弹簧振子实验报告

1/19下载文档可编辑实验目的1.测定弹簧的刚度系数(stiffnesscoefficient).2.研究弹簧振子的振动特性，验证周期公式.3.学习处理实验数据.实验原理状况时,重物所受的重力与弹簧作用于它的弹性是振子的静止位置就叫平衡位置.如用外力使振子则振子将以平衡位置为中心作上下振动.实位置为原点(x=0),则当振子沿铅垂方向2/19下载文档可编辑是使弹簧产生单位形变所须的载荷.这就是胡克定律.式(1)中的负典型的二阶常系数微分方程(3) 的简谐振动，式中的()称为相位，称为初相位.的振子其振动周期为，可得(4)3/19下载文档可编辑它的运动特性(振幅，相位，频率，周期)是所有振动系统共有的基本特性，研究弹簧振子的振动是认识更复杂震动的基础.弹簧的质量弹簧的质量对振动周期也有影响.可以证明，对于质量为的圆(5)了振子的振动.非圆柱弹簧(如锥形弹簧)的等效质量系数不等于1/3.期，考察振子质量和弹簧实验仪器装置4/19下载文档可编辑1.测弹簧质量和刚度系数测定，即在gg=9.801m).为测准，应选一能正确反映弹簧伸长的标志线或面，实验中砝码和弹簧质量要求读到0.01g.22.对同一弹簧测不同振子质量时的周期，验证—之间的规律平均值平均值来计算结果，实验前预先拟好数据表格.(5)式改写为方程5/19下载文档可编辑3.3.对几乎相同的振子质量测不同弹簧的周期，验证之间的规律.律的数据处理中量与近似值的差别不大于素进行修正，其影响也不太大.方程(5)可以变换成为因变量进行直线拟合.6/19下载文档可编辑1.砝码质量与弹簧质量其中质量测量的不确定度均为其中质量测量的不确定度均为0.0001g64986498461917461917964(g)带带标记无(较红色黄色橙色蓝色无(较的弹簧小)大)质量质量30.1633.2034.6039.2340.7243.61(g)7/19下载文档可编辑其中长其中长度测量的不确定度均为.表中长度单位均为mm.读数指弹簧最下端在游标高度尺上的读数.9468悬挂砝0946800量(g)008/19下载文档可编辑黄色弹黄色弹404.5389.5380.4368.3355.0342.8330.6橙色弹375.7315.7299.8284.2267.2252.5236.0蓝色弹381.2320.3303.3286.0267.0250.5233.5无(较369.5286.5264.7241.8219.8196.4173.0下面是以读数下面是以读数为自变量,为因变量进行直线拟合所得的图像:9/19下载文档可编辑RR0.9991图图1无(较小)弹簧mg-xR.98110/19下载文档可编辑RR173R0.999611/19下载文档可编辑RR0.9983R0.999112/19下载文档可编辑弹簧无(较红黄橙蓝无(较小)大)刚度系数14.4112.7910.986.4836.0894.61333.对同一弹簧测不同振子质量时的周期，验证—之间的规律下表：砝码个数砝码个数3456砝码质量砝码质量30.999841.067451.454361.7169(g)50个周期时28.0030.9133.6536.22间(1)(秒)13/19下载文档可编辑间(2)(秒)间(3)(秒)(秒)(秒^2)14/19下载文档可编辑m足线性关系.由斜率计算蓝色弹簧得刚度系数为4.4.对几乎相同的振子质量测不同弹簧的周期，验证之间的规律.律(1)(秒(1)(秒)(3)(3)(秒)(2)(秒)(秒(秒)15/19下载文档可编辑红黄橙蓝无16/19下载文档可编辑RR0.9835(N/m)Γ0.0180.0230.0290.0910.1030.179橙黄蓝17/19下载文档可编辑ΔΔ(N/m)弹簧弹簧无(较红黄橙蓝无(较小)大)刚度系14.41±12.79±10.98±6.483±6.089±4.613±数(N/m)0.200.801.480.050.120.06—18