用单摆测量重力加速度实验

一．实验目的

1.      学习进行简单设计性实验的基本方法。

2.      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。

3.      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．实验仪器

单摆仪，摆幅测量标尺，钢球，游标卡尺，米尺，电子秒表等。

三．实验原理

单摆的结构参考图1单摆仪,一级近似的周期公式为由此通过测量周期T,摆长L，即可求得重力加速度.

摆长L的测定：使用米尺测量摆线与摆球直径之和，再使用游标卡尺测量摆球直径，用该和减去一个小球的半径即可求得摆长（摆线上端到小球中心的距离）L。

周期T的测定：通过计时秒表计下通过一定周期数所用时，从而可以算出周期T。

再由公式得到

四．实验内容与步骤

实验步骤

1.选定摆线和小球直径之和：

在主窗口中，以鼠标左键点击放在桌面上的米尺，打开使用米尺测量摆线与摆球直径子窗口（注意：当摆球摆动时，不可使用米尺）。

i.   调节摆线长度: 移动鼠标到左边的窗口中调节旋钮上方，点击鼠标左键或右键以减少或增加摆线长度。减少或增加的幅度可由步长控制。

ii.  移动直尺: 移动鼠标到右边的小窗口中直尺上方，点击鼠标左键抓取直尺可上下移动直尺。

        通过移动选定合适的摆线和小球直径之和，记下数据。

2.测量小球直径

i.   （使用游标卡尺）在主窗口中，以鼠标左键点击放在桌面上的游标卡尺，打开使用游标卡尺测量摆球直径子窗口。游标卡尺的操作信息可通过位于窗口下方的提示框获得。提示框内的内容显示的是根据鼠标放在游标卡尺的不同部件时如何对这些部件操作的信息。

ii. 转动小球用游标卡尺测量小球直径5次，记下实验数据。

 3.测量周期

i.   （使用电子秒表）在主窗口中，以鼠标左键点击放在桌面上的电子秒表，打开使用电子秒表子窗口。电子秒表的计时操作是通过对用鼠标点击其上方两个按钮进行的。当鼠标移到这两个按钮上时，将显示有关按钮功能的提示

ii. 在窗口上抓取小球，使小球离中心线一定角度（<5°），当小球摆过中心线时开始计时，同时开始记小球摆过的周期数，经过一定周期后停止计时，记录下小球通过的周期数和所用的总时间，重复实验几次。

五．实验数据记录与处理

摆长+小球直径：91.50cm

小球直径：

周期：

重力加速度的测定表：

解得摆长L=90.65±0.01cm

重力加速度 =9.70±0.12m/ Eg=1.2%  

重力加速度标准值g=9.80 m/测量值与标准值间百分误差E=1.0%

六．小结（包括结论、误差分析、建议等）

结论：实验测得的重力加速度为9.70±0.12m/，测量值与标准值间百分误差E=1.0%，满足实验要求。

误差分析：本实验误差主要在于下面几个方面

1.      米尺对齐摆线上端和小球下端时存在误差，米尺读数时也有误差。

2.      进行电子秒表计时时，人有一定的反应时间，因此存在较大误差。

3.      各仪器读数存在误差，还有由于仪器精度不高存在误差。

建议：

1.      米尺读数时多次读数取平均值会减小误差。

2.      在小球摆过中心线时开始计时，因为此时小球的速度大，因此读数的误差会减小。

3.      使用精度更高的仪器，如测量小球直径时就可以选取螺旋测微器，能减小误差。

Ps（本实验上没有找到对应思考题）

第二篇：大物实验报告例文

                                                            实验日期：

中国石油大学   大学物理实验    实验报告   成    绩：        

班级：             姓名：              同组者：            教师：

 

岩芯电阻率的测量

（特别说明：本文是一篇模拟实验报告，重点是学习实验报告的基本内容、格式要求、数据处理方法等，具体实验内容与实验实际要求内容可能不一致。数据处理必须有简要计算过程。）

[实验目的]

1．了解灵敏电流计的结构和工作原理。

2．学习测量岩芯电阻率的方法。

[实验原理]

岩芯电阻率可以反映出岩芯的孔隙度，从而反映出地层储油多少和渗流能力的大小，它的测量在电法测井和石油开采中具有重要的意义。本实验测量岩芯电阻率的原理如图1所示，将一圆柱形岩芯固定在夹具之间，通常岩芯的电阻率较大，因而电流微弱，图中的电                         

