pasco物理组合实验系列

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1、PASCO物理组合实验系列动力学组合实验朱良铱白志刚编译上海交通大学物理实验中心目录实验3简谐振子……………………………………………………………………3实验4斜面上的振动………………………………………………………………6实验5弹簧的串、并联………………………………………………………….8实验8简谐振动——小车与弹簧系统………………………………………….9实验9能量守恒………………………………………………………………….102实验3简谐振子实验设备带质量块的力学小车（ＭＥ-9430）力学小车轨道2根弹

2、簧支架轻滑轮砝码架和砝码停表细线天平（ＳＥ-8723）实验目的测量一个弹簧和质量系统的振动周期，并与理论值比较。实验原理m理论上弹簧振子的振动周期T=2π，式中Ｔ为一个完整的往复运动时间，ｍ为振子k的质量，ｋ为弹性系数。根据虎克定律，对弹簧的作用力与弹簧压缩或伸长的距离成正比，F=kx，这里k是弹性系数。因此弹性系数可以用实验来确定，即加不同的力使弹簧伸长不同的距离，然后绘制力与距离的关系曲线，得到的直线的斜率等于k。实验步骤Ⅰ计算理论上周期的测量①用天平称出小车的质量，填入表3.1表端。②用静止放

3、在轨道上的小车看它如何滚动来调轨道水平。调节轨道端部水平调节脚的升降，直到静止放置的小车不会在轨道上滚动为止。将带有桌式夹座的轻滑轮安装在轨道一端。③将小车放在轨道上，在小车两端各装一个弹簧，弹簧的一端插在小车的小孔内，另一端装在轨道端部止动架上（见图3.1）图3.1④缚一根细线在小车的端部，并绕过滑轮挂一砝码架如图。⑤在表3.1中记下平衡位置。3⑥增加砝码架上砝码，记下新的位置。对5次不同的砝码量重复做这项工作。小心不可超过弹簧的弹性限度。由于有两根弹簧作用在质量上，这种方法给出的是两根弹簧的总弹

4、性系数。表3.1小车质量＝平衡位置＝增加的质量位置相对平衡位置的位移作用力（mg）Ⅱ实验周期的测量⑦将小车从平衡位置移开一个特定的距离，测量振动5次的时间，并记在表3.2中。⑧对同一初位移（振幅），至少重复5次测量。⑨在小车上增加500ｇ质量，测量5次5个振动的时间。将这些数据记录在表3.2中。表3.2实验次数振动5次的时间周期1没有附加质量2345平均值1带有附加质量2345平均值数据处理Ⅰ理论的周期①利用表3.1的数据绘制力与位移的关系曲线，通过实验数据点画出最适当的直线，并求出直线的斜率，该斜

5、率等于实际的弹性系数k。k＝。4②利用小车的质量和弹性系数，用理论计算式计算出周期。再计算对装有500克质量块的小车系统的理论周期。只有小车时Ｔ＝小车上加质量时Ｔ＝Ⅱ实测的周期①利用表3.2的数据，计算在小车内装和没装500克质量块时，振动5次的平均时间。②用5来除这些时间得到周期，并填入表3.2中。③比较以上结果，计算实测值和理论计算周期值的百分误差。只有小车时Ｅ＝装有质量块时Ｅ＝问题：①当质量增加时，振动的周期是增加还是减少？较重的小车振动是较快，还是较慢？②如果对平衡位置的初位移（振幅）发生变

6、化，其振动周期改变吗？试一下。5实验4斜面上的振动实验设备带质量块的力学小车（ＭＥ-9430）附止动端架和旋轴架的力学小车轨道弹簧砝码及吊架（ＭＥ-9348）底座及支杆（ＭＥ-9355）停表天平（ＳＥ-8723）实验目的测量在不同倾角斜面上的弹簧和质量系统的振动周期，并将它与理论值比较。实验原理m弹簧振子振动周期的理论值计算式为T=2π，式中Ｔ是一个完整的往复运动所需的k时间，m是振子质量，k是弹性系数。根据虎克定律F＝kx。因此测量作用力F与弹簧变形量x的对应关系，便可作图求得直线的斜率k。实验步

7、骤Ⅰ计算理论上周期的测量①用天平称出小车的质量，将它记录在表4.1端部。②将小车放在轨道上，在小车一端的专用小孔上挂一弹簧，弹簧的另一端挂在轨道的端部档架上（如图4.1）。③升高挂有弹簧的轨道尾端，使轨道倾斜，由于弹簧被拉伸，注意轨道倾角不能太大，使弹簧的伸长不要大于轨道长度的一半，测量这个倾图4.1角并记入表4.1上方。④记录平衡位置在表4.1中。⑤在小车上加一质量块并记录新的位置。用5个不同的总质量重复上述实验。注意决不能超过弹簧的弹性限度。Ⅱ测量实验周期⑥将小车从平衡位置移开一特定的距离让它运

8、动。测量振动3次的时间并记在表4.2中。6⑦用相同的初位移（振幅），至少5次重复这一实验。⑧改变斜面的倾角，重复步骤⑥和⑦。表4.1小车质量＝平衡位置＝倾角＝附加质量位置离平衡点的位移力（mg·sinθ）表4.2振动3次的时间角度次数12345平均周期数据处理Ⅰ理论的周期①利用表4.1的数据，计算由小车上的附加质量所引起的力F=mgsinθ，θ角为斜面的倾角。绘制力与位移的关系曲线。通过实验数据点画出最合适的直线，并求出斜率。该斜率等于等效的弹性系数ｋ。ｋ＝②利用小车