大学物理实验预习报告

2022-03-04

　　随着社会不断地进步，报告与我们愈发关系密切，我们在写报告的时候要注意涵盖报告的基本要素。相信许多人会觉得报告很难写吧，以下是小编整理的大学物理实验预习报告，仅供参考，希望能够帮助到大家。

　　大学物理实验预习报告篇1

　　实验一密度测量

　　密度是物体的属性之一，实验测定固体密度需要进行长度和质量的测量。长度和质量是基本物理量，其测量原理和方法在其他测量仪器中也常常有体现，如游标和螺旋测微（俗称千分尺）的原理等。测量长度的量具，常用较简单的有米尺、游标卡尺和螺旋测微器。这三种量具测量的范围和准确度各不相同，须视测量的对象和条件加以选用。当长度在103cm以下时，需用更精密的长度测量仪器（如比长仪等）或者采用其他的方法（如利用光的干涉和衍射等）来测量。测量物体质量时，需使用天平。天平是物理实验中常用的基本仪器。我们将通过对物体密度的测量来学习使用长度和质量的测量仪器，掌握它们的构造特点、规格性能、读数的原理和规则、使用方法及维护知识等，并注意在以后的实验中恰当的选择使用。

　　【实验目的】

　　1、掌握游标卡尺、螺旋测微器及天平的测量原理和使用方法。

　　2、掌握直接测量量和间接测量量的数据处理方法。

　　【实验仪器】

　　游标卡尺、螺旋测微器、分析天平、待测圆柱体。

　　【实验原理】

　　圆柱体密度计算公式如式（1）所示。

　　m4m

　　（1） VD2H

　　式中，m为圆柱体质量；V为体积；H为高；D为直径。只要直接测出D、H、m，即可间接确定。式（1）适用于质量均匀分布的圆柱体。但由于被测试件加工上的不均匀，必然会给测量带来系统误差。由于加工的不均匀是随机的，所以可以用处理随机误差的方法来减小这种具有随机性质的系统误差，即在试件的不同位置多次测量取平均值的方法来处理。

　　液体密度计算公式如式（2）所示。

　　m待测液体

　　待测液体

　　m水

　　水

　　待测液体

　　m待测液体水

　　m水

　　（2）

　　液体密度的测量采用比重瓶法，即使用两个同体积的比重瓶，一个比重瓶中装入水，另外一个比重瓶中装入待测液体。分别利用天平称出两者以及未装入液体之前空比重瓶的质量，代入式（2）中即可求出待测液体的密度，其中水的密度为已知条件。

　　1.游标卡尺如图1所示，游标卡尺有两个主要部分，一条主尺和一个套在主尺上并可以沿它滑动的副尺（游标）。游标卡尺的主尺为毫米分度尺，当下量爪的两个测量刀口相贴时，游标上的零刻度应和主尺上的零位对齐。

　　如果主尺的分度值为a ，游标的分度值为b ，设定游标上n个分度值的总长与主尺上（ n-1 ）分度值的总长相等，则有

　　nb(n1)a （3）

　　图1 游标卡尺示意图

　　主尺与副尺每个分度值的差值即游标尺的分度值，也就是游标尺的精度（最小读数值）：

　　aba

　　(n1)aa

　　（4） nn

　　常用的三种游标尺有n10,20,50,即精度各为0.1mm、0.05mm、0.02mm。

　　游标尺的读数方法是：先读出游标零线以左的那条线上毫米级以上的读数L0，即为整数值；然后再仔细找到游标尺上与主尺刻线准确对齐的那一条刻线（该刻线的两边不对齐成对称状态），数出这条刻线是副尺上的第k条，则待测物的长度（即为小数值）为

　　LL0k

　　图2是n50分度游标卡尺的刻度及读数举例。图上读数：

　　LL0k0.0215.00120.0515.60mm

　　（5） n

　　图2 游标卡尺读数示意图

　　螺旋测微器如图3所示，螺旋测微器是在一根测微螺杆上配一螺母套筒，上有0.5mm分度的标尺。测微螺杆的后端连接一个有50个分度的微分套筒，螺距为50mm。当微分套筒转过一个分度时，测微螺杆就会在螺母套筒内沿轴线方向改变0.01mm。也就是说，螺旋测微器的精密度（分度值）是0.01mm。由此可见，螺旋测微器是利用螺旋（测微螺杆的外螺纹和固定套筒的内螺纹精密配合）的旋转运动，将测微螺杆的角位移转变为直线位移的原理实现长度测量的量具。

