氣墊導(dǎo)軌上的實驗——彈簧振子的簡諧振動

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上實驗2.2 氣墊導(dǎo)軌上的實驗彈簧振子的簡諧振動 【實驗?zāi)康摹?、 測量彈簧振子的振動周期2、 求彈簧的勁度系數(shù)和有效質(zhì)量【實驗器材】氣墊導(dǎo)軌、滑塊、附加砝碼、彈簧、光電門、數(shù)字毫秒計。實驗裝置如教材圖2.2.3所示。導(dǎo)軌可以噴出氣流，在導(dǎo)軌表面和滑塊之間形成很薄的氣層，滑塊與軌面脫離，極大地減小了阻力?；瑝K上安裝擋光板，當滑塊通過光電門時，擋光板會遮攔光電門發(fā)出的光，以此計時。通過調(diào)節(jié)計時儀面板和光電插座上的開關(guān)，可以使毫秒計時器記錄從第一次遮光到底次遮光的時間【實驗原理】在彈性限度內(nèi)，彈簧的伸長量x與它所受的拉力成正比，即，為彈簧倔強系數(shù)，。以平衡位置為原點水平建立

2、坐標軸，則有，為彈簧伸長量即物塊的位置。若忽略空氣阻力，根據(jù)牛頓第二定律，其運動方程為：，令，則前面公式又可寫成：解得物塊的運動方程為：。說明物塊做簡諧振動，式中，為振幅，為初相位，叫做振動系統(tǒng)的固有圓頻率。周期 。在本實驗中是振動系統(tǒng)的有效質(zhì)量，是彈簧的有效質(zhì)量，是滑塊和砝碼的總質(zhì)量，是彈簧的倔強系數(shù)?！緦嶒瀮?nèi)容】1、 打開并調(diào)整儀器，使導(dǎo)軌處在水平位置，選擇適當?shù)暮撩胗嬓盘栠x擇指數(shù)，若直接測量一個周期，則（滑塊上有兩個擋板）。2、 將滑塊從平衡位置拉至光電門左邊某一位置后釋放，記錄。測量10次，數(shù)據(jù)保留5位有效數(shù)字。3、 將滑塊拉至光電門右邊，重復(fù)步驟2，數(shù)據(jù)記為，與取平均值即為振動周期。

3、4、 在滑塊上加2塊砝碼，重復(fù)步驟2、3，共加3次。每次加砝碼均須記錄砝碼編號以便稱量各自的質(zhì)量。5、 測量完畢，取下滑塊和彈簧，關(guān)閉氣源，切斷電源，整理好儀器。6、 稱量彈簧實際質(zhì)量與其有效質(zhì)量進行比較?！緦嶒灁?shù)據(jù)和表格】 m1m2m3m4次數(shù)TA/msTB/msTA/msTB/msTA/msTB/msTA/msTB/ms11848.91848.71942.71942.52032.22031.62115.02115.021848.91848.91942.91942.82032.62032.62115.22115.131849.11848.81943.11942.72032.62032.421

4、15.12115.041849.21848.91943.21943.02032.42032.42115.22115.251849.01849.11942.71942.82032.32032.32114.92115.561849.01848.81942.81943.22032.42032.52114.82115.571849.01848.81943.11943.22032.42032.22115.52115.381848.91849.01943.01943.12032.12032.72115.22115.191849.01848.71943.21942.92032.32033.02115.72114.9101848.81848.71943.11942.92032.32032.72115.22115.3平均值1848.981848.841942.981942.912032.362032.442115.182115.191848.91942.92032.4 2115.2第一次加的兩個砝碼質(zhì)量分別為17.480g 和17.750g第二次加的兩個砝碼質(zhì)量分別為17.641g 和 17.541g第三次加的兩個砝碼質(zhì)量分別為16.200g 和17.643g 測得滑塊質(zhì)量因此【數(shù)據(jù)處理】用逐差法處理數(shù)據(jù)彈簧有效質(zhì)量實際測得彈簧質(zhì)量21.104g，因此有效質(zhì)量與實