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弹簧振子实验报告

弹簧振子实验报告

一、

引言

实验目的

1. 测定弹簧的刚度系数(stiffness coefficient).

2. 研究弹簧振子的振动特性,验证周期公式.

3. 学习处理实验数据.

实验原理

一根上端固定的圆柱螺旋弹簧下端悬一重物后,就构成了弹簧振子.当振子处于静止状况时,重物所受的重力与弹簧作用于它的弹性恢复力相平衡,这是振子的静止位置就叫平衡位置.如用外力使振子离开平衡位置然后释放,则振子将以平衡位置为中心作上下振动.实验研究表明,如以振子的平衡位置为原点(x=0),则当振子沿铅垂方向离开平衡位置时,它受到的弹簧恢复力F在一定的限度内与振子的位移x成正比,即

= (1)

式中的比例常数k称为刚度系数(stiffness coefficient),它是使弹簧产生单位形变所须的载荷.这就是胡克定律.式(1)中的负号表示弹性恢复力始终指向平衡位置.当位移x为负值,即振子向下平移时,力F向上.这里的力F表示弹性力与重力mg的综合作用结果.

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