物理实验惯性秤实验报告

合集下载

惯性秤实验报告

惯性秤实验报告

由图表可知,在误差允许范围内,所测数据绘制出的图表线性相关R2=0.9994,基本符

()
k
m
4
2
2
m
T
+
=
π
,误差原因是与钢带振动幅度有关;存在空气阻力。

思考题:
1.说明惯性秤的特点
惯性秤称量质量的最大特点是用振动法来测定物体惯性质量的装置;称量时秤台一定要严格地保持在水平方向运动,避免重力对运动的影响;所称物体的质量不宜过大。

2. 能否设想出其他的测量惯性质量的方案
在物体处于特定存在状态的时候,如果要改变这种存在状态,那么必然要对这个物体施加作用力,根据牛顿第二运动定律,我们可以得到,在物体所受到的作用力不变的情况下,物体的质量同加速度成反比。

我们只要测定了作用力的大小和物体加速度的大小,那么就可以确定物体的惯性质量。

3. 根据
()
k
m
4
2
2
m
T
+
=
π
,分析惯性秤的测量灵敏度,即
dm
T2
d
和那些因素有关?根据所
用周期测试仪的时间测量的分辨率,此惯性秤所能达到的质量灵敏度是多少(不考虑其他误差)。

秤臂的倔强系数k和秤台的质量有关,所能达到的灵敏度为0.01。

惯性称实验报告

惯性称实验报告

一、实验目的1. 掌握惯性秤测量物体质量的原理和方法;2. 学习惯性秤的定标和使用方法;3. 研究重力对惯性秤的影响;4. 分析惯性秤实验数据,验证实验原理。

二、实验原理惯性秤是一种利用物体惯性原理来测量物体质量的仪器。

当物体在惯性秤上受到一个加速度时,物体将产生一个惯性力,该力与物体的质量成正比。

通过测量惯性力的大小,可以计算出物体的质量。

实验原理公式如下:F = m a其中,F为惯性力,m为物体质量,a为加速度。

三、实验仪器1. 惯性秤一套;2. 光电控制数字计时器一台;3. 标准砝码若干;4. 待测物体;5. 米尺一把;6. 记录本及笔。

四、实验步骤1. 将惯性秤放置在水平面上,调整水平,确保实验过程中惯性秤处于水平状态;2. 使用米尺测量惯性秤的秤臂长度,记录数据;3. 将标准砝码放置在惯性秤的秤盘上,调整砝码位置,使惯性秤平衡;4. 使用光电控制数字计时器测量标准砝码的周期T,记录数据;5. 将待测物体放置在惯性秤的秤盘上,调整物体位置,使惯性秤平衡;6. 使用光电控制数字计时器测量待测物体的周期T,记录数据;7. 重复步骤5和6,共进行n次测量,记录数据;8. 根据实验数据,计算待测物体的质量。

五、实验数据及处理1. 标准砝码周期T1:0.5秒2. 待测物体周期T2:0.6秒3. 实验次数n:5次根据实验数据,计算待测物体的质量:m = (F / a) = (T1 / T2) m1其中,m1为标准砝码质量,取值为1kg。

计算结果如下:m = (0.5 / 0.6) 1kg = 0.833kg六、实验结果与分析1. 实验结果表明,待测物体的质量为0.833kg,与理论计算值基本一致;2. 实验过程中,重力对惯性秤的影响较小,可忽略不计;3. 实验过程中,测量误差主要来源于光电控制数字计时器的测量精度和惯性秤的平衡调整。

七、实验结论1. 通过本次实验,掌握了惯性秤测量物体质量的原理和方法;2. 熟悉了惯性秤的定标和使用方法;3. 了解重力对惯性秤的影响,为后续实验提供了理论依据;4. 通过实验数据的处理与分析,验证了实验原理的正确性。

惯性测质量实验报告

惯性测质量实验报告

一、实验目的1. 了解惯性测质量的基本原理和方法。

2. 掌握使用惯性秤进行物体质量测量的操作步骤。

3. 通过实验,验证牛顿第二定律在质量测量中的应用。

二、实验原理惯性测质量实验基于牛顿第二定律,即物体的加速度与作用力成正比,与物体的质量成反比。

通过测量物体在惯性秤上的振动周期,可以计算出物体的质量。

三、实验仪器1. 惯性秤2. 标准质量块3. 秒表4. 秒尺5. 计算器四、实验步骤1. 准备工作:将惯性秤放置在水平桌面上,确保其稳定。

将标准质量块放置在秤台上,调节游码,使横梁水平。

2. 测量标准质量块周期:将秒表置于易于观察的位置,使用秒尺测量标准质量块在惯性秤上的振动周期。

重复测量三次,求平均值。

3. 测量待测物体周期:将待测物体放置在秤台上,调节游码,使横梁水平。

使用秒表和秒尺测量待测物体在惯性秤上的振动周期。

重复测量三次,求平均值。

4. 计算质量:根据标准质量块的周期和待测物体的周期,利用公式计算待测物体的质量。

五、实验数据及处理1. 标准质量块周期(s):T1 = 0.5s,T2 = 0.6s,T3 = 0.55s;平均值T = (0.5 + 0.6 + 0.55) / 3 = 0.55s。

2. 待测物体周期(s):T1' = 0.4s,T2' = 0.45s,T3' = 0.43s;平均值T' = (0.4 + 0.45 + 0.43) / 3 = 0.433s。

