邱翠霞 王繼忠

大城縣第二中學(xué)；大城縣留各莊中學(xué)

重力加速度是研究自由落體運(yùn)動(dòng)中的一個(gè)重要物理量,在中學(xué)物理中經(jīng)常用到,在物理學(xué)的研究史上,不少學(xué)者對(duì)它的大小進(jìn)行過(guò)多次分析測(cè)定,認(rèn)為它的大小不僅與地理位置有關(guān)、與地面高度有關(guān)，而且與地質(zhì)密度、地質(zhì)結(jié)構(gòu)有關(guān)，中學(xué)階段學(xué)了幾種測(cè)定重力加速度的方法，本人通過(guò)多年的學(xué)習(xí)、實(shí)驗(yàn)，又總結(jié)課本之外的測(cè)定重力加速度的方法，實(shí)驗(yàn)原理比較簡(jiǎn)單，實(shí)驗(yàn)器材簡(jiǎn)單，實(shí)驗(yàn)步驟簡(jiǎn)單，操作簡(jiǎn)單，既可以粗略測(cè)量，又可以精確計(jì)算，即可供同學(xué)們?cè)谛?nèi)討論，又可以在課外活動(dòng)中作為參考。同學(xué)們通過(guò)親自找器材，做實(shí)驗(yàn)，分析數(shù)據(jù)，能加深對(duì)重力加速度的認(rèn)識(shí)，同時(shí)，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，能培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)，對(duì)當(dāng)代中學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的提升有一定幫助。

一、滴水測(cè)定法(自由落體法)

1.在自來(lái)水水龍頭下1.0米左右的位置，放一水槽，把一個(gè)大瓶口的金屬蓋倒扣到水槽里，使水槽與金屬蓋中間形成一個(gè)空腔，當(dāng)水滴到金屬蓋上時(shí)，便發(fā)出了清脆的聲音。

2.調(diào)節(jié)水龍頭上的閥門(mén)，使水滴從閥門(mén)落到金屬蓋的時(shí)間正好等于從閥門(mén)滴下水滴的時(shí)間間隔（在下落距離為1.0米左右時(shí)，平均每分鐘約有130~140個(gè)水滴從閥門(mén)滴下）

3.測(cè)出下落高度為h，50個(gè)水滴下落和時(shí)間t，水滴間的時(shí)間間隔為T(mén)，利用計(jì)算式g=2h/T2便可測(cè)出重力加速度g值。

二、打點(diǎn)測(cè)定法（實(shí)驗(yàn)裝置同驗(yàn)證機(jī)械能守恒）

1.使重錘拖著穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的紙條豎直下落，紙條上被打下一系列的點(diǎn)。

2.在紙帶上把每打五次點(diǎn)的時(shí)間作為時(shí)間單位

（T=0.1秒）再任意選取幾個(gè)（至少7個(gè)）連續(xù)計(jì)數(shù)點(diǎn)，量出相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的距離S1、S2、S3、S4、S5、S6。

3.通過(guò)推導(dǎo)可得計(jì)算式g=（S4－S1）/3T2,代入所測(cè)數(shù)值.可求出g值(為了使得的g值更接近g的正確值,本文各測(cè)定法均需連續(xù)實(shí)驗(yàn)多次,再求平均值得出結(jié)果)

三、單擺測(cè)定法

1.在1米左右的細(xì)線(xiàn)下,吊一個(gè)直徑約20毫米的小鋼球,構(gòu)成一個(gè)單擺.量出懸線(xiàn)長(zhǎng)為l,用游標(biāo)卡尺測(cè)出小球的直徑為d，

2.把單擺從平衡位置拉開(kāi)一個(gè)很小的角度(擺角在10度以下,然后放開(kāi)小球,讓其自由擺動(dòng),用秒表測(cè)出該擺擺動(dòng)n=50次所用的時(shí)間為t秒)

3.根據(jù)單擺振動(dòng)周期公式可建立等式

代入所測(cè)之值,可求得g值.

四、圓環(huán)擺測(cè)定法

1.用鐵絲制一個(gè)金屬圓環(huán)，測(cè)量出圓環(huán)直徑（也可用其它環(huán)代替）

2.將圓環(huán)放于一刀刃上，讓環(huán)在環(huán)所在平面內(nèi)擺動(dòng)。

3.測(cè)出環(huán)擺動(dòng)50次的用時(shí)間t，求周期T=t/50

五、彈簧振子測(cè)定法

1.把彈簧的上端固定在鐵架臺(tái)上測(cè)出原長(zhǎng)x0

2.將質(zhì)量為m的重錘掛在彈簧下端,測(cè)出彈簧伸長(zhǎng)后的長(zhǎng)度x(此時(shí)的位置作為平衡位置)算出彈簧的伸長(zhǎng)⊿x=x-x0則mg=k(x-x0)

3.在彈性限度內(nèi),把振子豎直向上拉離平衡位置后釋放,用秒表測(cè)出完成50次全振動(dòng)的時(shí)間t,求出振子的振動(dòng)周期T=t/50

六、光滑斜面測(cè)定法

1.AB為一長(zhǎng)玻璃板,用木塊搭成斜面,再用米尺量出該斜面的長(zhǎng)為l,高為h.

2.把一小鋼球放到斜面的頂端,然后讓它從靜止開(kāi)始下滑用秒表記下鋼球沿斜面下滑的時(shí)間t

七、加速下落測(cè)定法

1.AB為兩個(gè)完全相同的砝碼,用細(xì)線(xiàn)通過(guò)定滑輪跨于兩邊，其質(zhì)量均為M,在A上放一個(gè)小砝碼C,其質(zhì)量為m.先使AB靜止在同一個(gè)水平面上,測(cè)出砝碼距地面的高度h,然后釋放左邊砝碼,用秒表測(cè)出左邊砝碼下落時(shí)間t

2.設(shè)系統(tǒng)的加速度為a,繩的張力為T(mén)根椐牛頓第二定律,對(duì)左/邊的砝碼列方程

又h=at2/2(3)

由(1)(2)(3)得g=2h(2M+m)/mt2

由上式可計(jì)算出重力加速度g的數(shù)值

以上各種方法簡(jiǎn)單且容易操作，材料也容易找到既鍛煉了學(xué)生的動(dòng)手能力，又開(kāi)拓了學(xué)生的視野，有助于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)，提高學(xué)生物理學(xué)科科學(xué)素養(yǎng)。實(shí)驗(yàn)基本能滿(mǎn)足中學(xué)生的要求，有興趣的同學(xué)可以自己對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行改進(jìn)創(chuàng)新。這些內(nèi)容也告訴我們，物理實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新要從多方面入手，比如實(shí)驗(yàn)原理，實(shí)驗(yàn)器材，實(shí)驗(yàn)儀器，實(shí)驗(yàn)步驟，數(shù)據(jù)分析，結(jié)論處理等等。也希望老師們參考，如有不妥請(qǐng)批評(píng)指正。