实 验 报 告
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实验名称 简谐振动与阻尼振动的研究 实验日期: 年 月 日 实验室: N1-103 [实验目的]:
1. 验证在弹性恢复力作用下,物体作简谐振动的有关规律;测定弹簧的弹性系数K和有效质量m. 2. 测定阻尼振动系统的半衰期和品质因数,作出品质因数Q与质量M的关系曲线。
[仪器用具]:仪器、用具名称及主要规格(包括量程、分度值、精度等)
气垫导轨、滑块、附加质量(2)、弹簧(4)、光电门(2)、数字毫秒计. [实验原理]:根据自己的理解用简练的语言来概括(包括简单原理图、相关公式等)
1.简谐振动 在水平气垫导轨上的滑块的两端连接两根弹性系数、近乎相等的弹簧,两弹簧的另一端分别固定在气轨的两端点。滑块的运动是简谐振动。其周期为:由于弹簧不仅是产生运动的原因,而且参加运动。因此式中不仅包含滑块(振子)的质量,还有弹簧的有效质量。称为弹簧振子系统的有效质量。经验证: 其中,为弹簧质量。假设:则有周期: 若改变滑块的质量,则周期与成正比。。以为纵坐标,以为横坐标,作-曲线。则为一条斜率为的直线。由斜率可以求出弹簧的弹性系数k。求出弹性系数后再根据式求出弹簧的有效质量。
2.阻尼振动 简谐振动是一种振幅相等的振动,它是忽略阻尼振动的理想情况。事实上,阻尼力不可避免,而抵抗阻力做功的结果,使振动系统的能量逐渐减小。因此,实验中发生的一切自由振动,振幅总是逐渐减小以至等于零的。这种振动称为阻尼振动。用品质因数(即值),来反映阻尼振动衰减的特性。其定义为:振动系统的总能量与在一个周期中所损耗能量之比的倍,即;通过简单推导也有:是 阻尼振动的振幅从衰减为所用时间,叫做半衰期。测出半衰期就可以计算出品质因数Q。在实验中,改变滑块的质量。作质量与品质因数的关系曲线。
[实验内容]: 简述实验步骤和操作方法
1. 打开气泵观察气泵工作是否正常,气轨出气孔出气大小是否均匀。
2. 放上滑块,调节气轨底座,使气轨处于水平状态。
3. 把滑块拉离平衡位置,记录下滑块通过光电门10次所用的时间。
4. 改变滑块质量5次,重复第荣誉的力量3步操作。
5. 画出关系曲线,.据关系曲线,求出斜率,并求出弹性系数k。
6. 用天平测量滑块(附挡光片)、每个附加物的质量后;求出弹簧的有效质量。
7. 用秒表测量滑块儿的振幅从云杉镇A0衰减到A0/2所用的时间;求出系统的品质因数Q
8. 滑块上增至4个附加物,重复步骤7作出Q-的关系曲线;
[实验数据]:根据实验步骤设计数据记录表格,并真实、准确地记录实验数据。实验完成后由实验指导教师检查、签字后有效,处理实验数据必须以此为依据,否则该实验项目报告记零分。
单位:s
三个扬州指导教师签名:
心得体会:
实验教师评语:
[实验结果与分析]: 按实验要求处理数据,进行误差分析,并对实验中存在的问题、数据结果等进行总结
一、求弹簧的弹性系数
大连城市交通信息网二、弹簧的有效质量
新贸易保护主义三、做曲线
1、T2—曲线
2、Q—曲线