3. 标准质量块质量(kg):m = 0.5kg。

4. 待测物体质量(kg):根据公式m' = (m T') / T,代入数据计算得待测物体质量m' = (0.5 0.433) / 0.55 ≈ 0.39kg。

六、实验结果分析通过实验,我们得到了待测物体的质量为0.39kg。

与实际质量存在一定的误差,这可能是由于以下原因:1. 惯性秤的精度有限,存在一定的误差。

2. 测量过程中,秒表和秒尺的读数误差。

惯性秤实验报告数据处理

惯性秤实验报告数据处理

惯性秤实验报告数据处理惯性秤实验报告数据处理引言:惯性秤是一种常用的物理实验仪器,用于测量物体的质量。

在实验中,我们通过测量物体在不同条件下的加速度,进而计算出物体的质量。

本文将对惯性秤实验的数据处理方法进行探讨,以帮助读者更好地理解和应用这一实验技术。

1. 实验原理惯性秤的工作原理基于牛顿第二定律,即力等于质量乘以加速度。

在实验中,我们通过给物体施加一个恒定的力,然后测量物体的加速度,从而计算出物体的质量。

为了保证实验的准确性,我们需要注意以下几点:- 保持施加的力恒定不变;- 测量物体的加速度时,要确保物体处于自由下落状态,即只受重力作用。

2. 数据采集与处理在进行惯性秤实验时,我们需要测量物体在不同条件下的加速度,并记录下相应的数据。

为了提高数据的准确性,我们可以进行多次实验,并取平均值作为最终结果。

以下是一种常用的数据采集与处理方法:2.1 数据采集首先,我们需要选择一种合适的数据采集设备,如加速度计或运动传感器。

将该设备与惯性秤连接,并将其固定在物体上。

然后,我们可以通过连接的电脑或其他数据采集设备,实时记录物体的加速度数据。

在进行实验时,要确保物体处于自由下落状态,并保持施加的力恒定。

2.2 数据处理在完成数据采集后,我们需要对数据进行处理,以得到最终的结果。

以下是一种常用的数据处理方法:2.2.1 数据筛选首先,我们需要对采集到的数据进行筛选,去除可能存在的异常值。

可以通过观察数据的变化趋势,排除那些明显与其他数据差异较大的数值。

2.2.2 数据平均为了提高数据的准确性,我们可以对多次实验的数据进行平均。

将每次实验得到的加速度数据相加,然后除以实验次数,即可得到平均加速度。

2.2.3 计算质量根据牛顿第二定律的公式 F = ma,我们可以通过已知的施加力和平均加速度,计算出物体的质量。

将施加力除以平均加速度,即可得到物体的质量。

3. 实验误差与精度分析在进行惯性秤实验时,由于各种因素的影响,我们无法完全避免误差的产生。

惯性称的实验报告

惯性称的实验报告

一、实验目的1. 理解惯性秤的工作原理;2. 掌握惯性秤的定标和使用方法;3. 研究重力对惯性秤的影响;4. 通过实验验证牛顿第二定律。

二、实验原理惯性秤是一种利用物体惯性来测量物体质量的仪器。

根据牛顿第二定律,物体的加速度与作用力成正比,与物体的质量成反比。

当物体受到外力作用时,会产生加速度,而物体的惯性使得其保持原有状态。

通过测量物体受到外力作用时的加速度,可以计算出物体的质量。

三、实验仪器1. 惯性秤;2. 光电控制数字计时器;3. 钢丝;4. 砝码;5. 米尺;6. 计算器。

四、实验步骤1. 检查惯性秤是否水平,确保实验结果的准确性;2. 使用米尺测量惯性秤的长度,记录数据;3. 将光电控制数字计时器固定在惯性秤上,确保计时器与惯性秤的运动方向一致;4. 在惯性秤的一端挂上钢带,另一端挂上砝码,使钢带水平;5. 使用计时器记录钢带振动的时间,计算振动周期;6. 改变砝码的质量,重复步骤5,记录不同质量下的振动周期;7. 根据振动周期,计算不同质量下的加速度;8. 利用牛顿第二定律,计算不同质量下的惯性;9. 分析重力对惯性秤的影响,计算误差。

五、实验数据及处理1. 惯性秤长度:L = 1.00 m;2. 钢带振动周期:T1 = 0.20 s,T2 = 0.25 s,T3 = 0.30 s;3. 砝码质量:m1 = 0.10 kg,m2 = 0.15 kg,m3 = 0.20 kg;4. 计算加速度:a1 = 2π/T1^2,a2 = 2π/T2^2,a3 = 2π/T3^2;5. 计算惯性:I1 = m1a1,I2 = m2a2,I3 = m3a3;6. 计算误差:误差 = (I3 - I1 - I2) / I1 100%。

六、实验结果与分析1. 通过实验,我们验证了牛顿第二定律的正确性;2. 在实验过程中,我们发现重力对惯性秤的影响较小,可以忽略不计;3. 实验误差主要来源于钢带振动幅度的测量和计时器的精度。

物理惯性称实验报告

物理惯性称实验报告

一、实验目的1. 了解惯性称的工作原理及测量方法。

2. 测定物体的惯性质量。

3. 掌握实验数据处理及误差分析的方法。

二、实验原理惯性称是一种测量物体惯性质量的仪器。

它利用弹性振动体的振动周期与物体的惯性质量成正比的关系,通过测量振动周期来确定物体的惯性质量。

实验原理公式如下:T = 2π√(m/k)其中,T为振动周期,m为物体的惯性质量,k为弹性系数。

三、实验仪器1. 惯性秤及附件一套2. 光电控制数字计时器3. 米尺4. 天平公用四、实验步骤1. 将惯性秤置于水平面上,调整水平仪,确保惯性秤处于水平状态。

2. 使用天平称量空秤的质量m0,并记录。

3. 将待测物体放置在惯性秤的秤台上,使用天平称量物体的质量m1,并记录。

4. 打开光电控制数字计时器,启动惯性秤,当振动体A达到最大振幅时,启动计时器,记录振动周期T0。

5. 重复步骤3和4,分别记录振动周期T1和T2。

6. 关闭惯性秤,整理实验器材。

五、数据处理及误差分析1. 计算空秤的弹性系数k:k = (m0/T0)²2. 计算物体的惯性质量m:m = (m1/T1)² k3. 计算实验误差:(1)系统误差:由于实验仪器及测量方法等因素的影响,实验结果可能存在一定的系统误差。

为减小系统误差,应确保实验仪器准确可靠,并严格按照实验步骤进行操作。

(2)随机误差:实验过程中,由于操作者的主观因素和实验环境的随机波动,实验结果可能存在一定的随机误差。

为减小随机误差,应多次重复实验,并取平均值。

4. 计算实验结果及误差:(1)计算空秤的弹性系数k及物体的惯性质量m。

(2)计算实验误差。

六、实验结果与分析1. 实验结果:(1)空秤的弹性系数k = ...(数值)(2)物体的惯性质量m = ...(数值)2. 分析:(1)根据实验结果,可以得出惯性秤的工作原理及测量方法。

(2)通过实验,可以验证物体惯性质量与振动周期的关系。

(3)实验过程中,可能存在一定的误差,但通过多次重复实验,可以减小误差,提高实验结果的准确性。

普通物理试验报告:惯性秤-提交试验报告

普通物理试验报告:惯性秤-提交试验报告

普通物理试验报告:惯性秤-提交试验报告实验目的:1. 了解惯性秤的原理和构造;2. 学会用惯性秤测量物体的重量;3. 掌握分析惯性秤的失误并减小误差的方法。

实验原理:惯性秤是一种利用牛顿第二定律实现物体质量测量的仪器。

它的原理是:当一个物体受到外力时,它会发生加速度,而加速度大小与其受到的力成正比,与物体的质量成反比。

因此,只要我们能够测量出物体受到的力和加速度,就能够求出物体的质量。

惯性秤的构造如下图所示:它由一组固定在支架上的重物和一个通过螺丝固定在重物下面的盆子组成。

将待测物体放在盆子中,当秤被向下振动时,盆子会跟随秤的振动而向下移动,因为秤的下降会拉伸弹簧,使它产生恢复力,最终盆子以一个较小的加速度向下运动。

这时我们就可以根据牛顿第二定律F=ma(力等于物体质量乘以加速度)求出物体的质量。

实验步骤:1. 在实验室环境下设置惯性秤,调整秤的平衡,使它在无负载情况下能够保持水平。

2. 清洁盆子并将待测物体放入盆中,记录下物体的重量。

3. 让一个人拿住惯性秤的支架,另一个人将盆子轻轻往下推,制造一定的向下加速度。

4. 观察秤动的振幅,根据振幅的大小计算出物体受到的力(力等于质量乘以加速度的大小)。

5. 根据测得的力和盆子的加速度,计算出物体的质量。

实验数据记录:物体质量:10.02克秤动的振幅:0.1cm分析与讨论:在实验中,我们发现惯性秤的测量结果受到多种因素的影响,主要有以下几点:1. 空气阻力的影响:由于秤的下落速度不大,空气阻力可能导致物体加速度的测量误差较大。

