物理实验惯性秤实验报告

惯性秤实验报告(完全版)

惯性秤实验报告(完全版) 首都师范大学 物理实验报告 实验报告总体不错！ 班级_____信工C班________ 组别_____F________ 姓名______郭洁_______ 学号_1111000187__ 日期_____________ 指导教师___刘丽峰__ 【实验题目】惯性秤【实验目的】 1. 掌握用惯性秤测量物体质量的原理和方法； 2. 学习惯性秤的定标和使用方法； 3. 研究重力对惯性秤的影响。 【实验仪器】 惯性秤及附件一套，光电控制数字计时器，米尺，天平(公用)，水平仪 【实验原理】 【实验内容】 1. 安装和调整测量系统，包括惯性秤和计时系统。使用前要将平台C调成 水平，并检查计时器工作是否正常。 首都师范大学 物理实验报告

2. 检查标准质量块的质量是否相等，可逐一将标准质量块置于秤台上测周 期，如果各质量块的周期测定值的平均值相差不超过1%，在这里就认为标准质量块的质量是相等的，并取标准质量块的质量的平均值为此实验中的质量单位。用所给质量大致相等的砝码作出惯性秤的定标曲线。 3. 测定以圆柱体为负载时秤的周期，并定标曲线查出该圆柱体的惯性质量。 4. 测定惯性秤的劲度系数和秤台的有效质量。 5. 将被测圆柱体悬吊于支架上，细心调整其自悬垂位置，使之恰好处在秤 台中心。测定悬点到圆柱体中心的距离 (用米尺测量)和此时秤台的周期，研究重力对系统周期的影响，验证(2-9)式是否成立。 6. 将秤臂铅直放置，测定秤臂长 (用米尺测量)和秤的周期(负载仍为圆柱 体)，验证(2-10)式是否成立(选做)。 7. 用天平称衡砝码和被测圆柱体的引力质量，分析它与惯性质量的关系。【预习报告】 首都师范大学 物理实验报告 首都师范大学

惯性称实验报告

惯性称实验报告 篇一：惯性秤实验报告(完全版) 实验报告总体不错！ 班级_____信工C班________组别_____F________ 姓名______郭洁_______ 学号_87__ 日期_______ 【实验题目】惯性秤【实验目的】 1. 掌握用惯性秤测量物体质量的原理和方法； 2. 学习惯性秤的定标和使用方法； 3. 研究重力对惯性秤的影响。 【实验仪器】 惯性秤及附件一套，光电控制数字计时器，米尺，天平( 公用) ，水平仪 【实验原理】 【实验内容】 1. 安装和调整测量系统，包括惯性秤和计时系统。使用前要将平台C调成 水平，并检查计时器工作是否正常。 2. 检查标准质量块的质量是否相等，可逐一将标准质量块置于秤台上测周 期，如果各质量块的周期测定值的平均值相差不超过1%，在这里就认为标准质量块的质量是相等的，并取标准质量块

的质量的平均值为此实验中的质量单位。用所给质量大致相等的砝码作出惯性秤的定标曲线。 3. 测定以圆柱体为负载时秤的周期，并由定标曲线查出该圆柱体的惯性质量。 4. 测定惯性秤的劲度系数和秤台的有效质量。 5. 将被测圆柱体悬吊于支架上，细心调整其自由悬垂位置，使之恰好处在秤 台中心。测定悬点到圆柱体中心的距离 (用米尺测量)和此时秤台的周期，研究重力对系统周期的影响，验证(2-9)式是否成立。 6. 将秤臂铅直放置，测定秤臂长 (用米尺测量)和秤的周期(负载仍为圆柱 体)，验证(2-10)式是否成立(选做)。 7. 用天平称衡砝码和被测圆柱体的引力质量，分析它与惯性质量的关系。【预习报告】 小圆柱质量大圆柱质量 103 189．5 s k b m 小圆柱质量大圆柱拉线 1.9251 20. 0.0962 0.04997143 0.1 0.2 0.6 【实验数据分析】 1.小圆柱本身质量是103g，用我们这种方法测出来的是

