′2/2可得g=2hn2/t2. 方法三、用单摆测量(见高中物理学生实验)
方法四、用圆锥摆测量.所用仪器为:米尺、秒表、单摆.
使单摆的摆锤在水平面内作匀速圆周运动,用直尺测量出h(见图1),用秒表测出摆球n转所用的时间t,则摆球角速度ω=2πn/t
摆球作匀速圆周运动的向心力F=mgtgθ,而tgθ=r/h所以mgtgθ=mω2r由以上几式得:
g=4π2n2h/t2.
将所测的n、t、h代入即可求得g值.
方法五、用斜槽测量,所用仪器为:斜槽、米尺、秒表、小钢球.
按图2所示装置好仪器,使小钢球从距斜槽底H处滚下,钢球从水平槽底末端以速度v作平抛运动,落在水平槽末端距其垂足为H′的水平地面上,垂足与落地点的水平距离为S,用秒表测出经H′所用的时间t,用米尺测出S,则钢球作平抛运动的初速度v=S/t.不考虑摩擦,则小球在斜槽上运动时,由机械能守恒定律得:mgH=mv2/2.所以g=v2/2H=S2/2Ht2,将所测代入即可求得g值.
方法六、用打点计时器测量.所用仪器为:打点计时器、直尺、带钱夹的铁架台、纸带、夹子、重物、学生电源等.
将仪器按图3装置好,使重锤作自由落体运动.选择理想纸带,找出起始点0,数出时间为t的P点,用米尺测出OP的距离为h,其中t=0.02秒×两点间隔数.由公式h=gt2/2得g=2h/t2,将所测代入即可求得g.
方法七、如图4,标有刻度的粗细均匀的U型管装有适量的水固定在小车上,用不计质量的弹簧秤拉着小车在光滑水平面上作匀加速运动,弹簧秤读数为F,用天平测出整个小车装置的质量为M,小车运动时两液面高度差为Δh,U型管两管相距为L.
设U型管水平部分横截面积为S,则这段液体质量为m=ρ·S·L,ρ为水的密度.整个系统以加速度a=F/M沿水平方向运动,作用在该段水的合作力应为F=ma=ρ·S·LF/M.这个合外力由两臂液柱的压力差提供,即F=ρ·g·S·Δh.所以ρ·g·S·Δh=ρ·S·LF/M.由此可得:g=F·L/M·Δh,将所测F、L、M、Δh代入可求得g值.
方法八、将方法七中的U型管换成有刻度的玻璃缸(如图5)内径为D,其它条件不变,水与小车一起作匀加速运动时,液面上下高差为Δh,这时测力计的读数为F,整套装置质量为M,加速度a=F/M.
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