2. 摩擦力的影响:盆子在秤体中的摩擦力会降低秤的振幅,从而影响重力的测量结果。

3. 弹簧的非线性响应:弹簧在伸长时的回复力不一定是线性的,对于不同大小的力,它的回复力可能不同,从而影响秤的准确性。

为了减小测量误差,我们可以采取以下措施:1. 保持实验室环境干净、干燥,减少空气阻力的影响;2. 定期清洁盆子,加少摩擦力的影响;3. 选用质量优良的弹簧,并测量它的线性响应,以提高秤的准确性。

惯性秤实验报告数据处理

惯性秤实验报告数据处理

惯性秤实验报告数据处理
实验目的:
通过使用惯性秤,了解惯性定律对物体运动的影响,并探究惯性力的大小和方向。

实验器材:
惯性秤、弹簧、小球、滑轮、测力计。

实验原理:
惯性秤是一种用于测量惯性力的仪器。

在匀速直线运动中,物体会受到惯性力的影响,惯性力的大小和方向取决于物体的速度和运动方向。

通过使用惯性秤,可以探究惯性力的大小和方向,并验证惯性定律的存在。

实验步骤:
1.将一端固定的弹簧系在墙壁上,另一端挂上小球。

2.将小球拉至一定高度,释放小球。

3.在滑轮上绕绳子,一端挂着小球,另一端挂测力计。

4.将测力计读数,记录下来。

5.重复以上步骤3-4,取多组数据。

实验数据:
以一组数据为例:
小球的重量 W = 0.1N
小球自由落体时间 t= 1.04s
测力计读数 F = 1.04N
经数据处理得到的惯性力大小:
F' = F - W = 0.94N
实验结论:
通过实验数据处理,我们得出惯性力的大小为0.94N。

这说明在小球下落运动过程中,惯性力的大小与物体的质量成正比。

同时,惯性力的方向与小球下落的运动方向相反,符合惯性定律的描述。

实验不足:
由于我们的测量精度和仪器的限制,数据存在一定的误差。

同时,我们只针对小球的自由下落情况进行实验,对其他物体的运动情况尚未进行探究。

改进建议:
通过改进测量仪器和增加测量次数,能够提高实验数据的准确度。

同时,可以对其他不同形状和材质的物体进行实验,验证惯性定律对不同物体运动的影响。

惯性现象实验报告

惯性现象实验报告

1. 了解惯性的概念和性质。

2. 通过实验验证惯性的存在和作用。

3. 掌握惯性现象实验的基本操作和数据处理方法。

二、实验原理惯性是物体保持其静止状态或匀速直线运动状态的性质。

根据牛顿第一定律,物体在没有外力作用下,会保持静止或匀速直线运动。

本实验通过观察不同物体在受到外力作用后的运动状态变化,验证惯性的存在和作用。

三、实验仪器与材料1. 实验台2. 惯性秤3. 钢球、木球、橡胶球各一个4. 小车、轨道各一个5. 滑轮、绳子、砝码各一个6. 秒表、刻度尺各一个四、实验步骤1. 将惯性秤放置在水平桌面上,调整至水平。

2. 将钢球、木球、橡胶球分别放在惯性秤上,观察它们的静止状态。

3. 用手轻轻推动钢球、木球、橡胶球,观察它们的运动状态。

4. 记录不同球体在受到外力作用后的运动距离和速度。

5. 将小车放在轨道上,用绳子将小车与滑轮相连。

6. 在滑轮上挂上砝码,使小车受到一定拉力。

7. 释放小车,观察小车在受到拉力作用后的运动状态。

8. 记录小车在受到拉力作用后的运动距离和速度。

1. 钢球、木球、橡胶球的静止状态:钢球:静止木球:静止橡胶球:静止2. 钢球、木球、橡胶球在受到外力作用后的运动状态:钢球:运动距离为10cm,速度为2cm/s木球:运动距离为8cm,速度为1.6cm/s橡胶球:运动距离为5cm,速度为1cm/s3. 小车在受到拉力作用后的运动状态:运动距离为30cm,速度为0.6cm/s六、数据处理与分析1. 根据实验数据,可以得出以下结论:(1)钢球、木球、橡胶球在受到外力作用后,都表现出惯性现象,即保持原来的静止状态或匀速直线运动状态。

(2)在相同的外力作用下,不同物体的运动状态有所不同,这可能与物体的质量、形状等因素有关。

(3)小车在受到拉力作用后,表现出匀加速直线运动,这与牛顿第二定律相符。

2. 分析误差来源:(1)实验过程中,由于观察和测量误差,导致数据存在一定偏差。

(2)实验器材的精度和稳定性可能影响实验结果。

物理惯性秤实验报告

物理惯性秤实验报告

一、实验目的1. 掌握惯性秤的原理和构造,了解其工作原理。

2. 学习使用惯性秤测量物体质量的原理和方法。

3. 通过实验验证牛顿第二定律,研究重力对惯性秤的影响。

二、实验原理惯性秤是一种利用惯性力测量物体质量的仪器。

其原理基于牛顿第二定律,即物体所受的合外力等于其质量与加速度的乘积。

当物体受到外力作用时,其加速度与外力成正比,与质量成反比。

通过测量物体在加速度作用下的质量变化,可以计算出物体的质量。

三、实验仪器1. 惯性秤及附件一套2. 光电控制数字计时器3. 待测物体4. 天平5. 量筒6. 计时表四、实验内容1. 惯性秤的定标(1)将惯性秤置于水平位置,调整底座使其平衡。

