实验4.2 弹簧振子运动规律的实验研究-2015

三原子分子模型
晶体中的原子模型
[实验目的]
（1）通过本实验项目，学习和体验如何设计实 验方案, 用实验方法研究物理现象。 （2）获得弹簧振子运动规律和能量转换规律， 加深对简谐振动运动规律和能量变化规律的理解。 （3）学习作图法，正确地做出实验曲线和对实 验数据进行回归。
北 京 科 技 大 学 物 理 系
[实验测量内容与数据处理]
北 京 科 技 大 学 物 理 系
1.完成表 4.2-1测量 2.拍摄弹簧振子运动录像 3.完成表 4.2-2,4.2-3测量
实验4.2 弹簧振子运动规律的实验研究
北 京 科 技 大 学 物 理 系
[引言]
物体运动时，如果离开平衡位置的位移(或角 位移)按余弦(或正弦)的规律随时间变化，这种运 动称为简谐振动。简谐振动是最简单最基本的振动， 任何复杂的振动都可以分解为一些简谐振动的叠加。
北 京 科 技 大 学 物 理 系
（1）观察振动振幅对振动周期的影响： 选取一根弹簧和适当砝码质量，测量不同振 幅下弹簧振子振动50个周期的时间，观察振动振 幅对振动周期的影响。 （2）测量不同质量砝码挂在同一弹簧下时的振动 周期： 为了寻求周期T和质量m及劲度系数k之间的关 系，可以先固定k不变，找出周期与m之间的关系， 然后再固定m不变，找出周期与k之间的关系。
[实验仪器]
秒表，钩码（20g）（1个），砝码（每个 20g）（5个），支架和镜尺，劲度系数不同 的弹簧（4个），高速摄像机等。
北 京 科 技 大 学 物 理 系
[实验原理]
1.测量弹簧劲度系数k
胡克定律：在弹性限度内，弹簧的伸长x与所受
的拉力F成正比，即
F Kx
北 京 科 技 大 学 物wk.baidu.com理 系
(1)
比例系数K就是弹簧的倔强系数，它与材料的性质 及形状有关。
2.弹簧振子运动规律和能量变化规律研究实验
选取一根弹簧和适当砝码质量，用高速摄像机 拍摄弹簧振子振动过程。
北 京 科 技 大 学 物 理 系
弹簧振子运动规律研 究实验装置示意图
3.弹簧振子振动周期与弹簧劲度系数和振子 质量关系实验
北 京 科 技 大 学 物 理 系