弹簧有效质量的测量.ppt

1、弹簧有效质量的测量,目的要求,1、了解焦利氏秤的结构、原理并学会正确使用。 2、研究焦利氏秤下弹的简谐振动，测量弹簧的有效质量，验证振动周期与质量的关系,实验仪器,焦利秤 秒表 砝码托盘 砝码若干 物理天平,焦利秤简介,焦利秤实际上是一种用于测微小力的精细弹簧秤。结构如右图，一金属套管B垂直竖立在三角底座上，带有毫米标尺的圆柱A套在金属套管内。在金属套管B的上端固定有副尺V，圆柱A顶端伸出的支臂上挂一锥形弹簧W。转动旋钮H可使圆柱A上下移动，因而也就调节了弹簧W的升降。弹簧上升或下降的距离由主尺（圆柱A）和副尺V来确定,焦利秤简介,G 为固定在金属套管B上一侧刻有半圆形刻线S2的玻璃圆筒，N为

2、挂在弹簧W下端的两头带钩的小平面镜，镜面上有一刻线S1。实验时，使S1 、 S2 及S2在小平面镜中的象S2三者始终重合，简称“三线对齐”。用这种方法可保证弹簧下端的位置是固定的，加负载后向上拉动弹簧确定伸长值。根据伸长值和弹簧倔强系数确定外力大小。Q为平台，转动其下端的螺钉R时平台Q可升降,物理天平介绍,称量物体时应将待称物体放在左盘，用镊子将砝码夹放到右盘中，然后转动手轮，升起横梁，看指针偏转情况，再降下横梁加减砝码，再升起横梁看指针偏转情况，直到天平平衡时为止，这时破码和游码所示总质量即为被称物体质量载物台用法：有些实验要测定的物理量不便于把物体直接放入吊盘中称量，可借助于载物台,实验原

3、理,在弹性限度内,弹簧的伸长与所受的拉力F成正比 其中m为砝码的质量，g为重力加速度。 则 比例系数就是弹簧的倔强系数。 将一质量为m的物体系在弹簧的一端，而将另一端固定，在不计弹簧质量与阻力的条件下，物体的振动为简谐振动。 其振动方程为,胡克定律 F=KX,其中为A振幅， 为位相， 为振动的圆频率。 振动周期为： 若考虑弹簧质量的影响，则振动周期为： 为弹簧的有效质量。 上式两边平方得： 对上式作图，则应为一条直线。 其斜率为： ，截距为： 所以有： b 此时 , 弹簧的有效质量为,实验内容和步骤,一测量弹簧的倔强系数 安装好仪器，但此时不要放上烧杯及钢丝码而是在小金属杆下只挂小砝码盘，调节

4、三脚架上的螺旋，使管竖直（即金属杆恰在玻璃管的正中），转动旋钮，使三线重合，记下此时游标的读数。 置0.5克砝码于盘中，转动旋钮，使仍保持三线重合，记下游标读数，此读数与之差即为弹簧下加0.5克重量时弹簧的伸长量,实验内容和步骤,按上步骤依次加1克,1.5克,4.5克砝码,每加依次砝码后均保持三线重合，记下游标的读数。在将砝码依次减少0.5克，每加依次砝码后均保持三线重合，记下游标读数。分别求出两次测量的平均值，。 算出弹簧的平均的弹性系数K。 用逐差法处理数据将，共十项分成两组，使对应的两项相减，其值即为 的砝码的伸长量。然后求其平均值，于是,实验内容和步骤,二、测出不同下的。测时每次测20个周期的时间，重复测量3次，求其 平均值填入表2。 三、用天平测出小镜子，砝码托盘和砝码的质量，测量3次并记录数据,表一 弹簧伸长量,表二 20次全振动周期,表三 天平测小镜子、托盘和弹簧的质量,注意事项,实验器材的弹簧的最大称重是15g，所以在做实验的过程中要注意不要过于用力，会拉坏弹簧的，还有就是该实验只是测量两组数据，所以操作起来十分快捷方便，一组是弹簧的