(2)将光电控制数字计时器连接至惯性秤,并打开电源。

(3)使用天平测量待测物体的质量,记录数据。

(4)将待测物体置于惯性秤的测量台上,启动计时器,记录物体在加速度作用下的运动时间。

(5)根据测量结果,计算物体在加速度作用下的质量变化,得到物体的实际质量。

2. 重力对惯性秤的影响(1)将待测物体置于惯性秤的测量台上,启动计时器,记录物体在加速度作用下的运动时间。

(2)在物体上悬挂不同重量的砝码,重复上述步骤,记录每次测量结果。

(3)分析重力对惯性秤的影响,验证牛顿第二定律。

五、数据处理及结论1. 根据实验数据,计算待测物体的实际质量。

2. 分析重力对惯性秤的影响,验证牛顿第二定律。

实验结果表明,随着物体质量的增加,其在加速度作用下的运动时间也相应增加,符合牛顿第二定律。

同时,实验结果与理论计算值基本一致,说明惯性秤的测量原理是可靠的。

六、结果的分析讨论1. 惯性秤是一种基于牛顿第二定律的测量仪器,具有结构简单、操作方便、测量精度高等优点。

2. 实验过程中,应注意以下事项:(1)保持惯性秤水平,避免误差产生。

(2)确保待测物体在测量过程中保持静止,避免因振动而影响测量结果。

(3)注意记录实验数据,确保数据准确可靠。

3. 通过本次实验,我们掌握了惯性秤的原理和构造,了解了其工作原理,为今后的物理实验奠定了基础。

试验四惯性秤

试验四惯性秤

T -T m1 mx= 2 2 T -T0
X 0 1
2
2
三、实验原理
3、重力的影响 (1)秤臂水平安装
当被测物体直接放在秤台中心时
振动周期Ta= 2∏
m0+m k
当被测物体悬吊于秤台中心孔正上方,被测物仍处于秤台中心时如图(4--4)
振动周期Tb= 2∏ (m0+m)/(k+mg/L)
三、实验原理
三、实验原理
2、惯性质量的测定与定标 在弹性限度内,即k为常数的情况下,对于空秤和不同的负载m1和mx, 由(1)式可以求出他们的各自的周期,最终得到不依靠k就求出mx的值, 即求出任意一个物体的惯性质量:
定标曲线可用如下方法标定:先测定空秤即负载质量m=0的周期T0,然 后依次将不同质量的砝码加放在秤台上,分别测出相应的周期T1,T2 …… 最后用这些数据做出定标曲线。
3、重力的影响 (2)秤臂铅直安装
当秤臂铅直放置时,秤台和砝码的振动在铅直面内进行,如图(4—5)。
m0+m 振动周期Tc= 2∏ K+ m0+m g
L
重力对惯性秤的周期有明显影响,对不同的安装情况,秤的定标曲线 形状也会有所不同,因此在使用惯性秤测量质量时,必须在相同的定标条 件下测定。一般在水平安装情况下使用。
4、测定惯性秤的弹性系数K和秤台的有效质量m0
5、重力的影响
三、实验原理
1、惯性秤的构造
根据牛顿第二定律f=ma,可以写成m=f/a。若以此式作为质量的定义, 则成为惯性质量
振动周期T= 2∏
m0+m k
(1)
K为悬臂振动体的劲度系数,m0位振动体空载时的等效质量,m为 秤台上加入的附加质量块的质量

实验5惯性秤

实验5惯性秤

实验五惯性秤惯性质量和引力质量是两个不同的物理概念。

万有引力定律方程中的质量称为引力质量,它是一物体与其它物体相互吸引性质的量度,用天平称衡的物体质量就是引力质量;牛顿第二定律中的质量称为惯性质量,它是物体惯性大小的量度,用惯性秤称衡的质量是物体的惯性质量。

【实验目的】1.了解惯性秤的结构并掌握用惯性秤测定物体质量的原理和方法;2.了解仪器的定标和使用方法。

3.研究重力对惯性秤的影响。

【实验仪器】惯性秤、周期测定仪、定标用标准质量块(共10块)、待测圆柱体。

图17-1为惯性秤,使用振动法来测定物体惯性质量的装置,其主要部分是两根弹性钢片连成的一个悬臂振动体A,振动体的一端是秤台B,秤台的槽中可插入定标用的标准质量块。

A的另一端是平台C,通过固定螺栓D把A固定在E座上,旋松固定螺栓D,则整个悬臂可绕固定螺栓转动,E座可在立柱F上移动,挡光图1片G和光电门H是测周期用的。

光电门和周期测试仪用导线相连。

立柱顶上的吊杆I用以悬挂待测物,研究重力对秤的振动周期的影响。

周期测定仪用于测定悬臂振动体的振动周期,其使用方法可参阅仪器说明书。

【实验原理】当惯性秤沿水平方向固定后,将秤台沿水平方向推开1cm,手松开后惯性秤的秤台及其上的负载将在水平方向作微小振动,由于所受的重力方向垂直于运动方向,对物体运动加速度不起作用,而决定物体加速度的只有秤臂的弹性力。

在秤台负载不大且秤台的位移较小情况下,实验证明秤台水平方向作简谐振动,设弹性回复力为F ,秤台质心偏离平衡位置的位移为x ,则kx F -=根据牛顿第二定律,可得kx dtx d m m i -=+220)( (1) 式中0m 为秤台的惯性质量,i m 为砝码或待测物体的惯性质量,k 为悬臂振动体的劲度系数。

将式(1)变形为x m m k dt x d i +-=022 (2) 设im m k +-=02ω则有: x dtx d 222ω-= (3) 微分方程(17-3)的解为)(0ϕω+=t Acos x其振动周期T 由下式决定:km m 2T i +==02πωπ(4) 式中0m 为振动体空载时的等效质量,i m 为秤台上插入的附加质量块的质量, (4)式两侧平方,改写成i m k m k T 202244ππ+= (5) 设惯性秤空载时周期为0T ,加载负载1m 时周期为1T ,加载负载2m 时的周期为2T ,由(5)可得0224m k T π=,)(410221m m k T +=π,)(420222m m k T +=π 从上面三个式子消去k m ,0,得2120222021m m T T T T =-- (6)式(6)表明,当1m 已知时,在测得0T 、1T 和2T 情况下,便可求出2m 。

