Origin 8.0软件在单摆实验中的应用

訾振发，于 淼，赵 敏，章韦芳，王明美

（合肥师范学院，安徽 合肥 230601）

单摆实验是大学物理实验中是一个经典的力学实验。近年来一些物理实验教学工作者已经对此实验进行了深入的研究，包括单摆周期的近似计算方 法 优 化［2－3］、实 验 装 置 改 进［4－6］和 大 角 度摆［7－11］。目前而关于Origin软件在单摆实验中的应用目前未见报道；另一方面，学生运用Origin软件进行实验数据处理时经常会出现错误，有关如何针对具体实验进行解决具体问题方面的工作还有待进一步研究。本文结合大学物理实验教学中的单摆实验，探讨Origin8.0软件［1］在实验数据处理方面的具体应用［12］，目的是为了提高大学物理实验教学的实际水平和计算机辅助科学实验的水平。

1 实验原理

一根不能伸缩的细线，上端固定，下端悬挂一个小球，当细线质量远小于小球质量，而且小球直径又远小于细线的长度时，就可以把重球看作是一个不计细线质量的质点。如果把悬挂的摆球自平衡位置拉至一边保持摆角q＜5°，摆球即在平衡位置左右作周期性摆动，这种装置称为单摆，如图1所示。

当摆角θ＜5°时，质点的运动可以近似地看作简谐振动，而简谐振动的动力学方程可归结为

图1 单摆受力分析示意图

因此单摆的运动周期

因为测量一个周期的相对误差较大，所以实验时测量连续摆动n个周期的时间t，即t＝nT，本实验中n＝10。

2 数据测量与处理

表1 摆角θ＜5°时摆线长l与周期T的表格

图2 使用Plot和Analysis命令处理数据的示意图

图3 周期平方T2与摆长l依赖关系

3 结 论

利用Origin 8.0作图软件对单摆实验数据进行线性拟合处理，通过图像斜率法计算了合肥本地的重力加速度，相对误差约为0.004%，大大减小了利用坐标纸手工绘图等人为因素造成的误差，极大程度地提高了工作效率，充分体现了该软件在单摆实验数据处理中快速和精确的特点。因此将Origin 8.0软件引入大学物理实验教学将有助于提高物理实验的教学质量和学生的学习效率。

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