2019焦利氏秤测量弹簧的有效质量实验报告

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1、焦利氏秤测量弹簧的有效质量实验报告　　实验5《用焦利氏秤测量弹簧的有效质量》实验提要　　实验课题及任务　　《用焦利氏秤测量弹簧的有效质量》实验课题任务是：自然界存在着多种振动现象，其中最简单的振动是简谐振动。一切复杂的振动都可以看成是多个简谐振动合成的。本实验是研究焦利氏秤下面的弹簧的简谐振动，测量弹簧的有效质量，验证振动周期与质量的关系。　　学生根据自己所学的知识，并在图书馆或互联网上查找资料，设计出《用焦利氏秤测量弹簧的有效质量》的整体方案，内容包括：写出实验原理和理论计算公式，研究测量方法，写出实验内容和步骤，然后根据自己设计的方案，进行实验操作，记录

2、数据，做好数据处理，得出实验结果，写出完整的实验报告，也可按书写科学论文的格式书写实验报告。　　设计要求　　⑴通过查找资料，并到实验室了解所用仪器的实物以及阅读仪器使用说明书，了解仪器的使用方法，找出所要测量的物理量，并推导出计算公式，在此基础上设计出测定简谐振动周期与弹簧的倔强系数，弹簧振子的有效质量数值关系的方法，写出实验原理。　　⑵选择实验的测量仪器，设计出实验方法和实验步骤，要具有可操作性。⑶拟出实验步骤，列出数据表格，建议多次测量减小误差。⑷用最小二乘法处理实验数据。⑸分析讨论实验结果。　　实验仪器　　焦利氏秤及附件、天平、秒表或数字毫秒计。　　实

3、验提示　　在一上端固定的弹簧下悬一重量为m的物体，弹簧的倔强系数为K。在弹簧的弹性回复力的作用下，如果略去阻力，则物体作简谐振动。不考虑弹簧自身的质量时，列出振动周期T与质量m，倔强系数K的关系式。　　于焦利氏秤的弹簧K值很小，弹簧自身的有效质量m0与弹簧下所加的物体系的质量相比不能略去，在研究弹簧作用简谐振动时，需考虑其有效质量。若考虑弹簧的有效质量时，T、K、m、m0等关系又如何？　　学时分配　　教师指导(开放实验室)和开题报告1学时；实验验收，在4学时内完成实验；　　提交整体设计方案时间　　学生自选题后2~3周内完成实验整体设计方案并提交。提交整体设计

4、方案，要求用纸质版(电子版用电子邮件发送到指导教师的电子邮箱里)供教师修改。　　用焦利氏秤测量弹簧的有效质量　　实验目的：自然界存在着多种振动现象，其中最简单的振动是简谐振动。一切　　复杂的振动都可以看成是多个简谐振动合成的。本实验是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：秒表、焦利秤、砝码托盘及砝码若干。　　焦利氏秤介绍：1.焦利氏秤的结构　　焦利氏秤是一个精密的称量仪器。在直立的可上下移动的金属杆A的横梁上，悬挂一根弹簧K。弹簧下端挂一个带有水平刻线的长条形平面镜D。平面镜D悬在带水平刻线的玻璃管E中，D下

5、端有一小钩，可用来悬挂砝码盘F。刻度的金属杆A套在金属管J中，空管上附有游标B和可以动的平台C。转动调节旋钮G可使金属杆A上下移动，因而也就调节了弹簧的升降。弹簧上升或下降的距离主尺和游标B确定。倾斜度调节旋钮I可以调整焦利氏秤的水平。主尺简称标尺。　　K　　ABJFG　　EDHC　　I　　图A　　2.焦利氏秤的“三线对齐”使用方法　　在使用焦利氏秤时，应是平面镜D上的水平刻线、玻璃管E的水平刻线各玻璃管水平刻线在反光镜D中的像重合，即“三线对齐”。　　用“三线对齐”方法可保证弹簧下端的位置始终是固定的，而弹簧伸长量△X使可以用米尺和游标卡尺测量出来。　　焦

6、利氏秤的游标是十分游标，分度值是。读数方法和游标卡尺的读数方法一样。　　根据胡克定律，在弹性限度内，弹簧伸长量△X与所加外力F成正比，即F=K△X。式中K是弹簧倔强系数。对于一个特定的弹簧，K值是一定的。如果将已知重量的砝码加到砝码盘中，测出弹簧的伸长量，上面的式子即可计算出该弹簧的K值。这一步称为焦利氏秤的校准。焦利氏秤校准后只要测出弹簧的伸长量，就可以算出作用与弹簧上的外力F。物理天平介绍：1.安装和调整　　①各部件需擦净后安装．吊盘背面标有“1”，“2”标记，应按“左1右2”安装．安装完毕应转动手轮使横梁数次起落，调整横梁落下时的支承螺丝，使横梁起落时

7、不扭动，落下时中刀口离开中刀承，吊盘刚好落在底座上．②调节天平底座水平：调节调平螺丝，使底座上气泡在圆圈刻线中间位置，表示天平已调到水平位置．③调节横梁平衡：用镊子把游码拨到左边零刻度处，转动手轮慢慢升起横梁，以刻度盘中央刻线为准，使指针两边摆动等幅，如不等幅，则应降下横梁调整横梁两端的平衡螺丝，再升起横梁，如此反复，直至横梁平衡．　　2．使用　　①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．②载物

8、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