简谐振动实验中弹簧有效质量的测量及误差分析

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摘要 摘要:弹簧是一种利用弹性来工作的机械零件,一般用弹簧钢制成用弹性材料制成的零件在外力作用下发生形变,除去外力后又恢复原状。弹簧在整个工业生产制造中有着至关重要的作用,因为其本身的特性,使用场合广泛,使用量巨大,而且种类繁多,应用范围广。气垫导轨是一种现代化的力学实验仪器,导轨表面与滑块之间有一层很薄的气垫使得滑块可以浮在气垫层上,与导轨轨面脱离接触,极大地减小了以往在力学实验中由于摩擦力引起的误差,因此,通常采用气垫导轨系统来研究简谐振动。简谐振动的理想模型是光滑水平面上的弹簧振子,可以忽略一切阻力和弹簧的质量。但实际的简谐振动运动中的弹簧并不是无质量的理想弹簧,振动周期会受到弹簧质量的影响。在简谐振动实验中,通过改变滑块的质量测量滑块的振动周期,用实验数据进行线性拟合,得到滑块质量与振动周期平方的关系曲线的斜率及截距大小,从而能够准确的计算出弹簧有效质量的大小。实验结果表明,对于轻质弹簧而言,弹簧的有效质量是其质量的1/3,实验误差主要是受滑块的黏滞阻力、空气阻力及弹簧受重力的影响。
出处 《科技新时代》 2022年4期
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出版日期 2022年06月24日(中国期刊网平台首次上网日期,不代表论文的发表时间)
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