惯性秤实验报告

实验报告总体不错！

班级_____信工c班________ 组别_____f________ 姓名______郭洁_______

学号_1111000187__ 日期_______2013.3.6______ 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】

【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

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

103 189．5 s k b m 小圆柱质量大圆柱拉线 1.9251 20.50720358 0.0962 0.04997143 0.101750661

0.197021902 0.158752856

【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。

3.验证公式。等式左边1.183347，等式右边1.244553，相差0.061206。

可见这些实验都是有误差的。

我们自己测出来的值出现误差的原因可能和钢带振动幅度有很大关系，因为同一个物体

幅度只要变化一点儿，我们就能在周期上发现直观发现区别。有些质量较大的物体，我们为

了使它达到30次的周期，会把幅度调大。而实验并不是在真空无空气阻力的条件下进行。这

应该会对实验结果造成一定影响。

另外测量l的值，估读时也会具有误差，这就导致等式左右可能不完全相等。

【思考题】

在太空失重的条件下，宇航员是如何测体重的？

答：宇航员在空间站上称体重时，宇航员坐在特制的振动装置中（已知的装置弹簧劲度

系数）使弹簧发生振动。测量仪通过测量弹簧的振动周期，即可测量出宇航员的体重。篇二：

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___2013.3.20___ 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。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，