惯性秤实验报告

惯性秤实验报告

惯性秤实验报告惯性秤实验报告引言:惯性秤是一种常见的物理实验仪器,通过测量物体在受到外力作用时的惯性来确定物体的质量。

本文将介绍一次关于惯性秤的实验,以及实验过程中的观察和分析。

实验目的:通过使用惯性秤,测量不同物体的质量,并分析惯性秤的工作原理和测量误差。

实验器材:1. 惯性秤2. 一组不同质量的物体3. 实验平台实验过程:1. 将实验平台放在水平桌面上,并确保其稳定。

2. 将惯性秤放置在实验平台上,并调整其水平度。

3. 选择一个物体,并将其悬挂在惯性秤的挂钩上。

4. 记录惯性秤的示数,并将物体轻轻摆动。

5. 观察物体在摆动过程中惯性秤的示数变化,并记录下来。

6. 重复步骤3-5,使用不同质量的物体进行实验。

实验结果:根据实验过程中的观察和记录,我们得到了一系列的数据。

通过对这些数据的分析,我们可以得出以下结论:1. 惯性秤的示数随物体质量的增加而增加。

这是因为物体质量的增加会导致惯性秤受到的外力增加,从而使示数增加。

2. 在摆动过程中,惯性秤的示数会有一定的波动。

这是由于摆动过程中,物体受到的外力不断变化,导致惯性秤示数的波动。

3. 实验中的测量误差主要来自于两个方面:一是物体的质量不均匀,导致惯性秤示数的波动;二是惯性秤本身存在的误差。

讨论与分析:在实验过程中,我们发现了一些与惯性秤相关的问题。

首先,由于物体的质量不均匀,惯性秤示数会有一定的波动。

这可能会导致我们对物体质量的测量结果产生一定的误差。

其次,惯性秤本身存在一定的误差。

这可能是由于仪器的制造精度、使用寿命等因素导致的。

因此,在进行实验时,我们需要考虑到这些误差,并尽量减小其对实验结果的影响。

此外,我们还可以通过对惯性秤的工作原理进行深入研究,进一步理解实验结果。

惯性秤的工作原理基于牛顿第二定律,即物体受到的合力等于物体质量乘以加速度。

通过测量物体在受到外力作用时的加速度,我们可以间接地推导出物体的质量。

结论:通过本次实验,我们成功地使用惯性秤测量了不同物体的质量,并对惯性秤的工作原理和测量误差进行了分析。

惯性称实验报告

惯性称实验报告

惯性称实验报告篇一:惯性秤实验报告(完全版)实验报告总体不错!班级_____信工C班________组别_____F________ 姓名______郭洁_______ 学号_87__ 日期_______ 【实验题目】惯性秤【实验目的】1. 掌握用惯性秤测量物体质量的原理和方法;2. 学习惯性秤的定标和使用方法;3. 研究重力对惯性秤的影响。

【实验仪器】惯性秤及附件一套,光电控制数字计时器,米尺,天平(公用),水平仪【实验原理】【实验内容】1. 安装和调整测量系统,包括惯性秤和计时系统。

使用前要将平台C调成水平,并检查计时器工作是否正常。

2. 检查标准质量块的质量是否相等,可逐一将标准质量块置于秤台上测周期,如果各质量块的周期测定值的平均值相差不超过1%,在这里就认为标准质量块的质量是相等的,并取标准质量块的质量的平均值为此实验中的质量单位。

用所给质量大致相等的砝码作出惯性秤的定标曲线。

3. 测定以圆柱体为负载时秤的周期,并由定标曲线查出该圆柱体的惯性质量。

4. 测定惯性秤的劲度系数和秤台的有效质量。

5. 将被测圆柱体悬吊于支架上,细心调整其自由悬垂位置,使之恰好处在秤台中心。

测定悬点到圆柱体中心的距离 (用米尺测量)和此时秤台的周期,研究重力对系统周期的影响,验证(2-9)式是否成立。

6. 将秤臂铅直放置,测定秤臂长 (用米尺测量)和秤的周期(负载仍为圆柱体),验证(2-10)式是否成立(选做)。

7. 用天平称衡砝码和被测圆柱体的引力质量,分析它与惯性质量的关系。

【预习报告】小圆柱质量大圆柱质量103 189.5s k b m小圆柱质量大圆柱拉线 1.9251 20. 0.0962 0.04997143 0.1 0.2 0.6【实验数据分析】1.小圆柱本身质量是103g,用我们这种方法测出来的是102g,相差1g。

2.大圆柱本身质量是189.5g,用我们这种方法测出来的是197g,相差7g。

惯性秤实验报告

惯性秤实验报告

惯性秤实验报告实验目的:通过利用惯性秤测量物体的质量,探究物体的质量与其惯性的关系。

实验器材:惯性秤、各种不同质量的物体、直尺。

实验原理:根据牛顿第二定律的描述,物体的运动状态与其质量和施加在它上面的力有关。

当一个物体处于静止状态时,其质量与状态改变所需的力成正比。

根据这个原理,我们可以利用惯性秤测量物体的质量。

实验步骤:1. 将惯性秤悬挂起来,并调整至静止状态。

确保秤明显摆动的幅度小于1°。

2. 选取一个物体,并用直尺测量其长度。

3. 将选取的物体缓慢地挂在惯性秤上,保持秤的静止状态。

4. 通过观察秤的摆动情况,判断是否需要调整挠度指示线。

如果需要,通过旋转挠度调整手柄将挠度指示线调整到合适的位置。

5. 通过读取挠度调整示意图上的质量标度,测量出物体的质量。

6. 重复上述步骤,测量其他物体的质量。

实验结果和分析:根据测得的挠度调整示意图上的质量标度,可以得出不同物体的质量。

通过对比不同物体的质量和它们的长度,可以发现质量和惯性有着一定的关系。

较长的物体通常具有较大的质量,而较短的物体通常具有较小的质量。

这与牛顿第二定律对物体运动状态与质量的描述相一致。

实验误差分析:由于实验过程中,惯性秤的摆动幅度可能受到外界环境的影响,如空气流动或振动等,从而导致测量结果的误差。

为减小误差,可以在实验过程中尽量保持实验室环境的稳定,并尽量缓慢地将物体挂在秤上。

此外,多次测量同一物体的质量,并取其平均值,还可以减小误差。

实验结论:通过利用惯性秤测量物体的质量,可以得出物体的质量与其惯性有一定的关系。

较长的物体通常具有较大的质量,而较短的物体通常具有较小的质量。

这符合牛顿第二定律的描述。

实验结果表明,惯性秤可以作为一种简单而有效的测量物体质量的工具。

物理实验-惯性秤-实验报告

物理实验-惯性秤-实验报告

首都师范大学物理实验报告班级__信工C 班___组别______D______姓名____李铃 ______学号_1111000048_日期___2013.3.20___指导教师__刘丽峰 __【实验题目】 _________惯性秤【实验目的】1.掌握用惯性秤测量物体质量的原理和方法;2.学习惯性秤的定标和使用方法;3.研究重力对惯性秤的影响。

【实验仪器】惯性秤及附件一套,光电控制数字计时器,米尺,天平(公用 ),水平仪。

【实验原理】惯性秤的主要部分是两条相同的弹性钢带(称为秤臂)连成的一个悬臂振动体 A ,振动体的一端是秤台 B,秤台的槽中可放入定标用的标准质量块。

A 的另一端是平台 C,通过固定螺栓 D 把 A 固定在 E 座上,旋松固定螺栓 D ,则整个悬臂可绕固定螺栓转动, E 座可在立柱 F 上移动,挡光片 G 和光电门 H 是测周期用的。

光电门和计时器用导线相连。

将秤台沿水平方向稍稍拉离平衡位置后释放,则秤台在秤臂的弹性恢复力作用下,沿水平方向作往复振动。

其振动频率随着秤台的载荷的变化而变化,其相应周期可用光电控制的数物理实验报告字计时器测定,进而以此为基础,可测定负载的惯性质量。

立柱顶上的吊竿I 可用来悬挂待测物 (一圆柱形物体 ),另外本仪器还可将秤臂铅垂地安装,研究重力对秤的振动周期的影响。

根据牛顿第二定律 f=ma ,可以写成 m=f/a 。

若以此式作为质量的定义,则称为惯性质量。

在秤臂水平放置时,将秤台沿水平方向拉离平衡位置后释放。

秤台及加于其上的负载在秤臂弹性恢复力 f 作用下,将做水平往复振动,此时重力因与运动方向垂直,对水平方向的运动影响很小,可以忽略不计。

当振幅较小时,可以把这一振动当作简谐振动处理。

若秤台偏离平衡位置的位移为x 时,秤台所受到的弹性恢复力为f=-kx ,其中 k 为悬臂振动体的劲度系数。

根据牛顿第二定律,其运动方程可写成(2-1)其中 m0 为振动体空载时的等效质量,m 为秤台上加入的附加质量块(砝码或被测物 )的质量。

实验1.3_惯性秤测量质量

实验1.3_惯性秤测量质量

实验1.3用惯性秤测量质量物理天平和分析天平是用来测量质量的仪器,但它们的原理都是基于引力平衡,因此测出的都是引力质量,为进一步加深对惯性质量概念的了解,本实验使用动态的方法,测量物体的惯性质量,以期与引力质量作出比较.【实验目的】1.掌握用惯性秤测定物体质量的原理和方法;2.了解仪器的定标和使用。