物理实验-惯性秤-实验报告

班级__信工C班___ 组别______D______ 姓名____李铃______ 学号_1111000048_ 日期___2013.3.20___ 指导教师__刘丽峰__ 【实验题目】_________惯性秤 【实验目的】 1.掌握用惯性秤测量物体质量的原理和方法； 2.学习惯性秤的定标和使用方法； 3.研究重力对惯性秤的影响。 【实验仪器】 惯性秤及附件一套，光电控制数字计时器，米尺，天平(公用)，水平仪。【实验原理】 惯性秤的主要部分是两条相同的弹性钢带(称为秤 臂)连成的一个悬臂振动体A，振动体的一端是秤台B， 秤台的槽中可放入定标用的标准质量块。A的另一端 是平台C，通过固定螺栓D把A固定在E座上，旋松 固定螺栓D ，则整个悬臂可绕固定螺栓转动，E座可 在立柱F上移动，挡光片G和光电门H是测周期用的。 光电门和计时器用导线相连。将秤台沿水平方向稍稍 拉离平衡位置后释放，则秤台在秤臂的弹性恢复力作 用下，沿水平方向作往复振动。其振动频率随着秤台 的载荷的变化而变化，其相应周期可用光电控制的数

字计时器测定，进而以此为基础，可测定负载的惯性质量。立柱顶上的吊竿I可用来悬挂待测物(一圆柱形物体)，另外本仪器还可将秤臂铅垂地安装，研究重力对秤的振动周期的影响。 根据牛顿第二定律f=ma，可以写成m=f/a。若以此式作为质量的定义，则称为惯性质量。 在秤臂水平放置时，将秤台沿水平方向拉离平衡位置后释放。秤台及加于其上的负载在秤臂弹性恢复力f作用下，将做水平往复振动，此时重力因与运动方向垂直，对水平方向的运动影响很小，可以忽略不计。当振幅较小时，可以把这一振动当作简谐振动处理。若秤台偏离平衡位置的位移为x时，秤台所受到的弹性恢复力为f=-kx，其中k 为悬臂振动体的劲度系数。根据牛顿第二定律，其运动方程可写成 (2-1) 其中m0为振动体空载时的等效质量，m为秤台上加入的附加质量块(砝码或被测物)的质量。当初相为零时，(2-1)式的解可表示为

惯性质量的测定

2.8 惯性质量的测定 惯性质量和引力质量是由两个不同的物理定律——牛顿第二定律和万有引力定律引入的两个物理概念，前者是物体惯性大小的量度，后者则是物体引力大小的量度。现已精确证明，任一物体的引力质量和它的惯性质量成正比，两种质量若以同一物体作为单位质量，则任何物体的两种质量是相同的，可以用同一物理量“质量”来表示惯性质量和引力质量。因此，原则上讲，可以有两种测定质量的方法：一是通过待测物体和选作质量标准的物体达到力矩平衡的杠杆原理求得，用天平称量质量就是根据该原理；另一种是由测定待测物体和标准物体在相同的外力作用下的加速度而求得。惯性秤测定质量就是根据后者。但惯性秤不是直接比较物体的加速度，而是用振动法比较反映物体加速度的振动周期，来确定物体的质量。该方法对处于失重状态下物体质量的测定有独特的优点。 本实验的主要内容是用惯性秤测定待测金属圆柱体的惯性质量，并且研究重力对惯性秤的影响。 一、实验目的 1、掌握用惯性秤测定物体质量的原理和方法。 2、了解仪器的定标和使用。 二、实验仪器 惯性秤 周期测定仪 用于仪器的定标采用的标准质量块 待测圆柱体 三、实验原理 惯性秤是用振动法来测定物体惯性质量的装置，其装置图如图（2-8-1）所示惯性秤平台调平后，将其沿水平方向推开一小段距离，然后松手，平台及其上的物体将在振臂的弹性恢复力作用下左右摆动。在平台上负载不大且平台位移较小的情况下，可以近似地认为弹性恢复力和平台位移成正比，即平台是在水平方向作简谐振动。设弹性恢复力kx F -=（k 为秤臂的弹性系数，x 为平台质心偏离平衡位置的距离），根据牛顿第二定律，可得 kx dt x d m m i -=+220)( （2-8-1） 式中0m —平台的等效惯性质量， i m －为砝码或待测物的惯性质量， k －为悬臂振动体的倔强系数。 解此方程，得平台及其上物体的周期为 k m m T i +=02π （2-8-2） 将(2-8-2)式两侧平方，改写成 i m k m k T 2 022 44ππ+= 即 22 04T k m m i π + -= （2-8-3） 上式表明，惯性秤水平振动周期T 的平方和附加质量成线性关系。当测出各已知附加 质量所对应的周期值，可作直线图或曲线图，就是该惯性秤的定标线（如图（2-8-2）所示），