流表是一种能够检测弱电流的灵敏电流计。

设岩芯长度为L，直径为D，则岩芯的电阻大小为

                               （1）

又由欧姆定律得                                                   （2）

上式中和表示电压和电流的变化量。由以上两式整理得到岩芯电阻率的计算公式为                                         （3）

    本实验要求分别用逐差法、作图法和最小二乘法处理数据，分别求出岩芯的电阻率。

（说明：“实验原理”包括简要的基本概念和理论、计算公式和必要的原理图、线路图和光路图，切勿通篇抄教材上已有的实验原理。）

[实验仪器]

待测岩芯、灵敏电流计（量程50×10^-10A ，级别0.1）、电压表（量程10V、级别1.0）、直流稳压电源、滑线变阻器、游标卡尺（精度0.02mm）、千分尺（一级）等。

（说明：实验仪器记录要尽量详细一些，数据处理时可能会用到，如电表量程和级别等。）

[实验内容、数据记录及处理]

1．按照实验线路图正确连接线路

2．岩芯参数的测量与数据处理

（说明：注意有效数字和单位）

① 岩芯长度的测量和不确定度的计算

                       表1 测量岩芯长度（工具：1/50游标卡尺）    日期:__月__日   

平均值：

不确定度A类分量：

（说明：不确定度一般取1-2位有效数字即可，必须写出单位。）

 1/50卡尺极限误差：

不确定度B类分量：

        

合成不确定度：

相对不确定度：

所以岩芯长度L的测量结果为

    

（说明：实验结果表示为完整形式；特别要注意有效数字、书写格式和单位。）

② 岩芯直径的测量和不确定度的计算

表2 岩芯直径（工具：一级千分尺）   日期:__月__日

 平均值：

不确定度A类分量：

 0-25mm一级千分尺极限误差：

所以不确定度B类分量：

合成不确定度：

相对不确定度：

所以岩芯直径D的测量结果：

 

3．测量电压和电流

通过移动滑线变阻器触头位置，改变加到岩芯上的电压的大小，记录电压表和灵敏电流计的读数。

表3  电压和电流测量值          日期:__月__日

4．逐差法处理岩心电阻率数据

   采用隔3（测量次数6/2=3）项逐差的方法，电流差值为表3中△₃I，电压每次改变=6V时电流改变量的平均值为

△₃I不确定度A类分量为

 

电流表仪器极限误差为

 

任取一组△₃I的计算公式，如，用传递公式计算不确定度B类分量为

 

因为

所以

合成不确定度为

相对不确定度为

所以△I的测量结果为

同理，的测量不确定度为

 

 （说明：没有考虑电压ΔU 的不确定度A类分量。）

由式（3）得到岩芯电阻率为           

计算电阻率的不确定度，其传递公式为

  

为了减少计算的工作量，将上式改写为

 

以上有关各值代入上式得到岩芯电阻率的不确定度为

于是相对不确定度为

所以岩芯电阻率的测量结果为

 

5．作图法处理岩心电阻率数据

选取合适的坐标轴和比例，在直角坐标纸上作出（U_i-U₀）-（I_i-I₀）关系图，这里（U_i-U₀）=（U₁-U₀）,（U₂-U₀）,…… （I_i-I₀）=（I₁-I₀）,（I₂-I₀）,……，画出一条直线，从直线上取相距比较远的两点，读出其坐标分别为

     （4.60，2.35）、  （18.60，9.40），

（说明：采用坐标纸作图附在后面, 注意作图法的基本规则，取点不能为原始数据点。）

于是直线斜率为

又由式（3）可知，当横坐标表示电流、纵坐标表示电压时

   所以岩芯电阻率为

6．最小二乘法

由式（3）可得，将该式与标准形式比较，可认为 （即），，，（即） ,根据最小二乘法推导，此时未知量的计算公式为。计算系数、，如表4所示。

表4  最小二乘法计算过程

（ 表中）

代入数据得到

所以岩芯电阻率为

[问题思考与讨论]

（说明：包括做过实验方法和技术总结，实验中存在的问题和改进，实验误差分析，等等。）

[附录]

（说明：正式实验报告最后必须附上有任课教师签字的原始数据。）

 作图法注意事项

1．必须使用坐标纸；

2．标明图名、轴名及数量级单位；

3．选择合适的比例，使所作的图充满整个图纸；

4．原始数据点必须用规范的符号，如“×”、“△”、“▲”等，不允许用“.”。

电流与电压的关系曲线