用什麼儀器測量砝碼的重力
⑴ 測量力的大小的工具叫________常用來測量物體重力的儀器叫做_______這是根據_____________的道理製成的
測力計；彈簧測力計；在彈性限度內，彈簧伸長的長度與所受的拉力成正比。
老師給我們說的
⑵ 高中物理：與重力有關的測量儀器有哪些與重力有關的實驗呢
彈簧測力計 測拉力
天平 測質量
驗證機械能守恆 紙帶問題（有重物牽引的）
⑶ 為什麼要用彈簧測力計而不用天平來測量物體的重力呢，重量（重力）和質量有什麼不同啊
重量是質量乘以當地加速的用g表示，質量是物體的固有屬性，有質量的物體不一定有重量（比專如物體做自由落屬體運動時），天平測量物體質量時，是用砝碼的重力等於物體的重力，這時他們的質量是相同的，而彈簧測力計是用彈簧的伸長量來測量物體的重力，然後讀開始就畫上的刻度來讀出物體的質量，這個刻度是用標准質量的物體來進行標識的。同一個彈簧測力計在高原地區和平原地區用彈簧測力計測得的物體重量是不同的，但是天平測得的質量永遠是不變的
⑷ 彈簧測力計是專門用來測量物體重力的儀器嗎
不是，是用來測力的儀器，包括重力、拉力、浮力等。
⑸ 重力與重力測量儀器
王謙身
（中國科學院地質與地球物理研究所）
1 重力的概念與定義
1.1 重力的概念
人們知道在地球表面及附近空間的所有物體都具有重量，這是物體受重力作用的結果。如P點是地球上的任一點，在P點處有一質量為m的質點（物體），它受到質量為M的地球對質點m產生的引力F(M,m)，引力的方向是指向地心。同時，質點m還受到隨地球作繞其自轉軸轉動而產生的慣性離心力C(m)的作用。慣性離心力C(m)的方向是垂直於地球自轉軸指向外面。引力與慣性離心力的矢量合成的合力G(M,m)就是重力。
G(M,m)=F(M,m)+C(m)
地球物理儀器匯編及專論
存在重力作用效應的空間稱為重力場。
在地面上重力是隨地點和時間的不同而有所變化。其變化的原因主要有：
（1）地球不是一個圓球體，而是北極略凸、南極略凹的扁球體，同時地球自然表面是起伏不平的。
（2）地球內部的質量（密度）分布不均勻，這種不均勻是復雜的地質構造作用造成的。
（3）地球繞軸作自轉運動，繞太陽作公轉運動，月球繞地球運動。
地面質點不僅受地球物質的吸引，它還受到太陽、月亮等其他天體物質的吸引。運動中的地球在日、月引力的作用下，重力還會出現周期性的隨時間而變的微小變化。
因此，人們不僅可以利用不同地點的重力變化來研究地球內部的地質構造，也可以利用不同時間的重力變化來研究地質構造運動。
為紀念第一個測定重力加速度的科學家伽利略，將重力的絕對單位（CGS制）定為「伽」，以「Gal」表示，即：1cm/s2=1Ga（l伽）。在國際單位制（SI）中，重力的單位是m/s2，並以10－6m/s2為國際通用重力單位，簡寫為g.u.，即：
1m/s2=106g.u.
