浅谈自由落体法测重力加速度

自由落体法测量重力加速度实验仪器自由落体装置（如图），数字毫秒计，光电门（两个），铁球。实验原理设光电门A、B间的距离为s，球下落到A门时的速度为0v，通过A、B间的时间为t，则成立：2/s20gttv（1）两边除以t,得：2//s0gtvt（2）设x=t,y=t/s,则：2/y0gxv（3）这是一直线方程，当测出若干不同s的t值，用x=t和y=s/t进行直线拟合，设所得斜率为b，则由b=g/2可求出g，g=2b（4）实验步骤（1）调节实验装置的支架,使立柱为铅直，再使落球能通过A门B门的中点。（2）测量A、B两光电门之间的距离s。（3）测量时间t。（4）计算各组的x，y值，用最小二乘法做直线拟合，求出斜率b及其标准偏差bs、bu（注意：在取b的时，由于立柱调整不完善，落球中心未通过光电门的中点，立柱上米尺的误差均给s值引入误差，也是b的不确定度来源，一般此项不确定度（B类评定）较小，可略去不计，所以bu=bs）。（5）计算g及其标准不确定度gu。实验要点1.仪器连接用专用导线将自由落体仪的上、下光控门分别与SSM-5C计时-计数-计频仪的光电输入插座A、B相连接，用导线将电磁铁与SSM-5C计时-计数-计频仪后面电压输出相连。2．仪器调整与调试⑴自由落体仪的调整：接通电磁铁开关，使它吸住铅锤线。调节三脚座螺钉使铅锤线通过两光控门的中心，以保证小钢球下落时准确地通过光控门。⑵SSM-5C计时-计数-计频仪的调试：接通电源，将功能选择开关调至计时，输入信号分配开关SN指向2，将后面电压输出调至6V，检查两光控门的光源是否对正光敏管，用手遮一下上光控门，计时开始，再遮一下下光控门，计时停止，即为正常。注意事项（1）利用铅垂线和立柱的调节螺丝，确保离住处与铅直。保证小球下落时，两个光电门遮光位置均相同。（2）测量时一定要保证支架稳定、不晃动。路程s的准确测量对实验结果影响很大。