简谐振动实验 ppt(精品)

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,简谐振动的研究,实验装置,实验目的,通过在气垫导轨上的实验，研究谐振子模,型的运动规律和主要特征。,实验示意图,光电门,光电门,气垫导轨,原理和方法,在水平的气垫导轨上，组成一个简谐振动系统，,根据牛顿第二定律和胡克定律得到运动方程,方程的解是,其中,A,是振幅，,是初位相。,振子的圆频率和周期为,验证振动方程,振动方程中，,x,和,Sin,(,t+,),成线性关系，可,以用图解法来验证振动方程。,验证周期公式及主要特征,验证周期和振幅无关,;,和初位相无关以及周期,公式,。,本实验有两个主要内容,仪器和器材,气垫导轨和滑块,气垫导轨的剖面是中空的 铝制型材，两面有两排小孔,.,有压缩空气喷出，使滑块和导轨之间形成空气膜，产生一个,近似于没有摩擦的环境。,气垫导轨,挡光片,滑块,压缩空气,光电门,滑块,挡光片,气垫导轨,多功能测试仪,实验中我们使,用的是华东师范,大学科教仪器厂,生产的,CSZ,智能,数字测试仪，实,验中我们只是使,用了其中的两种,功能。,多功能计时器的工作原理,多功能计时器的工作状态只有,“计”、“停”两种，实验中要测量,振子通过距离,x,所需要的时,t,，必,须使用如图的挡光片，这样它通,过两个光电门时就会分别产生,“计”、“停”两种工作状态，记录,时间,t.,也可以测量平均速度。,如果要测量光电门所在位置的速,度，那么通过一个光电门时要有两次,挡光，因此，跟滑块一起运动的挡光,片必须是带有开口槽的，这样通过一,个光电门时才能有两次挡光,滑块通过,一个光电门的平均速度为,s,可以近似地认为它就是滑块通过光电门时的速度,.,本实验中，测量周期时，要求使用带有开口槽的挡光片。,电子天平,用来秤重滑块,及附加质量块,的质量。,其它器材,四副弹簧、附加质量块、挡光片等,实验内容,1.,调节导轨水平,静态调节,动态验证,L,光电门,气垫导轨,滑块,两点注意：,1.,滑块由静止释放；,2.,滑块应该放在导轨中央,2.,测量数据，验证位移方程,调节多功能测试仪,挡光片要用条型的。,打开电源，显示,“,HOLLE”,，,按,选择,键一次，,显示,“,1pd”,，仪器进入测量状态。按下,执行,键，,显示消失，,测量完成后，要重新测量必须复位，,再次,按下,执行,键复位，重新测量，要求进行多次,测量（五次）。,调节光电门的位置,设置第一个光电门位置：使它处在系统,平衡位置处，此时初相位,为零。,测量,x,t,数据,在系统平衡位置左面,20,cm,处释放滑块,（振幅,20,cm,),，改变,5,6,次,x,要求进行多次测量，每个,x,记录,5,个时间,t,，取平均值，计算,Sin,t,，画出,x,Sin,t,图，验证位移公式。,x/cm,t/Sec,数据记录表格,3.,验证周期公式,调节多功能测试仪,挡光片要用带有开口槽的。,打开电源，按,选择,键六次，显示,“,6pd”,，按下,执行,键，显示,“,1”,，,按,选择,键,，,设置周期数，（测量,1,、,2,，,3,个周期，要设置,1,，,2,，,3,），按,执行,键,，,显示,“,YES”,，测量完成后再按下,执行,键，重新测量。,验证周期和振幅、初位相无关,1.,改变释放点位置，验证周期和振幅无关；,2.,改变光电门,的位置，验证周期和初位相无关。,验证周期公式,将周期公式两边取对数,根据提供的四副弹簧和附加质量块，取得,6,种以,上的 值、测得相应的周期，要求进行多次测量，每钟组合测,5,次周期取平均，作出 图，求出斜率和截距，检验它们是否符合上式的要求,。,(,m,由电子天平测量）,补充：,作图法,直观、形象,准确度要差一些,.,实验图线的绘制：,图纸大小的选择,坐标的标记和分度,实验点的标志,图线的描绘,图线的注解和说明,图纸的描绘,注意点：,1.,坐标轴的起点坐标不一定为零，原则是使作出的图线充满整个图纸。,2.,坐标轴的分度：作图纸的最小分度,代表有效数字准确数的最后一位。,3.,实验点的标识必须明显、突出。,例如，可以用“”等符号。,图解法,:,外推法：,可以方便地得到实际上难于测量的点的量值。,求经验公式：,用解析法和图解法可以求得经验公式，也可以利用图解法求得截距和斜率，进而求得相应的物理量。,注意：不能用实验点求斜率。,