1Gal=104g.u.=10–2m/s2
1mGal=10g.u.=10–5m/s2
1μGal=10-2g.u.=10–8m/s2
1.2地球的重力及其數學表達式
設重力g在X,Y,Z三個坐標軸方向的分量為：g(x)，g(y)，g(z)
則重力g的數值可表達為：
g=[g(x)2＋g(y)2＋g(z)2]1/2
重力值在赤道處為最小，在南北極為最大。
引入重力位函數W，簡稱重力位。
地球物理儀器匯編及專論
引入重力位後，原來研究重力（矢量）的問題可以轉變為僅研究重力位（標量）問題，從而使計算工作得到了簡化。
重力g是重力位沿鉛垂方向的一階導數。
重力位二階偏導數就是重力在某一坐標軸方向的分量沿同一或另一坐標軸方向的變化：
Wxx，Wyy，Wzz，Wxy，Wxz，Wyz
此6個符號為重力位的六個二階偏導數的常用符號。經常使用的重力位二階偏導數有Wxz,Wyz兩個重力水平梯度和一個Wzz重力垂直梯度等三個重力位的二階偏導數。
重力位二階導數的單位，在（SI）制中，為1/s2。取10–9/s2為單位，稱為「厄缶」，用符號E表示。這是為紀念發明測量重力位二階導數的儀器－扭秤的匈牙利物理學家Etvos而命名的。即：
1E=10–9/s2=10–9Gal/cm
重力位的三階導數，尚無直接測定其數值的儀器。但可由重力位二階導數換算得到。重力位的三階導數異常對淺而小的地質體的反映，較重力位二階導數異常更為突出。
重力位共有10個三階偏導數，其相應的符號為：
Wxxx，Wyyy，Wzzz，Wxxy，Wxxz，Wxyy，Wxzz，Wyyz，Wyzz，Wxyz
經常使用的重力位三階導數是Wzzz。
地球物理儀器匯編及專論
重力位三階導數的單位是1/ms2，記為MKS。
1MKS=1/ms2
經常用：
10–9MKS=1nMKS
2 重力測量儀器
地球科學、海洋科學、航天科學、國防科學為了所需要的重力場和重力數據和資料，就必須進行陸地、海上、水下、空中以及衛星的重力測量。因此，重力測量是重力學的一個重要環節。重力測量儀器是實現重力測量的工具。
中國地球物理學界的元老顧功敘院士生前多次教導說「：觀測、實驗是地球物理學研究的基礎」。
2.1 絕對重力儀——測量任一地點的絕對重力數值的重力儀器
2.1.1 絕對重力測量原理
現今，測量絕對重力數值一般應用自由落體方法：其原理是利用測量自由落體下落時，測得在不同時刻的下落時間ti和下落距離Si後，由計算可求得絕對重力數值g。
眾所周知，物理學給出自由落體的運動方程式為：
地球物理儀器匯編及專論
由此，可以解得：
地球物理儀器匯編及專論
式中：T1=t2–t1，T2=t3–t1，S1=l2–l1，S2=l3–l1
地球物理儀器匯編及專論
由於絕對重力測量是建立在國家長度和時間基準（高穩定激光波長和原子鍾）的基礎上，該測量不受時間、地域的限制，也沒有相對重力儀的漂移問題。直到現在，絕對重力測量仍然是相對重力測量的基礎。相對重力測量的起始點必須與絕對重力點相連，才能獲得正確的重力值。
我國絕對重力儀研製，1965年中國計量科學院開始著手研究。1970年國家科委向中國計量科學院下達了於1975年要完成100微伽不確定度絕對重力儀的研製任務。並於1975年按期完成任務。使用該成果，測量了北京的絕對重力值後，發現我國由蘇聯引入的波茨坦重力系統，存在13.5毫伽的系統誤差。1975年總參測繪局根據中國計量科學院的絕對重力點數據發文修改全國使用的重力數據。
目前只有中、美、俄、意研製的絕對重力儀達到了10-9的水平（微伽級）。美國Micro-g公司是目前全球唯一生產製造高精密可移激光絕對重力儀的公司，它生產的FG－5型激光絕對重力儀的測量精度是2微伽。
中國NIM型可移激光絕對重力儀
美國FG–5型絕對重力儀
絕對重力儀原理
2.1.2 激光絕對重力儀的小型化
Micro-g公司的FG5-L型激光絕對重力儀是世界上最小的商品化激光絕對重力儀。2001年美國JILA研究所已研製成功更小的、下落距離僅30mm的凸輪式絕對重力儀，每秒鍾可測量3次，測量精度可達10微伽。
FG-5系統簡圖
2.1.3 A10-全天侯的野外作業用絕對重力儀
絕對重力儀必須能適應野外作業的工作條件，才能得到更廣泛的應用和市場。1998年Micro-g公司研製成功全天侯的A10絕對重力儀。它在10分鍾內就可在野外安裝、調正完畢。在汽車上進行測量操作。20分鍾內完成測量。精度10微伽。A10直接在野外獲得絕對重力值，不用已知重力點作參考，沒有漂移，不用進行閉環測量，大大節省了測量時間。
