[实用新型]一种由大角度摆的振动测量重力加速度的实验装置

说明书

本实用新型提供了一种由大角度摆的振动测量重力加速度的实验装置，包括固定铁架、光电门和电脑计时器；固定铁架设置于实验台上，固定铁架与实验台台面围成的空间内设有开口向上且与电脑计时器相连的光电门；固定铁架上设有轻绳，轻绳下端连接金属小球，金属小球自然落至光电门开口内；金属小球以轻绳上端点为悬点，可相对光电门的开口做前后往复的大角度摆运动。本实用新型的优点在于：克服了现有重力加速度测量装置中单摆运动的摆角小于5°(或0.1弧度)的限制，利于理工科大学生从大角度摆的振动出发，并利用高等数学知识进一步推导了解新的重力加速度的公式；还利用电脑计时器自动测量大角度摆的振动周期，周期测量更精确。

技术领域

本实用新型涉及测量领域，尤其涉及一种由大角度摆的振动测量重力加速度的实验装置。

背景技术

目前测量重力加速度g值采用的主要是高中物理实验方法：利用单摆的振动测量重力加速度g(摆角小于5°或0.1弧度)，计算公式是其中l是单摆的有效摆长(摆线长度加小球半径)，为单摆周期的平均值，测量时一般用电子秒表测量单摆的50到100次全振动，然后取周期的算数平均值。

然而，正如之前所述，现有的利用单摆的振动测量重力加速度g的装置的单摆摆角允许的范围仅为小于5°或0.1弧度，其对理工科大学生的学习具有一定的局限性，不利于理工科大学生从大角度摆的振动出发，并利用高等数学知识进一步推导了解新的重力加速度的公式。此外，目前的重力加速度测量装置测量时采用电子秒表测量单摆的50到100次全振动，其自动化程度与精确度较差。

据此，目前急需一种自动化程度好、精确度佳的由大角度摆的振动测量重力加速度的实验装置。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题在于提供一种自动化程度好、精确度佳的由大角度摆的振动测量重力加速度的实验装置。

本实用新型采用以下技术方案解决上述技术问题：

一种由大角度摆的振动测量重力加速度的实验装置，包括固定铁架、光电门以及电脑计时器；所述固定铁架设置于实验台上，固定铁架与实验台台面围成的空间内设有开口向上且与电脑计时器相连的光电门；所述固定铁架上设有轻绳，轻绳下端连接金属小球，金属小球自然落至光电门开口内；所述金属小球以轻绳上端点为悬点，可相对光电门的开口做前后往复的大角度摆运动。

作为本实用新型的优选方式之一，所述固定铁架为开口向下的固定铁架。

作为本实用新型的优选方式之一，所述固定铁架包括两个支撑柱以及一个用于连接两个支撑柱顶端的横杆，所述横杆下端的中间位置垂直设有轻绳，轻绳下端连接金属小球。

作为本实用新型的优选方式之一，所述轻绳与金属小球的总长度小于固定铁架的高度，且大于光电门顶端距离固定铁架顶端的高度。

作为本实用新型的优选方式之一，所述光电门具体设置于固定铁架与实验台台面围成的空间内的中间位置，且光电门的垂直中心线与横杆的垂直中心线相重合。

作为本实用新型的优选方式之一，所述电脑计时器通过导线与光电门相连。

作为本实用新型的优选方式之一，所述电脑计时器位于固定铁架的一侧，且通过导线与光电门下端相连。

作为本实用新型的优选方式之一，所述大角度摆运动的摆角在5°和50°之间，或0.1弧度和1弧度之间。

作为本实用新型的优选方式之一，所述电脑计时器具体为北京青锋仪器制造有限公司生产的J0201-4B型电脑计时器。