訾振發(fā)，于 淼，趙 敏，章韋芳，王明美

（合肥師范學院，安徽 合肥 230601）

單擺實驗是大學物理實驗中是一個經(jīng)典的力學實驗。近年來一些物理實驗教學工作者已經(jīng)對此實驗進行了深入的研究，包括單擺周期的近似計算方 法 優(yōu) 化［2－3］、實 驗 裝 置 改 進［4－6］和 大 角 度擺［7－11］。目前而關于Origin軟件在單擺實驗中的應用目前未見報道；另一方面，學生運用Origin軟件進行實驗數(shù)據(jù)處理時經(jīng)常會出現(xiàn)錯誤，有關如何針對具體實驗進行解決具體問題方面的工作還有待進一步研究。本文結合大學物理實驗教學中的單擺實驗，探討Origin8.0軟件［1］在實驗數(shù)據(jù)處理方面的具體應用［12］，目的是為了提高大學物理實驗教學的實際水平和計算機輔助科學實驗的水平。

1 實驗原理

一根不能伸縮的細線，上端固定，下端懸掛一個小球，當細線質量遠小于小球質量，而且小球直徑又遠小于細線的長度時，就可以把重球看作是一個不計細線質量的質點。如果把懸掛的擺球自平衡位置拉至一邊保持擺角q＜5°，擺球即在平衡位置左右作周期性擺動，這種裝置稱為單擺，如圖1所示。

當擺角θ＜5°時，質點的運動可以近似地看作簡諧振動，而簡諧振動的動力學方程可歸結為

圖1 單擺受力分析示意圖

因此單擺的運動周期

因為測量一個周期的相對誤差較大，所以實驗時測量連續(xù)擺動n個周期的時間t，即t＝nT，本實驗中n＝10。

2 數(shù)據(jù)測量與處理

表1 擺角θ＜5°時擺線長l與周期T的表格

圖2 使用Plot和Analysis命令處理數(shù)據(jù)的示意圖

圖3 周期平方T2與擺長l依賴關系

3 結 論

利用Origin 8.0作圖軟件對單擺實驗數(shù)據(jù)進行線性擬合處理，通過圖像斜率法計算了合肥本地的重力加速度，相對誤差約為0.004%，大大減小了利用坐標紙手工繪圖等人為因素造成的誤差，極大程度地提高了工作效率，充分體現(xiàn)了該軟件在單擺實驗數(shù)據(jù)處理中快速和精確的特點。因此將Origin 8.0軟件引入大學物理實驗教學將有助于提高物理實驗的教學質量和學生的學習效率。

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