A10-全天侯的野外作業用絕對重力儀
2.1.4 絕對重力梯度儀
2001年Micro-g公司開發出了絕對重力梯度的原型，測量精度為20EU。多個實驗室對儀器進行性能測試和數據分析，儀器5分鍾測量的靈敏度為5EU，儀器的絕對精度大約為12EU。
2001年11月中國計量科學院量子部重力室的科研人員用我國自己研製的NIM-2型絕對重力儀也做了一次絕對重力梯度測量的靜態實驗研究，測量結果的精度為60EU。
絕對重力梯度儀的原型
2.2 相對重力儀
測量任一地點與另一地點之間的相對重力數值的重力儀器。
國產Z–400型石英彈簧重力儀
該儀器的感測器用石英製成，採用零點讀數，並設有精密的溫度補償裝置。Z–400型重力儀可廣泛用於地質構造和礦產的重力勘探（包括重力普查、重力詳查和區域重力測量）。主要特點：精度高、重量輕、體積小、操作簡單、攜帶方便等。主要技術指標：讀數精度：±0.01毫伽，觀測精度：ε≤±0.03毫伽，計數器讀數范圍：0～3999.9格，格值：0.09～0.11毫伽/格，測程范圍：>5000毫伽，亮線靈敏度：1.6～2.0毫伽，混合零點位移：≤±0.1毫伽/小時，格值線性度：≤1/1000，儀器重量：4.5kg，包裝箱尺寸：300mm×285mm×570mm，包裝箱和儀器總重量：10kg。
感測器類型：無靜電熔凝石英
讀數解析度：1microGal
標准差：5microGal
測量范圍：8000mGal，不用重置，長期漂移（靜態）<0.02mGal/day
自動補償傾斜范圍：200″
波動范圍：20g以上的沖擊，通常<5microGal
自動修正：潮汐、儀器傾斜、溫度、雜訊、地震雜訊
尺寸：30cm×21cm×22cm
重量（含電池）：8kg
電池容量：2×6Ah(10.78V)袖珍鋰電池功耗25℃時4.5W
工作溫度：–40～+45℃
環境溫度修正：通常0.2microGal/℃
大氣壓力修正：通常0.15microGal/kPa
磁場修正：通常1microGal/Gauss(微伽/高斯)
內存：快閃記憶體技術，數據安全標准：1MB，可擴展至12MB
時鍾：內置，日、月、年、時、分、秒
鋰電池：連續供電
數字化數據輸出：RS-232C及USB介面
加拿大CG–5型石英彈簧重力儀
美國拉科斯特金屬彈簧重力儀
讀數解析度：1microGal(D型)
測量范圍：7000mGal(G型)，200mGal(D型)
重量：3.2kg，箱重6kg。尺寸：20cm～18cm～25cm
性能與拉科斯特型相同，增加數字化數據處理系統。
2.3 超導重力儀
利用在絕對零度下載流線圈無電能損耗，可流過極穩定的電流，產生極穩定的磁場。在其中放置鋁殼鍍鉛的空心球的超導體。它受重力與磁場的反作用形成平衡而極穩定地浮在空中。
在重力發生變化時，該球也上下移動。用電容電橋感測器檢測該球的位移，以折算其重力的變化。由於其穩定性好、靈敏度高、無彈性疲勞和流變性。精度可達1微伽或更高。
美國貝爾雷斯金屬彈簧重力儀
超導重力儀的結構
GWA超導重力儀
2.4 不同方式的重力測量
（1）航空重力測量：應用專用的航空重力儀。
地球物理儀器匯編及專論
（2）海洋重力測量：應用專用的海洋重力儀。
地球物理儀器匯編及專論
（3）衛星重力測量：應用專用的測量重力衛星。
GRACE衛星——重力測量與氣候實驗衛星
GRACE重力衛星提供的全球重力異常圖
GOCE衛星——地球重力場與海洋環流探測衛星
GOCE重力衛星提供的全球重力梯度異常分布圖
3 重力探測在國家經濟、國防建設與社會中的應用和作用
在國家經濟、社會生活、軍事與國防方面，應用各類重力儀器（絕對重力儀、相對重力儀、超導重力儀等）進行各種不同目的、不同任務的重力測量，提供各種不同需要的重力信息。主要有以下方面：
（1）大地構造分區、區域地質構造研究與構造單元劃分；
（2）深部地殼構造研究；
（3）礦產資源分布與遠景研究；
（4）油氣及礦產資源勘探；
（5）大型工程基礎的探測；
（6）天然洞穴的探查；
（7）地震災害、火山災害的動態監測；
（8）地下建築物(考古方面)的探查；
（9）地下異常密度微型物體、管道、涵洞的探查；
（10）空間引力異常、引力性質的探索；
（11）軍事與國防（陸軍、海軍、空軍、二炮、軍測）；