　　图3 螺旋测微器示意图

　　在使用螺旋测微器时，应该检查零线的零位置，当螺杆的一端与测砧相接触时，往往会有系统误差（读数不是零毫米），所以必须先记下螺旋测微器的初读数z0，根据不同情况z0有正负之分。测量时将物体放在测砧和螺杆端面之间，转动测力装置，至听到“咯咯”的响声为止，两端面已与待测物紧密接触。从毫米分度尺上读出大于0.5mm的部分，0.01mm以上的部分从微分筒边缘刻度盘上对准基准线处读出，同时要估读出0.001mm级。则待测物的实际长度为Lzz0。螺旋测微器读数例如图4所示。

　　L=5.691~5.695

　　图4 螺旋测微器的读数示意图

　　螺旋测微器实际上是实验方法中机械放大法的一种应用。假设微分套筒刻度部分的周长为50mm，刻了50个刻度，则分度值为1mm的弧长。测量时当测微螺杆位移0.01mm时，在微分套筒上相应变化为1mm，于是微小位移被放大，放大倍数为F、D、h、50mm、100。因此，这种装置使测量精度提高了100倍，这种方法称为螺旋0.5mm放大法。凡采用螺旋测微装置的仪器，如读数显微镜、测量显微镜、迈克耳孙干涉仪等在测量部分中都采用了这种螺旋放大法。

　　分析天平

　　图5是TG-628A型分析天平结构图。

　　①横梁；②，支点刀承；③. 支力销；④，平衡螺母；⑤. 托翼；

　　1螺旋脚；12骑码执手；⑥，吊耳；⑦，称盘；⑧.托盘螺母；⑨.制动旋钮；⑩，垫脚；1○○

　　13指针；○14标牌 ○

　　图5 TG-628A型分析天平结构图

　　和天平配套使用的是一套Ⅲ级等砝码，其中最小质量的砝码为1mg，天平还设有骑码（游码）操纵装置，能搬动骑码正确安放在天平衡量刻度尺上。横梁上以中间为零，两侧各有10个槽口，在0～10mg以内的质量变化，都可以通过骑码执手进行调节，使用天平应注意以下几点：

　　1）调水平的螺旋脚，使水准器的水泡移到中心以保证支柱铅直；

　　2）空载支起横梁（调节制动钮⑨），观察指针摆动情况，若指针不在零点或左右摆动格数不相等，应马上将横梁制动，再调节平衡螺母。反复几次观察调节，直到调准零点。

　　【注意事项】

　　1.利用天平称物体时，砝码和物体放在各放到盘的中心处，需增加或减少砝码必须使用

　　镊子。

　　2.取或放物体和砝码，移动游码或调节零点时，都应将横梁制动，以免损坏支点刀承上的刀口。

　　3.称衡完毕要检查横梁是否放下，盒中砝码和镊子是否齐全。 4.比重瓶为玻璃器皿，使用时注意轻拿轻放。

　　【思考题】

　　1.如何用天平来测量不规则物体的密度？

　　2.铅板长约10cm，宽约5cm，厚约1mm，其中有5mm左右的圆孔两个，为使其体积的测量结果有四位数，应选用什么测量仪器？

　　大学物理实验预习报告篇2

　　院系名称：勘察与测绘学院

　　专业班级：

　　姓名：

　　学号：

　　辉光盘

　　【实验目的】：

　　观察平板晶体中的高压辉光放电现象。

　　【实验仪器】：大型闪电盘演示仪

　　【实验原理闪电盘是在两层玻璃盘中密封了涂有荧光材料的玻璃珠，玻璃珠充有稀薄的惰性气体（如氩气等）。控制器中有一块振荡电路板，通过电源变换器，将12V低压直流电转变为高压高频电压加在电极上。通电后，振荡电路产生高频电压电场，由于稀薄气体受到高频电场的电离作用二产生紫外辐射，玻璃珠上的荧光材料受到紫外辐射激发出可见光，其颜色由玻璃珠上涂敷的荧光材料决定。由于电极上电压很高，故所发生的光是一些辐射状的辉光，绚丽多彩，光芒四射，在黑暗中非常好看。

