物理实验报告 excel 表格弹簧振子周期公式.doc

利用excel进行弹簧振子周期公式的研究

许建(东南大学能源与环境学院;南京211189)

摘要：弹簧振子的运动是典型的简谐振动，本实验以弹簧振子的运动为研究对象，学习如何对一个运动规律进行观察、分析、测量，再经过数据处理找出实验公式的研究方法。利用excel表格制散点图，可绘制线性直线，直接得到其线性方程，和其相对误差，进而得到弹簧振子的实验周期公式

关键词：弹簧振子excel线性方程

Usingexceltoresearchthecycleformulasofspringvibrator

Abstract:Springoscillatormovementisthetypicalsimpleharmonicoscillator,Thisexperimentfoucsesonspringoscillatormovement,Learninghowtomakeamovementrulebyobservation,analysis,measurement,andbythedataprocessingtofindouttheresearchmethodsofexperimentalformula.Useexcelformthescatterplotchart,canmaplinearstraightline,thelinearequationsobtaineddirectly,andtherelativeerror,andthengetspringvibratorexperimentcycleformula

Keywords:Springvibratorexcellinearequations

引言：

一般我们是用制图纸绘制弹簧振子周期公式变化后的线性直线，由于人为的误差，笔的粗细，取点时候的偏差都会直接影响到精度的测定，所以我推荐使用excel表格进行这些数据的处理，和绘图分析，可以完全减少人为的误差，提高实验的准确精度，同时也可以让大家更加熟悉excel表格的使用

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实验原理与实验技术

弹簧振子的实验振动规律的描述

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体会曲线改直在数据处理中的应用

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研究弹簧质量对振动周期的影响

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小课题

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实验原理

我们已经知道弹簧振子的周期与劲度系数K、振子质量m相关为了找

出它们之间的关系，从量纲分析人手可以假设它们之间满足关系式

T＝AKα

式中“α,β和A均为待定系数如果能通过实验测量和数据处理找到α,β和A的具体数值，那么式(1)就被具体地确定了如果找不出α,β和的A数值，则说明式([)的假设是错误的，还需要对T、K、m二者的函数关系做新的假设、

在实验时．可分别使劲度系数K和振子质量m保持不变，当m的质量保持不变

时．式(1)叮写成

T=

C1=Am

其中，对应于不同的K值(即所选材料和绕制工艺相同但长度不同的弹簧)

有不向的T值，可以测得一组T—K对应的实验数据

再使K保持不变(即选定一根弹簧)，则式(1)又可与成T=

C2=AK

这样，对于不向的m值，又有不同的T值，可以测得T—m对应的实验

数据

从式(2)和式(3)可见，只要α,β不等于I，则T—K和T—m间的关系就不是

直线线关系为了便于图解，可将式(2)祁式(3)取对数．将曲线改直得到

LgT=LgC1

LgT=LgC2

可以看出，通过图示和图解方法．可以求出α,β，C1

(2)或式(3)就可以确定A值当α,β和A值确定之后，弹簧振子的振动规律的实

验公式就可以确定了

实验仪器

电子天平和SP—2型弹簧振子实验仪

弹簧振子实验仪包括振动架、弹簧、砝码、计时器儿部分

振动架：SP—2型弹簧振子实验仪振动架的一侧为—支游标卡尺，用于测量

弹簧的伸长齿?x振动架的顶部横梁上有一只供悬挂弹簧的螺，螺丝上有—

小孔，以便直接挂弹簧略微放松螺丝，可以移动弹簧的总托位置，以免振动时和

卡尺的卡爪相碰

劲度系数K不同的五根弹簧：弹簧从短到长分别规左序号为1—5号

砝码一盒：共六只砝码．编号为0、1、2、…、5其名义质量力20g、50g、55g、

60g、65g、70g

计列器：计时范围为999.99s鼠标式开关，左键为“启动/停止”键