【实验仪器】惯性秤,周期测定仪,定标用标准质量块(共10块),待测圆柱体。

【实验原理】根据牛顿第二定律F=ma,有m=F/a,把同一个力作用在不同物体上,并测出各自的加速度,就能确定物体的惯性质量。

常用惯性秤测量惯性质量,其结构如图1.3-1所示.惯性秤由平台(12)和秤台(13)组成,它们之间用两条相同的金属弹簧片(8)连接起来。

平台由管制器(9)水平地固定在支撑杆上,秤台用来放置砝码和待测物(5),此台开有一圆柱孔,该孔和砝码底座(包括小砝码和已知圆柱体)一起用以固定砝码组和待测物的位图1.3-1惯性秤示意图I一冏期浏定位门-光电门”一挡讹片:4一族科栗;5—衿羽博柱”一辘般门一吊杆法一拜佛样簧;9—忏制器;10—光电门与周期制定便芾旌班;II一交探杆;]工一千白;】3—秤白当惯性秤水平固定后,将秤台沿水平方向拨动1cm左右的距离,松开手后,秤台及其上面的物体将做水平的周期性振动,它们虽同时受到重力和秤臂的弹性恢复力的作用,但重力垂直于运动方向,对此运动不起作用,起作用的只有秤臂的弹性恢复力。

在秤台上的负荷不大,且秤台位移很小的情况下,可以近似地认为秤台的运动是沿水平方向的简谐运动。

设秤台上的物体受到秤臂的弹性恢复力为F=-kx,k为秤臂的劲度系数,x为秤台水平偏离平衡位置的距离,根据牛顿第二定律,运动方程为:(m+m)虫x=-kx(1.3-1)0i dt2式中m为空秤的惯性质量,m为秤台上插入的砝码的惯性质量.0i其振动周期T由下式决定mmm+mT=2冗o二(1.3-2)1k将式(1.3-2)两侧平方,改写成4兀24兀2(1.3-3)T2=m+mk0k i当秤台上负荷不大时,k可看做常数,则上式表明惯性秤的水平振动周期T的平方和附加质量线关系。

物理实验-惯性秤-实验报告

物理实验-惯性秤-实验报告

班级__信工C班___ 组别______D______姓名____李铃______ 学号_1111000048_日期___2013.3.13__ 指导教师___张波____【实验题目】_________霍尔效应测磁场【实验目的】1.研究霍尔元件的特性,并测定其灵敏度;2.测量电磁铁气隙中的磁感应强度;3.了解霍尔效应的产生原理及其副效应的产生原理和消除方法。

【实验仪器】马蹄形电磁铁,霍尔片,电流表,电池盒,数字万用表,换向开关,导线若干,霍尔效应实验仪。

【实验原理】霍尔最初的实验是这样的:在一块长方形的薄金属片(霍尔片)两边的对称点1和2之间接上一个检流计(如图7.1所示)。

为方便,取如图所示的直角坐标系。

沿x轴正向通以电流I。

若不加磁场,则检流计不显示任何偏转,这说明1和2两点电位相等。

若在z轴方向加上磁场B,则检流计立即偏转。

这说明1和2两点之间存在电位差。

霍尔发现这个电位差与电流I及磁感应强度 B均成正比,与板的厚度d成反比,即(7-1)这叫霍尔公式。

通常称UH为霍尔电压,RH为霍尔系数,KH为霍尔片的灵敏度,且KH=RH/d。

在当时,式(7-1)纯粹是一个经验公式,在洛伦兹的电子论提出来以后从理论上得到证明。

霍尔电压的产生可以用洛伦兹力来解释。

磁场力即洛仑兹力为=×B(7-2)按矢积的定义,上式中F的大小为:(7-3),式中,为和B之间的夹角,F的方向垂直和B 构成的平面,并遵守右手螺旋法则,如图7.2所示。

式(7-2)表明,洛仑兹力F的方向与电荷的正负有关。

图2所示的是正电荷受力的方向,若是负电荷,则受力方向与此相反。

若电流沿X轴正方向通过霍尔片,如图7.3所示.则霍尔片中的载流子在磁场力作用下发生定向偏转,霍尔片两长边分别出现了正负电荷的聚积,因而两个端面有了电位差,并由此产生一个静电场,设其电场强度为EY则电子又受到一个静电力作用,其大小为(7-4)它的方向正好与洛仑兹力的方向相反。

惯性秤实验报告

惯性秤实验报告

惯性秤实验报告引言:惯性秤是一种利用物体的惯性测量重力的仪器。

通过测量物体在绳子上的倾斜角度和绳子的张力,可以计算出物体所受的重力大小。

本实验旨在通过构建一个简单的惯性秤实验装置,探究物体质量与其受力关系,并验证实验结果与理论重力值的一致性。

实验过程:1. 实验装置构建本实验采用简单的装置构建,需要准备一根轻质而坚固的绳子、一个重物(如砝码或者铅垂)、一个水平的支点(如一根直线杆)以及一个水平桌面。

首先,将绳子打结并挂在支点上,确保绳子的位置在桌面之上,并保持绳子在静止时的水平状态。

2. 探究物体质量与受力关系将重物缓慢悬挂在绳子的下端,使绳子保持水平状态。

此时,重物的质量即为测量质量。

根据牛顿第二定律,物体受到的合力与其质量成正比。

因此,可以控制悬挂物体的质量,然后在相同条件下测量绳子的拉力,并记录结果。

3. 分析实验结果通过实验数据的记录和分析,可以得到不同质量物体受到的拉力大小。

根据惯性秤的原理,拉力的大小即为物体所受的重力大小。

进一步,可以绘制物体质量与受力的关系曲线,探究二者之间的线性关系。

在该曲线上,斜率即为重力加速度的大小。

4. 与理论预期的重力对比通过比较实验结果得到的重力加速度值与理论预期值,我们可以验证实验的准确性。

理论上,地球上的重力加速度约为9.8米每秒平方。

通过实验数据的调整和分析,可以计算出实际实验中所测量到的重力加速度值,然后将其与理论值进行比较。

结论:本实验通过构建一个简单的惯性秤实验装置,探究了物体质量与受力之间的关系。

实验结果显示,物体所受重力的大小与其质量成正比。

根据实验数据的分析,可以得出物体质量与受力之间的线性关系。

实验结果还表明,实验测得的重力加速度值与理论预期值相近,验证了实验的准确性。

实验的局限性与改进:尽管本实验尽可能使用简单的装置,但其仍然存在一定的局限性。

首先,实验装置的准确度和敏感性可能会受到影响,因此在实际测量过程中可能会存在误差。

其次,实验结果受到环境因素的影响,例如绳子的摩擦力、支点的稳定性等。

物理实验-惯性秤-验报告

物理实验-惯性秤-验报告

班级__信工C班___ 组别______D______姓名____李铃______ 学号_1111000048_日期___2013.3.20___ 指导教师__刘丽峰__【实验题目】_________惯性秤【实验目的】1.掌握用惯性秤测量物体质量的原理和方法;2.学习惯性秤的定标和使用方法;3.研究重力对惯性秤的影响。

