1、弹簧振子的简谐振动,实验目的,1 了解简谐振动的规律和特征，测出弹簧振子的振动周期2 测量弹簧的倔强系数和等效质量,实验仪器,气垫导轨、气源、数字毫秒计、光电门，滑块、条形挡光片、弹簧、砝码,实验原理,在水平的气垫导轨上放置一滑块，用两个弹簧分别将滑块和气垫导轨两端连接起来，如图1（a）所示。当弹簧处于平衡位置时，每个滑块的伸长量为x0，当滑块距平衡位置 x时（图1b），若两个弹簧的弹性系数分别为k1、k2，则滑块受到的弹性力 为 k1(x+x0)-k2(x-x0)。,运动方程：,为简谐振动。式中：A振幅 初相位 0 系统的固有频率。 m 系统的有效质量 m=m1+m0 m0弹簧的有效质量 m
2、1滑块和砝码的质量 T振动周期,令 k=2k1 (k1=k2 )，则方程的解为：,改变m1，测出相应的T，根据T与m的关系，求出 k和 m0,实验步骤,调节气垫导轨和计时器，调到正常工作状态。令滑块处于平衡位置，把光电门放在当光板A-A边上，测量振动周期TA。将滑块拉至某位置，并使振幅小于挡板的宽度，然后让 滑块振动。滑块A-A 边二次挡光时，记录TA的值。 5位有效数字，共测10次。再测TB10次. TA和TB的平均值为振动周期T，相应的有效质量为m=m1+m0在滑块上对称加两块砝码，再按步骤2和3测量相应的周期T，系统的有效质量为m=m2+m0。m2为滑块加两砝码的质量。再用m=m3+m0和m=m4+m0测量相应的周期T。测量完毕，先取下滑块，弹簧等，再关气源，切断电源，整理好仪器。在天平上称两弹簧的实际质量与其有效质量比较。,光电门,挡光板,A,A,思考题,仔细观察，可发现滑块的振幅是不断减小的，为什么可认为滑块做简谐振动？实验中应如何尽量保证滑块做简谐振动？,习题,整理实验数据，用逐差法求弹簧的倔强系数 k 和有效质量m0。弹簧的实际质量与有效质量比，哪一个大？求出二者之比。用作图法处理实验数据，并计算出弹簧的倔强系数 k 和有效质量m0。,