（12）航空與航天（探月及行星等）。
⑹ 要想比較精確地測量物體運動的瞬時速度，應該採用什麼器材什麼方法
實驗原理n 平均速度和瞬時速度的測量做直線運動的物體在 時間內的位移為，則物體在時間內的平均速度為 (1)當時，平均速度趨近於一個極限，即物體在該點的瞬時速度。我們用來表示瞬時速度， (2)實驗上直接用上式測量某點的瞬時速度是很困難的，一般在一定誤差范圍內，用極短的內的平均速度代替瞬時速度。n 勻速直線運動若滑塊受一恆力，它將做勻變速直線運動，可採用在導軌一端加一滑輪，通過滑輪旋一重物在滑塊上，也可以把氣墊導軌一端墊高成一斜面來實現。採用前者可改變外力，不但可測得加速度，還可以驗證牛頓第二定律。採用後者，因在測量過程中受外界干擾較小，測量誤差較小，在測量加速度的基礎上，還可以測量當地的重力加速度。勻變速運動方程如下： (3) (4) (5)在斜面上物體從同一位置由靜止開始下滑，若測得不同位置處的速度為相應的時間為 以為橫坐標，為縱坐標作圖，如果圖線是一條直線，證明物體作勻加速直線運動，圖線的斜率為加速度,截距為。同樣把對應處的測出，作圖和圖，若圖線是直線，則物體作勻加速直線運動，斜率分別為和，截距分別為和。n 重力加速度的測定如圖4.1.1-1所時，h為墊塊的高度，L為斜面長，滑塊沿斜面下滑的加速度為 (6) (7)n 驗證牛頓第二定律設運動物體的總質量為，作用力為，假設其他耗散力如摩擦力、空氣阻力、氣墊粘滯力可忽略不計，這時牛頓第二定律可表示為 (8)若保持不變，改變，應為一常量，即增大，同時增大；減小，同時減小。若保持不變，改變，則應為一常量，即增加，即減小。因此，只要在實驗中滿足上述條件，即可驗證牛頓第二定律。 答案補充 實驗內容n 勻變速運動中速度與加速度得測量 答案補充 l 先將氣墊導軌調平，然後在一端單腳螺絲下置一墊塊，使導軌成一斜面。l 在滑塊上裝上U型擋光片，在導軌上置好光電門，打開計時裝置。l 使滑塊從距光電門處自然下滑，做初速度為零的勻加速運動，記下擋光時間 ，重復三次。l 改變s，重復上述測量。l 測量，墊塊高h及斜面長L。l 用最小二乘法對進行直線擬合，並求出的標准誤差。l 用坐標紙作曲線，求，與最小二乘法所得結果進行比較，並計算g。n 驗證牛頓第二定律將墊塊取出，時導軌處於水平狀態。用細線將砝碼盤通過滑輪與滑塊相連。若滑塊質量為，砝碼盤和盤中砝碼的質量為，滑輪等效質量（約為0.30g），砝碼盤、盤中砝碼和滑塊上的砝碼的總質量為，則此時牛頓第二定律方程為 (9) 答案補充 改變，使分別為2.00g,4.00g,6.00g,8.00g,10.00g時（每次剩餘砝碼要放在滑塊上），測量在不同力的作用下，通過光電門的瞬時速度，再由，求出。作曲線，由斜率求出物體的總質量。 設計性內容 n 利用斜面驗證牛頓第二定律。F不變，改變m，應怎樣做？m不變，改變F又該怎樣做？ 實驗重點n 掌握利用氣墊技術精確地測定物體的平均速度、瞬時速度、加速度及當地的重力加速度。n 通過物體沿斜面的自由下滑運動來研究勻變速運動的規律和驗證牛頓第二定律。實驗中如何滿足運動物體的總質量不變，此時改變作用力F,F/a 為一常量。
⑺ 怎麼測量重力加速度，方法有哪些
測量重力加速度的方法常用的有以下幾種：
一、用彈簧秤和已知質量的鉤碼測量
將已知質量為m的鉤碼掛在彈簧秤下，平衡後，讀數為G.利用公式G=mg得g=G/m。
二、用滴水法測重力加速度
調節水龍頭閥門，使水滴按相等時間滴下，用秒錶測出n個（n取50—100）水滴所用時間t，則每兩水滴相隔時間為t′=t/n，用米尺測出水滴下落距離h，由公式h=gt′2/2可得g=2hn2/t2.
三、用圓錐擺測量.所用儀器為：米尺、秒錶、單擺.
如圖所示.用天平測出整套裝置的質量M，測力計質量不計，用測力計拉著小車在光滑的水平面上作勻加速運動時，測力計讀數為F，重錘線與豎直方向夾角為α，整套裝置的加速度為a=F/M，擺球受重力mg和繩子張力T，其合力產生加速度a.即mgtgα=ma，因為g=a/tgα=F/Mtgα，將所測F、M、α代入即可求得g。
⑻ （1）某同學利用測力計研究在豎直方向運行的電梯運動狀態，他在地面上用測力計測量砝碼的重力，實數是G，
|
⑼ 測量重力加速度的儀器有哪些
如果使用單擺測重力加速度,需要不可伸長的細線,小球,刻度尺,游標卡尺,秒錶 熱點內容
|