TWP-W115新型單擺實(shí)驗(yàn)儀

單擺實(shí)驗(yàn)在大學(xué)基礎(chǔ)物理和中學(xué)物理教學(xué)中都是一個(gè)必做實(shí)驗(yàn)，以往此實(shí)驗(yàn)都限于單擺在小角度內(nèi)做近似等周期擺動(dòng)的情況下，測(cè)量小球振動(dòng)周期，一般不涉及周期與擺角之間的關(guān)系。要研究此二者間關(guān)系就必須在不同擺角，甚至大擺角下進(jìn)行周期測(cè)量。傳統(tǒng)方法的周期測(cè)量用手控秒表計(jì)時(shí)，測(cè)量誤差較大。為了降低誤差，必須采用多周期測(cè)量后取平均值的方法，由于空氣阻尼的存在，擺角隨時(shí)間的延長(zhǎng)而衰減，因此無(wú)法精確測(cè)得大角下擺動(dòng)周期的準(zhǔn)確值。采用集成開(kāi)關(guān)型霍耳傳感器和電子計(jì)時(shí)器實(shí)現(xiàn)自動(dòng)計(jì)時(shí)之后，能夠在很短幾個(gè)振動(dòng)周期內(nèi)準(zhǔn)確測(cè)得單擺在大角下的周期，這樣可以忽略空氣阻尼對(duì)擺角的影響，使研究周期與擺角關(guān)系的實(shí)驗(yàn)得以順利進(jìn)行。在得到周期與擺角的關(guān)系后，可以用外推至擺角為零的方法，精確測(cè)得擺角極小時(shí)的振動(dòng)周期值，從而更精確地測(cè)定重力加速度。

本實(shí)驗(yàn)儀采用伽利略外推法研究物理規(guī)律的實(shí)驗(yàn)思想，通過(guò)測(cè)量周期與擺角的關(guān)系，用外推法求得極小擺角時(shí)的振動(dòng)周期，這種設(shè)計(jì)思想在物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中加以運(yùn)用，取得了良好的效果。

應(yīng)用本實(shí)驗(yàn)儀可以完成以下實(shí)驗(yàn)：

1 ．用集成霍耳開(kāi)關(guān)測(cè)得周期與擺角的關(guān)系，用外推至擺角為零的方法，精確測(cè)得擺角極小時(shí)的振動(dòng)周期值，從而測(cè)定重力加速度。

2 ．通過(guò)固定單擺擺長(zhǎng)測(cè)量振動(dòng)周期，計(jì)算重力加速度 g ；或逐次改變擺長(zhǎng)，測(cè)出相應(yīng)的周期，經(jīng)直線(xiàn)擬合求出重力加速度 g ，驗(yàn)證擺長(zhǎng)與振動(dòng)周期平方成正比的關(guān)系。

儀器主要技術(shù)參數(shù)：

1 ．電子自動(dòng)計(jì)時(shí)器 精度 0.001s ，最大半周期計(jì)數(shù) 66 次；

2 ．集成霍耳開(kāi)關(guān) 響應(yīng)距離 1.0cm ；

3 ．量角器 量程 -50 °到 +50 °，最小刻度 1 °；

4 ．標(biāo)尺 量程 0 到 80mm ，最小刻度 1mm 。