　　【实验步骤】：

　　1. 将闪电盘后控制器上的电位器调节到最小；

　　2. 插上220V电源，打开开关；

　　3. 调高电位器，观察闪电盘上图像变化，当电压超过一定域值后，盘上出现闪光；

　　4. 用手触摸玻璃表面，观察闪光随手指移动变化；

　　5. 缓慢调低电位器到闪光恰好消失，对闪电盘拍手或说话，观察辉光岁声音的变化。

　　【注意事项】：

　　1. 闪电盘为玻璃质地，注意轻拿轻放；

　　2. 移动闪电盘时请勿在控制器上用力，避免控制器与盘面连接断裂；

　　3. 闪电盘不可悬空吊挂。

　　辉光球

　　【实验目的】

　　观察辉光放电现象，了解电场、电离、击穿及发光等概念。

　　【实验步骤】

　　1．将辉光球底座上的电位器调节到最小；

　　2．插上220V电源，并打开开关；

　　3. 调节电位器，观察辉光球的玻璃球壳内，电压超过一定域值后中心处电极之间随机产生数道辉光；

　　4.用手触摸玻璃球壳，观察到辉光随手指移动变化；

　　5.缓慢调低电位器到辉光恰好消失，对辉光球拍手或说话，观察辉光随声音的变化。

　　【注意事项】

　　1.辉光球要轻拿轻放；

　　2.辉光球长时间工作可能会产生臭氧。

　　【实验原理】

　　辉光球发光是低压气体（或叫稀疏气体）在高频电场中的放电现象。玻璃球中央有一个黑色球状电极。球的底部有一块震荡电路板，通电后，震荡电路产生高频电压电场，由于球内稀薄气体受到高频电场的电离作用而光芒四射。辉光球工作时，在球中央的电极周围形成一个类似于点电荷的场。当用手（人与大地相连）触及球时，球周围的电场、电势分布不再均匀对称，故辉光在手指的周围处

　　变得更为明亮，产生的弧线顺着手的触摸移动而游动扭曲，随手指移动起舞。对辉光球拍手或说话时，也会影响电场的分布。

　　【相关介绍】

　　辉光球又称为电离子魔幻球。它的外观为直径约15cm的高强度玻璃球壳，球内充有稀薄的惰性气体（如氩气等），玻璃球中央有一个黑色球状电极。球的底部有一块震荡电路板，通过电源变换器，将12V低压直流电转变为高压高频电压加在电极上。通电后，震荡电路产生高频电压电场，由于球内稀薄气体受到高频电场的电离作用而光芒四射，产生神秘色彩。由于电极上电压很高，故所发生的光是一些辐射状的辉光，绚丽多彩，光芒四射，在黑暗中非常好看。

　　在日常生活中，低压气体中显示辉光的放电现象，也有广泛的应用。例如，在低压气体放电管中，在两极间加上足够高的电压时，或在其周围加上高频电场，就使管内的稀薄气体呈现出辉光放电现象，其特征是需要高电压而电流密度较小。辉光的部位和管内所充气体的压强有关，辉光的颜色随气体的种类而异。荧光灯、霓虹灯的发光都属于这种辉光放电。

　　在各种各样的辉光中，最神奇的还要算人体辉光了。1911年伦敦有一位叫华尔德?基尔纳的医生运用双花青染料刷过的玻璃屏透视人体，发现在人体表面有一个厚达15毫米的彩色光层。医学家们对此研究表明，人体在疾病发生前，体表的辉光会发生变化，出现一种干扰的“日冕”现象；癌症患者体内会产生一种云状辉光；当人喝酒时辉光开始有清晰、发亮的光斑，酒醉后便转为苍白色，最后光圈内收。吸烟的人其辉光则有不谐和的现象。

　　实验心得

　　12月的一次周末，我们利用这短短的2个小时去西区参观的物理实验室，并观看了物理演示实验。在这次的演示实验课中，我学到了很多平时的生活学习中学不到的东西。在实验课上，老师让我们自己学习实验原理，自己动手学习操作，然后给同学们演示并讲解。我们第一次见到了一些很新奇的仪器和实验，通

　　过奇妙的物理现象感受了伟大的自然科学的奥妙。我们怀着好奇心仔细的观看了每个演示实验，通过自己的学习和同学们的认真讲解，一些看似不正常的现象都能用科学的自然知识来解释了！

　　我觉得我们做的虽然是演示实验，但也很有收获，这是我们对课上所学知识的一个更直观的了解，通过此次光学演示实验使我对光有了一种感性的认识，加深了对光学现象及原理的认识，为今后光学的学习打下深厚的基础，此次演示实验把理论与现实相结合，让大家在现实生活中理解光波的本质，这给我们每天的理论学习增添了一点趣味。