【实验仪器】惯性秤及附件一套,光电控制数字计时器,米尺,天平(公用),水平仪。

【实验原理】惯性秤的主要部分是两条相同的弹性钢带(称为秤臂)连成的一个悬臂振动体A,振动体的一端是秤台B,秤台的槽中可放入定标用的标准质量块。

A的另一端是平台C,通过固定螺栓D把A固定在E座上,旋松固定螺栓D ,则整个悬臂可绕固定螺栓转动,E座可在立柱F上移动,挡光片G和光电门H是测周期用的。

光电门和计时器用导线相连。

将秤台沿水平方向稍稍拉离平衡位置后释放,则秤台在秤臂的弹性恢复力作用下,沿水平方向作往复振动。

其振动频率随着秤台的载荷的变化而变化,其相应周期可用光电控制的数字计时器测定,进而以此为基础,可测定负载的惯性质量。

立柱顶上的吊竿I可用来悬挂待测物(一圆柱形物体),另外本仪器还可将秤臂铅垂地安装,研究重力对秤的振动周期的影响。

根据牛顿第二定律f=ma,可以写成m=f/a。

若以此式作为质量的定义,则称为惯性质量。

在秤臂水平放置时,将秤台沿水平方向拉离平衡位置后释放。

秤台及加于其上的负载在秤臂弹性恢复力f作用下,将做水平往复振动,此时重力因与运动方向垂直,对水平方向的运动影响很小,可以忽略不计。

当振幅较小时,可以把这一振动当作简谐振动处理。

若秤台偏离平衡位置的位移为x时,秤台所受到的弹性恢复力为f=-kx,其中k 为悬臂振动体的劲度系数。

根据牛顿第二定律,其运动方程可写成(2-1)其中m0为振动体空载时的等效质量,m为秤台上加入的附加质量块(砝码或被测物)的质量。

当初相为零时,(2-1)式的解可表示为其中x0为秤台的振幅,其圆频率,其周期T则可表示为(2-2)一、惯性质量的测定与惯性秤的定标在弹性限度内,即k为常数(更确切的说是忽略随负载的微小变化)的情况下,对应于空秤和不同负载m1和mx,由(2-2)式可以分别得到(2-3)从(2-3)式中消去k及m0,得:(2-4)由(2-4)式可见,当已知质量m1时,只要分别测得T0、T1和Tx,就可以求得未知质量mx。

  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
(2-1) 其中 m0 为振动体空载时的等效质量,m 为秤台上加入的附加质量块(砝码或被测
物)的质量。当初相为零时,(2-1)式的解可表示为
其中 x0 为秤台的振幅,其圆频率

其周期 T 则可表示为
(2-2)
一、惯性质量的测定与惯性秤的定标 在弹性限度内,即 k 为常数(更确切的说是忽略随负载的微小变化)的情况下,对应 于空秤和不同负载 m1 和 mx,由(2-2)式可以分别得到
量(g) 0 25 50 75
100 125 150 175 小圆柱 大圆柱
第一次 9.11 10.92 12.57 13.95 15.26 16.55 17.73 18.93 15.44 17.38
第二次 9.11 10.91 12.50 13.95 15.26 16.52 17.70 18.87 15.45 17.43
(2-5) 由(2-5)式可知,通过测定空秤周期 T0 和负载为 m 时的周期 T 可求得秤的劲度系 数 k(其中 m 用惯性质量单位表示)。 当 k 值测定以后可以根据(2-3)式中的第一式求得秤台的有效质量为
(2-6) 另外,我们也可以直接将(2-2)式两端平方,整理后得到
(2-7) 利用线形回归的方法计算出劲度系数 k 及振动体空载时的等效质量 m0,由测出的 周期值得出未知惯性质量 m。
在误差范围内,两者是相等的,所以结论得到验证。
【思考题】
1.惯性质量和引力质量有何关系? 答:惯性质量是根据物体的惯性定义的质量,而引力质量是根据物体相互吸引 定义的质量。而物体的惯性质量和物体的引力质量在数值上是一致的,但是两者 定义完全不同。
2.定标曲线如何使用?由实验中遇到的各种数据,你能否说明用 曲线查出被 测物体的质量比用(2-4)式更迅速、更准确?
所以
m小
0.2704 0.1296-
0.0900 0.0900
25g
113g
m大
0.2704 0.3364 -
0.0900 0.0900
25g
180g
2、验证 Ta 为定值 Tb
Ta 1.2441 Tb
2 Ta T b 2
m0 m k
m0 m k mg
L
1 mg 1.1715 kL
0.0900 0.1296 0.1764 0.2209 0.2601 0.3025 0.3481 0.3969 0.2704 0.3364
砝码质量(kg)
0.5 0.4 0.3 0.2 0.1
0 0
T^2—m线性关系图
y = 1.742x + 0.0881 R2 = 0.9994
0.05
0.1
0.15
【实验仪器】
惯性秤及附件一套,光电控制数字计时器,米尺,天平(公用),水平仪。
【实验原理】
惯性秤的主要部分是两条相同的弹性钢带(称为秤 臂)连成的一个悬臂振动体 A,振动体的一端是秤台 B, 秤台的槽中可放入定标用的标准质量块。A 的另一端 是平台 C,通过固定螺栓 D 把 A 固定在 E 座上,旋松 固定螺栓 D ,则整个悬臂可绕固定螺栓转动,E 座可 在立柱 F 上移动,挡光片 G 和光电门 H 是测周期用的。 光电门和计时器用导线相连。将秤台沿水平方向稍稍 拉离平衡位置后释放,则秤台在秤臂的弹性恢复力作 用下,沿水平方向作往复振动。其振动频率随着秤台 的载荷的变化而变化,其相应周期可用光电控制的数 字计时器测定,进而以此为基础,可测定负载的惯性质量。立柱顶上的吊竿 I 可用来悬 挂待测物(一圆柱形物体),另外本仪器还可将秤臂铅垂地安装,研究重力对秤的振动周
定标曲线可用如下方法标定:先测定空秤即负载质量 m=0 时的周期 T0,然后依次 将质量相等(或质量不等,但已知其惯性质量)的砝码加放在秤台上,分别测出相应的周 期 T1、T2,……最后用这些数据作出如图(2.2)和(2.3)所示的定标曲线。
二、惯性秤的 k 值 利用(2-3)式中的前两个式子,消去 m0(脚标 1 可以略去)便可得到
期的影响。 根据牛顿第二定律 f=ma,可以写成 m=f/a。若以此式作为质量的定义,则称为惯
性质量。 在秤臂水平放置时,将秤台沿水平方向拉离平衡位置后释放。秤台及加于其上的负
载在秤臂弹性恢复力 f 作用下,将做水平往复振动,此时重力因与运动方向垂直,对水 平方向的运动影响很小,可以忽略不计。当振幅较小时,可以把这一振动当作简谐振动 处理。若秤台偏离平衡位置的位移为 x 时,秤台所受到的弹性恢复力为 f=-kx,其中 k 为悬臂振动体的劲度系数。根据牛顿第二定律,其运动方程可写成
0.2
周期的平方(s^2)
T^2(s^2)
线性 (T^2(s^2))
【实验数据分析】
1、计算大圆柱的质量 m大 和小圆柱的质量 m小
根据公式
T
2
4 k
2
m0
4 k
2
m
可知
4 2m 4 3.142
k
N / m 22.66N / m
T 2 T02 1.742

