利用自由落體(條形物體)測(cè)定重力加速度,比體測(cè)量準(zhǔn)確.方便.配有數(shù)字毫秒計(jì),五位半數(shù)顯.

實(shí)驗(yàn)：驗(yàn)證自由落體運(yùn)動(dòng)是初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)。

（1）實(shí)驗(yàn)原理：初速度為零的自由落體運(yùn)動(dòng)其公式
(1)
如果物體下落的時(shí)間取：t1:t2:t3=1:2:3，則下落的距離就會(huì)得出：h1:h2:h3=1:4:9。
（2）實(shí)驗(yàn)操作：儀器與計(jì)時(shí)器連接好，接通計(jì)時(shí)器電源，將計(jì)時(shí)器的電磁鐵開(kāi)關(guān)撥到“吸”位置上，電磁鐵通電，將鋼吸住，（注意鋼應(yīng)吸在電磁鐵的中心處）。同步開(kāi)關(guān)撥到“放”位置時(shí)，切斷電磁鐵電源，鋼自由下落，計(jì)時(shí)器同步計(jì)時(shí)，當(dāng)鋼通過(guò)兩個(gè)光電門(mén)后計(jì)時(shí)器自動(dòng)停止計(jì)時(shí)，并循環(huán)顯示出鋼下落的時(shí)間t。
實(shí)驗(yàn)中，依次移動(dòng)光電門(mén)，使光電門(mén)的中凹形槽底邊對(duì)準(zhǔn)立柱標(biāo)尺的10cm，40cm，90cm處，分別測(cè)出下落的時(shí)間t1、t2、t3，每個(gè)時(shí)間測(cè)五次取平均值。如果可以得到h1:h2:h3=1:4:9對(duì)應(yīng)的下落時(shí)間t1:t2:t3=1:2:3的關(guān)系，驗(yàn)證了自由落體運(yùn)動(dòng)是初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)。

實(shí)驗(yàn)二：測(cè)量重力加速度g值。
（1） 實(shí)驗(yàn)原理：根據(jù)自由落體運(yùn)動(dòng)公式(1)h=gt2/2可以得到
(2)
只要測(cè)出物體下落的距離h和對(duì)應(yīng)的下落時(shí)間t，就可以計(jì)算出重力加速度g值來(lái)。
（2）實(shí)驗(yàn)操作：將光電門(mén)移至標(biāo)尺100cm處，實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程同實(shí)驗(yàn)，分別測(cè)量五次，取平均值，將所測(cè)量的數(shù)據(jù)代入公式(2)，即可求出重力加速度g值。
這種實(shí)驗(yàn)方法簡(jiǎn)單、方便，但測(cè)得的重力加速度g值般誤差較大。原因：
a). h的測(cè)量有困難，h的起始點(diǎn)為鋼的直徑下沿，但當(dāng)鋼通過(guò)光電門(mén)時(shí)，不定正好是鋼的直徑下沿，很可能偏離些，帶來(lái)定的△h誤差。
b). 由于電磁鐵斷電的瞬間，電磁鐵有剩磁，鋼滯后下落，這就成了時(shí)間測(cè)量上的誤差。

實(shí)驗(yàn)三：初速度不為零且相等的自由落體實(shí)驗(yàn)法，測(cè)量g值。
（1）實(shí)驗(yàn)原理：為了減少電磁鐵剩磁和h測(cè)量的誤差對(duì)實(shí)驗(yàn)度帶來(lái)的影響，采用初速度不為零的自由落體運(yùn)動(dòng)，其公式h=V0t+gt2/2，見(jiàn)圖三。將兩個(gè)光電門(mén)分別置于A,B兩點(diǎn)處，鋼從零點(diǎn)開(kāi)始自由下落，設(shè)到達(dá)A點(diǎn)的速度為V0，再經(jīng)過(guò)時(shí)間t1后，鋼到達(dá)B點(diǎn)，AB兩點(diǎn)間的距離為h1，則有：
h1=V0t1+gt12/2

(3)
將光電門(mén)B下移段距離至B'點(diǎn)，重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)。設(shè)鋼從A點(diǎn)經(jīng)過(guò)時(shí)間t2到達(dá)B'點(diǎn)，AB'兩點(diǎn)間距離為h2，則有：
h1=V0t2+gt22/2

(4)
將式(4)×t1，式(3)×t2，兩式相減得：
h2t1-h1t2=g(t22t1-t12t2)/2
g=2(h2/t2-h1/t1)/(t2-t1) (5)
實(shí)驗(yàn)的相對(duì)誤差計(jì)算公式為：δ＝│g標(biāo)-g測(cè)│/g標(biāo)x100％…………… (6)
重力加速度的理論值g=980.094cm/s2
這樣實(shí)驗(yàn)的結(jié)果比實(shí)驗(yàn)二的多，與標(biāo)準(zhǔn)重力加速度的相對(duì)誤差可做到≤1％。