彈簧勁度系數(shù)的測定

PAGE1-彈簧勁度系數(shù)的測定一、實驗目的1.掌握用胡克定律測定彈簧勁度系數(shù)的原理及方法；2.掌握用簡諧振動測定勁度系數(shù)的原理及方法；3.掌握數(shù)據(jù)處理的重要方法逐差法。二、實驗儀器FD-GLB-II型新型焦利秤實驗儀，物理天平圖11．調(diào)節(jié)旋鈕（調(diào)節(jié)彈簧與主尺之間的距離）2.橫臂3.吊鉤4.彈簧5.初始砝碼6.小指針7.掛鉤8.小鏡子9.砝碼托盤10.游標尺11.主尺12.水平調(diào)節(jié)螺絲13.砝碼組（1g砝碼10片；20g左右砝碼1個）14.小磁鋼15.集成霍耳開關(guān)傳感器16.同軸電纜接線柱17.計數(shù)顯示三、實驗原理1.彈簧在外力作用下將產(chǎn)生形變（伸長或縮短）。在彈性限度內(nèi)由胡克定律知：外力和它的變形量成正比，即（1）（1）式中，為彈簧的勁度系數(shù)，它取決于彈簧的形狀、材料的性質(zhì)。通過測量和的對應關(guān)系，就可由（1）式推算出彈簧的勁度系數(shù)。2.將質(zhì)量為M的物體掛在垂直懸掛于固定支架上的彈簧的下端，構(gòu)成一個彈簧振子，若物體在外力作用下（如用手下拉，或向上托）離開平衡位置少許，然后釋放，則物體就在平衡點附近做簡諧振動，其周期為（2）式中是待定系數(shù)，它的值近似為1/3，是彈簧本身的質(zhì)量，而被稱為彈簧的有效質(zhì)量。通過測量彈簧振子的振動周期，就可由（2）式計算出彈簧的勁度系數(shù)。四、實驗內(nèi)容（一）用新型焦利秤測定彈簧勁度系數(shù)K（1）調(diào)節(jié)底板的三個水平調(diào)節(jié)螺絲，使焦利秤水平。（2）在主尺頂部安裝彈簧，再依次掛入吊鉤、初始砝碼，使小指針被夾在兩個初始砝碼中間，下方的初始砝碼通過吊鉤和金屬絲連接砝碼托盤，這時彈簧已被拉伸一段距離。（3）調(diào)整小游標的高度使小游標左側(cè)的基準刻線大致對準指針，鎖緊固定小游標的鎖緊螺釘，然后調(diào)節(jié)微調(diào)螺絲使指針與鏡子框邊的刻線重合，當鏡子邊框上刻線、指針和像重合時，觀察者方能通過主尺和游標尺讀出讀數(shù)。（4）先在砝碼托盤中放入1克砝碼，然后再重復實驗步驟（3），讀出此時指針所在的位置值。先后放入9個1克砝碼，通過主尺和游標尺依次讀出每個砝碼被放入后小指針的位置，再依次從托盤中把這（5）根據(jù)每次放入或取下砝碼時彈簧所受的重力和對應的拉伸值，用逐差法，求得彈簧的勁度系數(shù)。（二）測量彈簧簡諧振動周期，計算得出彈簧的勁度系數(shù)。（2）彈簧拉伸不能超過彈性限度，彈簧拉伸過長將發(fā)生形變使其損壞。（3）做完實驗后，為防止彈簧長期