简谐振动中如何确定弹簧等效质量

来源：学生作业帮编辑：作业帮分类：物理作业时间：2024/11/09 03:48:56

简谐振动中如何确定弹簧等效质量

实验题目】
气垫导轨研究简谐运动的规律
【实验目的】
1．通过实验方法验证滑块运动是简谐运动.
2．通过实验方法求两弹簧的等效弹性系数和等效质量.
实验装置如图所示.
说明：什么是两弹簧的等效弹性系数?
说明：什么是两弹簧的等效质量?
3.测定弹簧振动的振动周期.
4.验证简谐振动的振幅与周期无关.
5.验证简谐振动的周期与振子的质量的平方根成正比.
【实验仪器】
气垫导轨,滑块,配重,光电计时器,挡光板,天平,两根长弹簧,固定弹簧的支架.
【实验要求】
1．设计方案（1）写出实验原理（推导周期公式及如何计算k和m0 ）.
由滑块所受合力表达式证明滑块运动是谐振动.
给出不计弹簧质量时的T.
给出考虑弹簧质量对运动周期的影响,引入等效质量时的T.
实验中,改变滑块质量5次,测相应周期.由此,如何计算k和m0
（2）列出实验步骤.
（3）画出数据表格.
2．测量
3．进行数据处理并以小论文形式写出实验报告
（1）在报告中,要求有完整的实验原理,实验步骤,实验数据,数据处理和计算过程.
（2）明确给出实验结论.
两弹簧质量之和M= 10-3㎏ = N/m = 10-3㎏
i m
10-3㎏ 30T
s T2
s2 m0
10-3㎏ i m
10-3㎏ 20T
s T2
s2 m0
10-3㎏ K
N/m
1 4
2 5
3 6
4．数据处理时,可利用计算法或作图法计算k和m0的数值,并将m0与其理论值 M0=（1/3）M（ M为两弹簧质量之和）比较,计算其相对误差 .
究竟选取哪种数据处理方法自定．书中提示了用计算法求k和 m0的方法.若采用,应理解并具体化．
【注意事项】
计算中注意使用国际单位制.
严禁随意拉长弹簧,以免损坏!
在气轨没有通气时,严禁将滑块拿上或拿下,更不能在轨道上滑动!
【参考资料】
1．马文蔚等《物理学》,高等教育出版社,1999
2．林抒、龚镇雄,《普通物理实验》,人民教育出版社,1982
3．华中工学院等编《物理实验》（基础部分）,高等教育出版社,1981

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