　　特别是辉光球和辉光盘，在现实生活中根本看不到，这是我第一次看。一丝一丝的五光十色的光线通过辉光球迸射出来如同礼花绽放般浪漫，让我想起了除夕夜的美妙绝伦的烟火。虽然说演示实验的过程是简单的，但它的意义绝非如此。我们学习的知识重在应用，对大学生来说，演示实验不仅开动了我们思考的马达，也让我们更好地把物理知识运用到了实际现象的分析中去，使我们不但对大自然产生了以前没有的敬畏和尊重，也有了对大自然探究的好奇心，我想这是一个人做学问最最重要的一点。因此我想在我们平时的学习中，要带着一种崇敬的心情和责任感，认认真真地学习，踏踏实实地学习，只有这样，我们才能真正学会一门课，学好一门课。此外，我觉得我们不能将眼光仅仅定位在事物的.表面，不能被眼镜所欺骗，要认真的分析，理解，找出事物背后的真理；不仅在物理，生活中更应如此，只有这样我们才能成为一个完美的人，我想这也是为什么大纲上要安排这样一个演示实验的目的所在。我很庆幸能和老师一起参与本次试验，老师的细致指导是我能够顺利完成、理解本次试验的前提。

　　感谢老师的指导！

　　大学物理实验预习报告篇3

　　院系名称：纺织与材料学院

　　专业班级：轻化工程11级03班

　　姓名：梁优

　　学号：

　　鱼洗

　　实验描述：

　　鱼洗是中国三大青铜器之一，在鱼洗内注入清水后摩擦其两耳，如果频率恰当，就会出现水面产生波纹，发出嗡嗡的声音并有水花跃出的现象。经验表明，湿润的双手比干燥的双手更容易引起水花飞跃。

　　实验原理：

　　鱼洗的原理应该是同时应用了波的叠加和共振。摩擦的双手相当于两个相干波源，他们产生的水波在盆中相互叠加，形成干涉图样。这与实验中观察到的现象相同。按照我的分析，如果振动的频率接近于鱼洗的固有频率，才会产生共振现象。通过摩擦输入的能量才会激起水花。

　　令人不解的是，事实上鱼洗是否能产生水花与双手的摩擦频率并没有关系。在场的同学试着摩擦的时候，无论是缓慢的摩擦还是快速的摩擦，都能引起水花四溅。通过查阅资料得知，鱼洗的原理其实是摩擦引起的自激振动。（就像用槌敲锣一样，敲击后锣面的振动频率并不等于敲击频率。）外界能量（双手的摩擦）输入鱼洗时，就会引起其以自己的固有频率震动。（正如在锣面上敲一下。）

　　为什么湿润的双手更容易引起鱼洗的振动呢？从实践的角度，可能是因为湿润的双手有更小的摩擦系数，因为摩擦起来更流畅，不会出现干燥双手可能会出现的“阻塞”情况，这只是我个人猜想，并没有发现资料有关于这方面的讨论。

　　离心力演示仪

　　实验描述：

　　离心力演示仪是一个圆柱形仪器，中间有一个细柱，细柱穿过一段闭合的硬塑料带上的两个正对小孔。塑料带的一段固定，静止时，系统为一个竖直平面的圆，中间由细柱传过。当摁下仪器上的按钮时，细柱带动塑料带在水平面旋转起来。当旋转速度增大时，可以看到塑料带的自由端延细柱向下运动，整个塑料带变成旋转的椭圆形状。

　　实验原理：

　　离心力是一个惯性力，实际上是并不存在的。绕旋转中心转动的物体有脱离中心延半径方向向外运动的趋势，产生这种趋势的力即称为离心力。当启动仪器时，塑料带各部分均作水平方向的圆周运动，所需要的向心力由临近部分的塑料小段的拉力的径向分力提供。每一个塑料小段均收到来自前后两个塑料小段的拉力。由于塑料带下端是固定的，因此在塑料带的下半部分，每个塑料小段的受力均可分解成提供向心力的径向分力和竖直向下的分力。对其上半圆部分也有类似的结果，我个人认为，塑料带一段固定是这个仪器最重要的条件，这样塑料带的下半部分的受力结果才能确定，进而上半部分每个塑料小段所受的两个拉力的关系才能确定。在竖直向下的分力作用下，塑料带被压扁成为旋转的椭圆。

