对实验_弹簧振子振动周期经验公式总结_时间测量的改进.pdfVIP

对实验 “弹簧振子振动 周期经验公式总结”时间测量的改进 周莹 杨燕婷 王敏 李孟亮 广东工业大学实验教学部 510006 摘 要 边取对数 专利 （专利号2007200588095）。对该改 [2] 通过对传统的约利秤的结构和读数标尺进行 （2） 进后约利秤的介绍见参考文献 。改进后 改进，提高了测量精度一个数量级；摒弃传统 的约利弹簧秤的优点：约利弹簧秤总体高 当K不变时， 是常数，则 的手工记录振子周期的方法，改为利用霍尔 度减至0.8m；主尺游标测量精度为0. 之间成线性关系。α是该直线 传感器测量振子周期，消除了人为造成的记 02mm，较传统秤提高了一个量级的精度； 录误差，减少了测量次数。据我们所知，此设 的斜率， 是该直线的截距。同 采用同步齿轮旋转带动螺杆转动机制，从 计是首次将霍尔效应应用在计时的仪器设计 理，当m不变时， 是常数， 而带动测量游标上下滑动。改进后的约利 上。最后我们根据对测量数据的计算，从误差 则 之间成线性关系。β是该直 秤易于操作，而且美观精致，也便于学生直 理论上说明改进后的实验相对传统的实验误 线的斜率， 是该直线的截距， 观的理解约利秤的工作原理。 差要小一个数量级以上。 从而可以得到弹簧振子振动周期的经验公 关键词 式 。 弹簧振子；约利秤；周期计时仪；相对误 2、传统测量仪器和方法的缺陷 差 物理实验常使用约利弹簧秤测量弹簧 中图分类号：O321 劲度系数，作为研究弹簧振子振动周期经 [1-4] 验公式总结的常用实验仪器 。约利秤 通过对研究弹簧振子振动周期经验公 是弹簧秤的一种，就其结构而言，它是一个 式的传统实验仪器进行改进，进一步提高 倒置的弹簧秤，采用三线对齐的原理保持 了测量精度。主要从以下两方面对原有实 弹簧的下端为固定端，上端自由。而振动周 验仪器进行了改进：1）对传统的约利秤的 期数据的读取则采用手工操作秒表的方式。 结构和读数标尺进行了改进，提高测量精 首先，传统的约利秤存在很多的不足， 度一个数量级；2）摒弃传统的手工记录振 主要表现为： 图1 改进后的约利秤和周期计时仪 子周期的方法，改为利用霍尔传感器测量 1）传统的约利有秤1.2m高，放在0.8m 3.2自行设计制作了周期计时仪 振子周期，消除了人为造成的记录误差，减 实验台上，学生是很难读数的。 据我们所知，本设计是首次利用霍尔 少了测量次数。据我们所知，此设计是首次 2）传动装置不当。传统的约利秤的内 效应原理，设计了一个可以自动记录周期 将霍尔效应应用在计时的仪器设计上。最 管采用绳子或钢丝带动，绳子易断，钢丝易 个数和所用时间的计时仪器。首先利用霍 后我