資源描述：
《奧林匹克物理競賽復(fù)賽---力學(xué)實(shí)驗(yàn).ppt》由會員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在工程資料-天天文庫。
1、奧林匹克物理競賽復(fù)賽---力學(xué)實(shí)驗(yàn)中華物理學(xué)習(xí)網(wǎng)本演示文稿可能包含觀眾討論和即席反應(yīng)。使用PowerPoint可以跟蹤演示時(shí)的即席反應(yīng)，在幻燈片放映中，右鍵單擊鼠標(biāo)請選擇“會議記錄”選擇“即席反應(yīng)”選項(xiàng)卡必要時(shí)輸入即席反應(yīng)單擊“確定”撤消此框此動作將自動在演示文稿末尾創(chuàng)建一張即席反應(yīng)幻燈片，包括您的觀點(diǎn)。7/27/20211山東物理學(xué)會[儀器與用具]支架，不同質(zhì)量（質(zhì)量未知）的重物若干，秒表，米尺,坐標(biāo)紙等。題目彈簧振子特性研究及 重力加速度測量7/27/20212山東物理學(xué)會[要求]1.利用所給器具自己設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方法，驗(yàn)證振動周期與重物質(zhì)量之間的關(guān)系:式
2、中：T為彈簧振子的振動周期，k為彈簧的倔強(qiáng)系數(shù)，m為外加砝碼的質(zhì)量，m0為彈簧和指標(biāo)竿的等效質(zhì)量。2．利用1的數(shù)據(jù)求出重力加速度g的值。3．寫出實(shí)驗(yàn)原理和必要的推導(dǎo)過程。4．寫出完整的實(shí)驗(yàn)步驟、計(jì)算方法或繪制必要的圖。5．實(shí)驗(yàn)中彈簧、標(biāo)桿等的質(zhì)量不能忽略。注意：以卷面為評分依據(jù)7/27/20213山東物理學(xué)會[參考答案]一．實(shí)驗(yàn)原理已知彈簧振動周期與重物質(zhì)量之間的關(guān)系:(1)式中：T為彈簧振子的振動周期，k為彈簧的倔強(qiáng)系數(shù)，m為外加砝碼的質(zhì)量，m0為彈簧和標(biāo)竿的等效質(zhì)量?！適g=kΔx∴7/27/20214山東物理學(xué)會整理(1)式整理得：7/27/202
3、15山東物理學(xué)會由（2）式知：彈簧振動周期的平方T2與外加重物引起彈簧的伸長量Δx成線性關(guān)系。因此，只要測量出加不同重物（不需知道其質(zhì)量）使彈簧的伸長量Δx及對應(yīng)的振動周期T，作T2～Δx關(guān)系曲線，若得到一直線，則證明（2）成立，即（1）得證。求得該直線的斜率，即可得到重力加速度。7/27/20216山東物理學(xué)會整理(1)式整理得：由（2）式知：彈簧振動周期的平方T2與外加重物引起彈簧的伸長量Δx成線性關(guān)系。因此，只要測量出加不同重物（不需知道其質(zhì)量）使彈簧的伸長量Δx及對應(yīng)的振動周期T，作T2~Δx關(guān)系曲線，若得到一直線，則證明（2）成立，即（1）得證
4、。求得該直線的斜率，即可得到重力加速度7/27/20217山東物理學(xué)會二、實(shí)驗(yàn)步驟1．調(diào)整支架底角螺絲使支架垂直。2．彈簧下除指標(biāo)桿外不掛重物，使彈簧靜止，用直尺測量指標(biāo)桿標(biāo)志的位置，記為x0。3．在彈簧下端依此掛上不同質(zhì)量的重物，用直尺分別測出指標(biāo)桿標(biāo)志的位置xi；用秒表分別測量彈簧下端掛上不同質(zhì)量的重物時(shí)振動n個周期所用的時(shí)間ti。數(shù)據(jù)填入表中。7/27/20218山東物理學(xué)會4．用掛不同質(zhì)量重物時(shí)的彈簧位置讀數(shù)xi減去初始位置x0得掛不同質(zhì)量重物時(shí)彈簧的的伸長量Δxi；ti除以n得振動周期T，并計(jì)算其平方T2。5．以Δxi為橫軸，T2為縱軸在直角坐
5、標(biāo)紙上作T2~Δxi關(guān)系曲線，若各實(shí)驗(yàn)點(diǎn)基本在一條直線上，證明T2與Δxi成線性關(guān)系，則（1）式得證。6．在直線上取兩點(diǎn)，求出直線的斜率B，可求得重力加速度。7/27/20219山東物理學(xué)會（或5*.求T2與Δxi的線性相關(guān)系數(shù)γ，若γ>0.99可認(rèn)為兩者成線性關(guān)系。6*．用最小二乘法求出直線的斜率B，可求得重力加速度。）7/27/202110山東物理學(xué)會三、數(shù)據(jù)記錄及處理1．表格序號彈簧位置x(cm)彈簧伸長量Δx(cm)振動60次時(shí)間t(s)振動周期T(s)T2(s2)020.6123.80.4713328.280.222160.0320227.20
6、.6136736.820.376590.0660329.70.6816740.900.464670.0910433.30.7838347.030.614390.1270536.60.8661751.970.750240.1600640.50.9458356.750.89460.1990742.50.9921759.530.984390.2190845.71.0546763.281.112320.2510949.51.1213367.281.257390.28901052.61.1786770.721.389260.32007/27/202111山東物理學(xué)
7、會2．作圖上圖顯示T2與Δxi成線性關(guān)系，則（1）式得證。7/27/202112山東物理學(xué)會3．求重力加速度g在直線上取兩點(diǎn),讀出其坐標(biāo)P1(0.2649,1.2577),P2(0.06028,0.4357),計(jì)算出斜率:則重力加速度為:7/27/202113山東物理學(xué)會*用最小二乘法處理數(shù)據(jù)求T2與Δxi的線性相關(guān)系數(shù)γ:=0.999897/27/202114山東物理學(xué)會=4.01657(S2/m)則:7/27/202115山東物理學(xué)會提示卡彈簧的伸長量Δx與彈簧下所掛重物的質(zhì)量成正比。雖然所給重物的質(zhì)量未知，但只要測量它們使彈簧的伸長量Δx，并證明Δ
8、x與振動周期T2成正比，就證明了質(zhì)量與T2成正比，則證明了成立。7/27/202