　　辉光球

　　实验描述：

　　辉光球是圆形球体，实验室中还有一个为圆盘形状。工作时会发出动感绚烂的五彩辉光，有一种魔幻效果。仔细观察辉光球，可以看到其中的气体，蓝色的一个辉光球尤为明显。当将手指放上去时，手指接触球体的部分会被辉光点亮，同时球中会有一缕气体与碰触的位置连接，十分美丽。另外观察得知，如果用笔、尺子等其他物体接触辉光球，也会出现上述现象，但强度与用手指接触相比小得多。

　　实验原理：

　　辉光球的另一个名称是电离子魔幻球，顾名思义，它的工作原理与电离有关。经查资料得知，稀薄的稀有气体在高频的强电场作用下会发生电离作用。而从生活中的霓虹灯得知，稀有气体如果电离，则会发光，具体的颜色与气体种类有关。根据查到的资料了解，在我们的实验室的辉光球中，发出红绿蓝三色辉光的圆盘可能充有He，Ne和Xe，蓝色的辉光球中可能充有Ar。在人手触摸辉光球时，由于人体和大地相连，人触摸的位置的电势与大地的电势相等，整个辉光球的电场分布不再均匀，手指碰触的地方有更低的电势，所以会更加明亮，同时，辉光球中央的电极与人手之间的电势差会更大，因而形成的辉光弧线会一直跟随人的手指。

　　大学物理实验预习报告篇4

　　实验目的：

　　通过演示来了解弧光放电的原理

　　实验原理：

　　给存在一定距离的两电极之间加上高压，若两电极间的电场达到空气的击穿电场时，两电极间的空气将被击穿，并产生大规模的放电，形成气体的弧光放电。

　　雅格布天梯的两极构成一梯形，下端间距小，因而场强大(因)。其下端的空气最先被击穿而放电。由于电弧加热（空气的温度升高，空气就越易被电离,击穿场强就下降），使其上部的空气也被击穿，形成不断放电。结果弧光区逐渐上移，犹如爬梯子一般的壮观。当升至一定的高度时，由于两电极间距过大，使极间场强太小不足以击穿空气，弧光因而熄灭。

　　简单操作：

　　打开电源，观察弧光产生。并观察现象。（注意弧光的产生、移动、消失）。

　　实验现象：

　　两根电极之间的高电压使极间最狭窄处的电场极度强。巨大的电场力使空气电离而形成气体离子导电，同时产生光和热。热空气带着电弧一起上升，就象圣经中的雅各布（yacob以色列人的祖先)梦中见到的天梯。

　　注意事项：

　　演示器工作一段时间后，进入保护状态，自动断电，稍等一段时间，仪器恢复后可继续演示，

　　实验拓展：

　　举例说明电弧放电的应用

　　大学物理实验预习报告篇5

　　一、演示目的

　　气体放电存在多种形式，如电晕放电、电弧放电和火花放电等，通过此演示实验观察火花放电的发生过程及条件。

　　二、原理

　　首先让尖端电极和球型电极与平板电极的距离相等。尖端电极放电，而球型电极未放电。这是由于电荷在导体上的分布与导体的曲率半径有关。导体上曲率半径越小的地方电荷积聚越多(尖端电极处)，两极之间的电场越强，空气层被击穿。反之越少(球型电极处)，两极之间的电场越弱，空气层未被击穿。当尖端电极与平板电极之间的距离大于球型电极与平板电极之间的距离时，其间的电场较弱，不能击穿空气层。而此时球型电极与平板电极之间的距离最近，放电只能在此处发生。

　　三、装置

　　一个尖端电极和一个球型电极及平板电极。

　　四、现象演示

　　让尖端电极和球型电极与平板电极的距离相等。尖端电极放电，而球型电极未放电。接着让尖端电极与平板电极之间的距离大于球型电极与平板电极之间的距离，放电在球型电极与平板电极之间发生

　　五、讨论与思考

　　雷电暴风雨时，最好不要在空旷平坦的田野上行走。为什么?

　　大学物理实验预习报告篇6

　　一、实验任务

　　精确测定银川地区的重力加速度

　　二、实验要求

　　测量结果的相对不确定度不超过5%

　　三、物理模型的建立及比较

　　初步确定有以下六种模型方案：

　　方法一、用打点计时器测量

　　所用仪器为：打点计时器、直尺、带钱夹的铁架台、纸带、夹子、重物、学生电源等.