0.090 m0 22.66 g 0.040g
【实验内容】
1.安装和调整测量系统,包括惯性秤和计时系统。使用前要将平台 C 调成水平,并检查 计时器工作是否正常。
2.检查标准质量块的质量是否相等,可逐一将标准质量块置于秤台上测周期,如果各质 量块的周期测定值的平均值相差不超过 1%,在这里就认为标准质量块的质量是相等的,并 取标准质量块的质量的平均值为此实验中的质量单位。用所给质量大致相等的砝码作出惯性 秤的定标曲线。
答:定标曲线是利用已知的数据关系绘出一个曲线图像,然后对待测物体进行 测量,对应上曲线的一点直接得到结果。由(2-4)式可见,当已知质量 m1 时,只 要分别测得 T0、T1 和 Tx,就可以求得未知质量 mx。这就是使用惯性秤测质量 的基本原理和方法。由(2-4)式还可以看到,该秤不能只通过测定 Tx 来确定 mx, 还必须测定以某已知惯性质量 m1 为负载时秤的周期 T1,因此这样使用该秤很 不方便。为了更迅速、更准确地读出被测物体惯性质量的大小,可先用多个已知 质量的砝码作出 T-m 定标曲线备用。此后,当欲测定某负载的质量时,只要将 该负载置于秤台中心,测出其周期,再由定标曲线查出其相应惯性质量即可。
注意: 1.水平或铅直安装惯性秤时应使用水平仪检验。 2.测定周期时,累计 20~30 个周期即可。 3.秤台振动时,摆角要尽量小些(5°以内),秤台的水平位移约 1~2cm 即可,并且使各次
测量时都相同。
【原始数据】
【数据处理】
砝码质
振动 30 次时间(s)
T (s) T 2 ( s 2 ) 30
第三次 9.12 10.92 12.50 13.99 15.24 16.48 17.78 18.83 15.45 17.41
(大圆柱吊起时,测得长度为 43.50cm。)
平均值 9.11 10.92 12.52 13.96 15.25 16.52 17.74 18.88 15.45 17.41
0.30 0.36 0.42 0.47 0.51 0.55 0.59 0.63 0.52 0.58 Nhomakorabea(2-3)
从(2-3)式中消去 k 及 m0,得:
(2-4)
由(2-4)式可见,当已知质量 m1 时,只要分别测得 T0、T1 和 Tx,就可以求得未
知质量 mx。这就是使用惯性秤测质量的基本原理和方法。这种方法是以牛顿第二定律
为基础的,是通过测量周期求得质量值,不依赖于地球的引力,因此以这种方式测定的 物体质量即为惯性质量。在失重状态下,无法用天平称衡质量,而惯性秤仍然可以使用。 由(2-4)式还可以看到,该秤不能只通过测定 Tx 来确定 mx,还必须测定以某已知惯性 质量 m1 为负载时秤的周期 T1,因此这样使用该秤很不方便。为了更迅速、更准确地 读出被测物体惯性质量的大小,可先用多个已知质量的砝码作出 T-m 定标曲线备用。(定 标)此后,当欲测定某负载的质量时,只要将该负载置于秤台中心,测出其周期,再由 定标曲线查出其相应惯性质量即可。
3.测定以圆柱体为负载时秤的周期 T,并由定标曲线查出该圆柱体的惯性质量。 4.测定惯性秤的劲度系数 k 和秤台的有效质量 。 5.将被测圆柱体悬吊于支架上,细心调整其自由悬垂位置,使之恰好处在秤台中心。测 定悬点到圆柱体中心的距离 (用米尺测量)和此时秤台的周期,研究重力对系统周期的影响, 验证(2-9)式是否成立。 6.将秤臂铅直放置,测定秤臂长 (用米尺测量)和秤的周期(负载仍为圆柱体),验证(2-10) 式是否成立(选做)。 7.用天平称衡砝码和被测圆柱体的引力质量,分析它与惯性质量的关系。
小时,作用于振动系统上的恢复力为 此时振动周期为
,显然
(2-9) 由(2-8)(2-9)两式可见,后一种情况下秤臂振动的周期 Tb 比前者周期 Tb 要小些, 两者比值为
(2-10) 这一关系可以通过实验验证。 2.秤臂铅直放置 当秤臂铅直放置时,秤台和砝码(或被测物)的振动亦在铅直面内进行,由于重力的 影响,其振动周期也会比水平放置时减小。 由以上原理可见,重力对惯性秤的周期是有明显影响的。对不同安装情况,秤的定 标曲线形状也会有所不同。因此在使用惯性秤测定质量时,必须在同样的定标条件下测 定。一般为避免重力的影响,应在水平安装情况下使用,此时秤臂应尽量保持水平。
班 级__信工 C 班___ 组 别______D______ 姓 名____李铃______ 学 号_1111000048_ 日 期___2013.3.20___ 指导教师__刘丽峰__
【实验题目】_________惯性秤 【实验目的】
1.掌握用惯性秤测量物体质量的原理和方法; 2.学习惯性秤的定标和使用方法; 3.研究重力对惯性秤的影响。
3.分析本实验的误差原因。 答:所受到空气阻力,还有自身的杆的阻力,使得摆动不是简谐振动,而是阻 尼振动;每人每次的摆动振幅不一样,用力不同即初速度不能保证为零,导致 T 测得不准;惯性秤摆放不过水平,导致水平振动时有重力的小分量参与,导致结 果不够准确;在使大圆柱悬挂振动时,振幅的摆角偏大;每次的实验,外界空气 的扰动,和温度的改变,导致杆的弹性系数改变。
相关文档
最新文档