簡諧振動(dòng)實(shí)驗(yàn) ppt

簡諧振動(dòng)實(shí)驗(yàn)ppt第1頁，共21頁，2023年，2月20日，星期三實(shí)驗(yàn)?zāi)康耐ㄟ^在氣墊導(dǎo)軌上的實(shí)驗(yàn)，研究諧振子模型的運(yùn)動(dòng)規(guī)律和主要特征。實(shí)驗(yàn)示意圖光電門Ⅰ光電門Ⅱ氣墊導(dǎo)軌第2頁，共21頁，2023年，2月20日，星期三原理和方法在水平的氣墊導(dǎo)軌上，組成一個(gè)簡諧振動(dòng)系統(tǒng)，根據(jù)牛頓第二定律和胡克定律得到運(yùn)動(dòng)方程方程的解是其中A是振幅，Φ是初位相。振子的圓頻率和周期為第3頁，共21頁，2023年，2月20日，星期三●驗(yàn)證振動(dòng)方程振動(dòng)方程中，x和Sin(ωt+Φ)成線性關(guān)系，可以用圖解法來驗(yàn)證振動(dòng)方程?！耱?yàn)證周期公式及主要特征驗(yàn)證周期和振幅無關(guān);和初位相無關(guān)以及周期公式。本實(shí)驗(yàn)有兩個(gè)主要內(nèi)容第4頁，共21頁，2023年，2月20日，星期三儀器和器材●氣墊導(dǎo)軌和滑塊

氣墊導(dǎo)軌的剖面是中空的鋁制型材，兩面有兩排小孔.有壓縮空氣噴出，使滑塊和導(dǎo)軌之間形成空氣膜，產(chǎn)生一個(gè)近似于沒有摩擦的環(huán)境。氣墊導(dǎo)軌擋光片滑塊壓縮空氣光電門滑塊擋光片氣墊導(dǎo)軌第5頁，共21頁，2023年，2月20日，星期三●多功能測試儀

實(shí)驗(yàn)中我們使用的是華東師范大學(xué)科教儀器廠生產(chǎn)的CS—Z智能數(shù)字測試儀，實(shí)驗(yàn)中我們只是使用了其中的兩種功能。

第6頁，共21頁，2023年，2月20日，星期三多功能計(jì)時(shí)器的工作原理●多功能計(jì)時(shí)器的工作狀態(tài)只有“計(jì)”、“停”兩種，實(shí)驗(yàn)中要測量振子通過距離x所需要的時(shí)t，必須使用如圖的擋光片，這樣它通過兩個(gè)光電門時(shí)就會(huì)分別產(chǎn)生“計(jì)”、“?！眱煞N工作狀態(tài)，記錄時(shí)間t.也可以測量平均速度。第7頁，共21頁，2023年，2月20日，星期三●如果要測量光電門所在位置的速度，那么通過一個(gè)光電門時(shí)要有兩次擋光，因此，跟滑塊一起運(yùn)動(dòng)的擋光片必須是帶有開口槽的，這樣通過一個(gè)光電門時(shí)才能有兩次擋光,滑塊通過一個(gè)光電門的平均速度為?s可以近似地認(rèn)為它就是滑塊通過光電門時(shí)的速度.本實(shí)驗(yàn)中，測量周期時(shí)，要求使用帶有開口槽的擋光片。第8頁，共21頁，2023年，2月20日，星期三●電子天平用來秤重滑塊及附加質(zhì)量塊的質(zhì)量。第9頁，共21頁，2023年，2月20日，星期三●其它器材四副彈簧、附加質(zhì)量塊、擋光片等第10頁，共21頁，2023年，2月20日，星期三實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1.調(diào)節(jié)導(dǎo)軌水平

●靜態(tài)調(diào)節(jié)●動(dòng)態(tài)驗(yàn)證L光電門氣墊導(dǎo)軌滑塊兩點(diǎn)注意：1.滑塊由靜止釋放；2.滑塊應(yīng)該放在導(dǎo)軌中央第11頁，共21頁，2023年，2月20日，星期三2.測量數(shù)據(jù)，驗(yàn)證位移方程●調(diào)節(jié)多功能測試儀擋光片要用條型的。打開電源，顯示“HOLLE”，按選擇鍵一次，顯示“1pd”，儀器進(jìn)入測量狀態(tài)。按下執(zhí)行鍵，顯示消失，測量完成后，要重新測量必須復(fù)位，再次按下執(zhí)行鍵復(fù)位，重新測量，要求進(jìn)行多次測量（五次）。第12頁，共21頁，2023年，2月20日，星期三●調(diào)節(jié)光電門的位置

設(shè)置第一個(gè)光電門位置：使它處在系統(tǒng)平衡位置處，此時(shí)初相位Φ為零?！駵y量x～t數(shù)據(jù)

在系統(tǒng)平衡位置左面20cm處釋放滑塊（振幅20cm)，改變5～6次x,要求進(jìn)行多次測量，每個(gè)x記錄5個(gè)時(shí)間t，取平均值，計(jì)算Sinωt，畫出x～Sinωt圖，驗(yàn)證位移公式。第13頁，共21頁，2023年，2月20日，星期三x/cmt/Sec數(shù)據(jù)記錄表格第14頁，共21頁，2023年，2月20日，星期三3.驗(yàn)證周期公式●調(diào)節(jié)多功能測試儀

擋光片要用帶有開口槽的。打開電源，按選擇鍵六次，顯示“6pd”，按下執(zhí)行鍵，顯示“1”，按選擇鍵，設(shè)置周期數(shù)，（測量1、2，3…個(gè)周期，要設(shè)置1，2，3…），按執(zhí)行鍵，顯示“YES”，測量完成后再按下執(zhí)行鍵，重新測量?！耱?yàn)證周期和振幅、初位相無關(guān)

1.改變釋放點(diǎn)位置，驗(yàn)證周期和振幅無關(guān)；2.改變光電門Ⅰ的位置，驗(yàn)證周期和初位相無關(guān)。第15頁，共21頁，2023年，2月20日，星期三●驗(yàn)證周期公式將周期公式兩邊取對(duì)數(shù)根據(jù)提供的四副彈簧和附加質(zhì)量塊，取得6種以上的值、測得相應(yīng)的周期，要求進(jìn)行多次測量，每鐘組合測5次周期取平均，作出圖，求出斜率和截距，檢驗(yàn)它們是否符合上式的要求。(m由電子天平測量）第16頁，共21頁，2023年，2月20日，星期三補(bǔ)充：作圖法直觀、形象,準(zhǔn)確度要差一些.實(shí)驗(yàn)圖線的繪制：圖紙大小的選擇坐標(biāo)的標(biāo)記和分度實(shí)驗(yàn)點(diǎn)的標(biāo)志圖線的描繪圖線的注解和說明第17頁，共21頁，2023年，2月20日，星期三圖紙的描繪第18頁，共21頁，2023年，2月20日，星期三注意點(diǎn)：1.坐標(biāo)軸的起點(diǎn)坐標(biāo)不一定為零，原則是使作出的圖線充滿整個(gè)圖紙。第19頁，共21頁，2023年，2月20日，星期三2.坐標(biāo)軸的分度：作圖紙的最小分度代表有效數(shù)字準(zhǔn)確數(shù)的最后一位。3.實(shí)驗(yàn)點(diǎn)的標(biāo)識(shí)必須明顯、突出。例如，可以用“

”等符號(hào)。第20頁，共21頁，2023年，2月20日，星期三圖解法:外推法：