　　利用自由落体原理使重物做自由落体运动.选择理想纸带，找出起始点0，数出时间为t的p点，用米尺测出op的距离为h，其中t=0.02秒×两点间隔数.由公式h=gt2/2得g=2h/t2，将所测代入即可求得g.

　　方法二、用滴水法测重力加速度

　　调节水龙头阀门，使水滴按相等时间滴下，用秒表测出n个（n取50—100）水滴所用时间t，则每两水滴相隔时间为t′=t/n，用米尺测出水滴下落距离h，由公式h=gt′2/2可得g=2hn2/t2.

　　方法三、取半径为r的玻璃杯，内装适当的液体，固定在旋转台上.旋转台绕其对称轴以角速度ω匀速旋转，这时液体相对于玻璃杯的形状为旋转抛物面

　　重力加速度的计算公式推导如下：

　　取液面上任一液元a，它距转轴为x，质量为m，受重力mg、弹力n.由动力学知：

　　ncosα-mg=0（1）

　　nsinα＝mω2x（2）

　　两式相比得tgα=ω2x/g，又tgα=dy/dx，∴dy=ω2xdx/g，

　　∴y/x=ω2x/2g.∴g=ω2x2/2y.

　　.将某点对于对称轴和垂直于对称轴最低点的直角坐标系的坐标x、y测出，将转台转速ω代入即可求得g.

　　方法四、光电控制计时法

　　方法五、用圆锥摆测量

　　所用仪器为：米尺、秒表、单摆.

　　使单摆的摆锤在水平面内作匀速圆周运动，用直尺测量出h（见图1），用秒表测出摆锥n转所用的时间t，则摆锥角速度ω=2πn/t

　　摆锥作匀速圆周运动的向心力f=mgtgθ，而tgθ=r/h所以mgtgθ=mω2r由以上几式得：

　　g=4π2n2h/t2.

　　将所测的n、t、h代入即可求得g值.

　　方法六、单摆法测量重力加速度

　　在摆角很小时，摆动周期为：

　　则通过对以上六种方法的比较，本想尝试利用光电控制计时法来测量，但因为实验室器材不全，故该方法无法进行；对其他几种方法反复比较，用单摆法测量重力加速度原理、方法都比较简单且最熟悉，仪器在实验室也很齐全，故利用该方法来测最为顺利，从而可以得到更为精确的值。

　　四、采用模型六利用单摆法测量重力加速度

　　重力加速度是物理学中一个重要参量。地球上各个地区重力加速度的数值，随该地区的地理纬度和相对海平面的高度而稍有差异。一般说，在赤道附近重力加速度值最小，越靠近南北两极，重力加速度的值越大，最大值与最小值之差约为1/300。研究重力加速度的分布情况，在地球物理学中具有重要意义。利用专门仪器，仔细测绘各地区重力加速度的分布情况，还可以对地下资源进行探测。

　　伽利略在比萨大教堂内观察一个圣灯的缓慢摆动，用他的脉搏跳动作为计时器计算圣灯摆动的时间，他发现连续摆动的圣灯，其每次摆动的时间间隔是相等的，与圣灯摆动的幅度无关，并进一步用实验证实了观察的结果，为单摆作为计时装置奠定了基础。这就是单摆的等时性原理。

　　应用单摆来测量重力加速度简单方便，因为单摆的振动周期是决定于振动系统本身的性质，即决定于重力加速度g和摆长l，只需要量出摆长，并测定摆动的周期，就可以算出g值。

　　实验器材：

　　单摆装置（自由落体测定仪），钢卷尺，游标卡尺、电脑通用计数器、光电门、单摆线

　　实验原理：

　　单摆是由一根不能伸长的轻质细线和悬在此线下端体积很小的重球所构成。在摆长远大于球的直径，摆锥质量远大于线的质量的条件下，将悬挂的小球自平衡位置拉至一边（很小距离，摆角小于5°），然后释放，摆锥即在平衡位置左右作周期性的往返摆动，如图2-1所示。

　　图2-1单摆原理图

　　摆锥所受的力f是重力和绳子张力的合力，f指向平衡位置。当摆角很小时（θ<5°），圆弧可近似地看成直线，f也可近似地看作沿着这一直线。设摆长为l，小球位移为x，质量为m，则

　　sinθ=

　　f=psinθ=-mg=-mx（2-1）

　　由f=ma，可知a=-x

　　式中负号表示f与位移x方向相反。