实验一 气垫导轨上简谐运动的研究
相关主题
- 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、"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、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)。
实验一
气垫导轨上简谐运动的研究
南京农业大学物理实验中心
❖ 一. 实验目的 ❖ 二. 实验仪器 ❖ 三. 实验原理 ❖ 四. 实验内容与步骤 ❖ 五. 实验数据记录与处理
南京农业大学物理实验中心
一、实验目的
1.学习使用气垫导轨和数字计时仪器；
2.了解简谐振动的规律和特征，测定简谐 振动的周期；
3.研究简谐振动的周期随振子质量和弹簧 倔强系数而变动的情况。
F= -（k1+k2）x
m
Ox
X
滑块在气垫导轨上的振动
运动的微分方程为：
m
d2x dt 2
(k1
k2
)x
Байду номын сангаас
0
其解为： x x0 cost
2 k1 k2
m
T 2 2 m
k1 k2
四、实验步骤
1. 调节气垫导轨和计时器到正常工作状态
2. 测定与长弹簧对应的滑块振动周期 T
3. 在滑块上加配重，测出滑块振动周期T’
4. 去掉配重，用较短的两个弹簧替换原来较长的 两个弹簧，重测振动周期T’’
5. 测量完毕，先取下滑块、弹簧等，再关气源， 切断电源，整理好仪器。
五、实验数据记录与处理
滑块质量m=
g；
长弹簧 无配重 振幅(cm) 30周时间（s） 周期（s）
平均周期 T（s）
配重块总质量 m g。
长弹簧 有配重 振幅(cm) 30周时间（s） 周期（s）
平均周期 T’（s）
短弹簧 无配重 振幅(cm) 30周时间（s） 周期（s）
平均周期 T’’（s）
(
m
1
)2
m m
T
T'
思考题
1.滑块振动时，可发现滑块的振幅是不 断减小的，为什么可认为滑块做简谐 振动。
2.由实验结果回答，是长弹簧还是短弹 簧的倔强系数大？
二、 实验仪器：
• 气垫导轨及附件（1套）；
• 计时秒表（1块）
12
3
4
5 67
8
9
1—调节水平的旋钮 2—进气接口 3—弹簧
4—导轨 5—喷气小孔 6—滑块
7—固定配重块的螺丝 8—弹簧 9—气垫滑轮
三、实验原理
在水平气垫导轨上放置一滑块，用两个弹簧分别 将滑块和气垫导轨两端连接起来，将滑块从平衡位 置O向右移动x距离，设左、右弹簧的倔强系数分别 为k1和k2，则弹簧受到的弹性回复力为：
气垫导轨上简谐运动的研究
南京农业大学物理实验中心
❖ 一. 实验目的 ❖ 二. 实验仪器 ❖ 三. 实验原理 ❖ 四. 实验内容与步骤 ❖ 五. 实验数据记录与处理
南京农业大学物理实验中心
一、实验目的
1.学习使用气垫导轨和数字计时仪器；
2.了解简谐振动的规律和特征，测定简谐 振动的周期；
3.研究简谐振动的周期随振子质量和弹簧 倔强系数而变动的情况。
F= -（k1+k2）x
m
Ox
X
滑块在气垫导轨上的振动
运动的微分方程为：
m
d2x dt 2
(k1
k2
)x
Байду номын сангаас
0
其解为： x x0 cost
2 k1 k2
m
T 2 2 m
k1 k2
四、实验步骤
1. 调节气垫导轨和计时器到正常工作状态
2. 测定与长弹簧对应的滑块振动周期 T
3. 在滑块上加配重，测出滑块振动周期T’
4. 去掉配重，用较短的两个弹簧替换原来较长的 两个弹簧，重测振动周期T’’
5. 测量完毕，先取下滑块、弹簧等，再关气源， 切断电源，整理好仪器。
五、实验数据记录与处理
滑块质量m=
g；
长弹簧 无配重 振幅(cm) 30周时间（s） 周期（s）
平均周期 T（s）
配重块总质量 m g。
长弹簧 有配重 振幅(cm) 30周时间（s） 周期（s）
平均周期 T’（s）
短弹簧 无配重 振幅(cm) 30周时间（s） 周期（s）
平均周期 T’’（s）
(
m
1
)2
m m
T
T'
思考题
1.滑块振动时，可发现滑块的振幅是不 断减小的，为什么可认为滑块做简谐 振动。
2.由实验结果回答，是长弹簧还是短弹 簧的倔强系数大？
二、 实验仪器：
• 气垫导轨及附件（1套）；
• 计时秒表（1块）
12
3
4
5 67
8
9
1—调节水平的旋钮 2—进气接口 3—弹簧
4—导轨 5—喷气小孔 6—滑块
7—固定配重块的螺丝 8—弹簧 9—气垫滑轮
三、实验原理
在水平气垫导轨上放置一滑块，用两个弹簧分别 将滑块和气垫导轨两端连接起来，将滑块从平衡位 置O向右移动x距离，设左、右弹簧的倔强系数分别 为k1和k2，则弹簧受到的弹性回复力为：