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高中物理用铅直悬挂的钢制弹簧测定重力加速度课外实验

[03-22 23:21:26]   来源:http://www.wenxue9.com  高中物理实验   阅读:8860

概要:高中物理用铅直悬挂的钢制弹簧测定重力加速度课外实验 仪器螺旋弹簧;适当的支承装置(参看图7/2);不超过弹簧弹性限度的最大负荷的砝码和吊钩,停表。 实验原理 将下端挂了负荷的弹簧竖直地从平衡位置拉开后放手,它将作简谐振动,其周期为 其中,M是负荷(包括秤盘)的质量,单位用kg;s是弹簧的质量,单位用kg;k是弹簧的弹性系数,单位用kgf/m;g是重力加速度,单位用m/s2。实验步骤 使用如图7/2所示的装置,如果换了一只弹簧,测出它的k值。往弹簧加上测定k值时所用的最小负荷后,让弹簧在竖直面振动。应保证当弹簧缩短时其线匝不会相碰,否则就要适当地增加负荷。测出多次振动,如100次振动需要的时间,由此求出周期。以相同的增量逐次变化(增加或减少)负荷,并确定相应的周期。 数据处理 把观测数据制成表格(计算出的T2也列入表内),作出M-T2图象,并推导出斜率,此斜率等于kg/4π2,在上面的周期公式中,当给定M时,斜率能从所得到的数据中求出。当k值已知时可由斜率的值计算g的值

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高中物理用铅直悬挂的钢制弹簧测定重力加速度课外实验
     仪器

  螺旋弹簧;适当的支承装置(参看图7/2);不超过弹簧弹性限度的最大负荷的砝码和吊钩,停表。

       实验原理

       将下端挂了负荷的弹簧竖直地从平衡位置拉开后放手,它将作简谐振动,其周期为
       
  其中,M是负荷(包括秤盘)的质量,单位用kg;s是弹簧的质量,单位用kg;k是弹簧的弹性系数,单位用kgf/m;g是重力加速度,单位用m/s2

  实验步骤              使用如图7/2所示的装置,如果换了一只弹簧,测出它的k值。

  往弹簧加上测定k值时所用的最小负荷后,让弹簧在竖直面振动。应保证当弹簧缩短时其线匝不会相碰,否则就要适当地增加负荷。测出多次振动,如100次振动需要的时间,由此求出周期。以相同的增量逐次变化(增加或减少)负荷,并确定相应的周期。

         数据处理

       把观测数据制成表格(计算出的T2也列入表内),作出M-T2图象,并推导出斜率,此斜率等于kg/4π2,在上面的周期公式中,当给定M时,斜率能从所得到的数据中求出。当k值已知时可由斜率的值计算g的值。另外,用一组最精确的数据,也能直接计算出g的值。

  注释:有效质量s/3也可从图象中推导出,它就是在M轴上的截距。将这样得到的值与测量弹簧的质量所得到的值进行比较,两个值相差较大。原因在于截路所在的点离原点很远,这样即使是一条“最好的直线”,其斜率的微小变化也会引起截距的很大变化。在某种程度上避免这个问题的办法是不给出原点,并使图象的点在坐标纸上有一个较好的分布,从而找出斜率,并在这样的图纸上画出一条最佳直线。
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