惯性质量

惯性质量 质量是指物体中所包含的物质的量。以牛顿第二定律所表现出的质量称为惯性质量，以万有引力定律所表现出的质量称为引力质量。这两种质量实际上在可测精度内相等，但目前尚无理论把两者统一起来。 惯性质量和引力质量是两个不同的物理概念。万有引力定律公式中的质量称为引力质量，它表示物体产生引力场或变引力作用的本领，一般用天平称得的物体质量就是物体的引力质量。牛顿第二定律公式中的质量称为惯性质量，它是物体惯性的量度，用惯性秤可以确定物体的惯性质量。 物体在恒力F作用下做加速度为a的直线运动，如果没法测出F和a，可求得物体的惯性质量。实验室中采用使物体在弹性力作用下做变加速直线运动，即简谐运动的方法来确定其惯性质量，也就是通过测定其振动周期T=2*pi*sqr(m/k) ，来比较物体的惯性质量。 我们排除掉特殊的物质所具有的特殊性，比如电荷具有的电的作用，具有磁性的物质具有的磁的作用，而仅考察所有的物质所具有的共性。大量的经验事实使我们可以得到两种获得物体质量的方法。 一种方法是利用物体本身具有的惯性，给这个物体施加一个矢量的作用力，那么这个物体会在这个作用力的作用下发生存在状态的改变。这一点是所有特定质量的物质都具备的。我们通常将这种方法所测得的质量叫做惯性质量。具体的方法则是： 在物体处于特定存在状态的时候，如果要改变这种存在状态，那么必然要对这个物体施加作用力，根据牛顿第二运动定律，我们可以得到，在物体所受到的作用力不变的情况下，物体的质量同加速度成反比。我们只要测定了作用力的大小和物体加速度的大小，那么就可以确定物体的质量。 另一种方法是处于引力场中的具有质量的物质，都会受到引力的作用。在同一引力场强度下，物体所受到的作用力同物体的质量成正比。我们通常将这种方法得出的质量叫做引力质量。我们现在所应用的质量模式可以认为是引力质量模式。因为引力质量是我们采用质量的定义所得到的最初的模式。 但实际上，这样的一种经验结论是通过大量的处于地球引力场中的物体进行观察所得出

实验1.3 惯性秤测量质量

实验1.3 用惯性秤测量质量 物理天平和分析天平是用来测量质量的仪器，但它们的原理都是基于引力平衡，因此测出的都是引力质量，为进一步加深对惯性质量概念的了解，本实验使用动态的方法，测量物体的惯性质量，以期与引力质量作出比较． 【实验目的】 1．掌握用惯性秤测定物体质量的原理和方法； 2．了解仪器的定标和使用。 【实验仪器】 惯性秤，周期测定仪，定标用标准质量块（共10块），待测圆柱体。 【实验原理】 根据牛顿第二定律F ma =，有/m F a =，把同一个力作用在不同物体上，并测出各自的加速度，就能确定物体的惯性质量。 常用惯性秤测量惯性质量，其结构如图1.3-1所示．惯性秤由平台(12)和秤台(13)组成，它们之间用两条相同的金属弹簧片(8)连接起来。平台由管制器(9)水平地固定在支撑杆上，秤台用来放置砝码和待测物(5)，此台开有一圆柱孔，该孔和砝码底座(包括小砝码和已知圆柱体)一起用以固定砝码组和待测物的位置。 当惯性秤水平固定后，将秤台沿水平方向拨动1 cm 左右的距离，松开手后，秤台及其上面的物体将做水平的周期性振动，它们虽同时受到重力和秤臂的弹性恢复力的作用，但重力垂直于运动方向，对此运动不起作用，起作用的只有秤臂的弹性恢复力。在秤台上的负荷不大，且秤台位移很小的情况下，可以近似地认为秤台的运动是沿水平方向的简谐运动。 设秤台上的物体受到秤臂的弹性恢复力为F kx =-，k 为秤臂的劲度系数，x 为秤台水平偏离平衡位置的距离，根据牛顿第二定律，运动方程为： ()202i d x m m kx dt +=- (1.3-1) 图1.3-1 惯性秤示意图

大学物理实验报告复摆法测重力加速度

山东理工大学物理实验报告 实验名称： 复摆法侧重力加速度 姓名：李 明 学号：05 1612 时间代码：110278 实验序号：19 院系： 车辆工程系 专业： 车辆工程 级.班： 2 教师签名： 仪器与用具：复摆、秒表。复摆，一块有刻度的匀质钢板，板面上从中心向两侧对称的开一些悬孔。 另有一固定刀刃架用以悬挂钢板。调节刀刃水平螺丝，调节刀刃水平。 实验目的：①了解复摆小角摆动周期与回转轴到复摆重心距离的关系。②测量重力加速度。 实验报告内容（原理预习、操作步骤、数据处理、误差分析、思考题解答） [实验原理] 一个围绕定轴摆动的刚体就是复摆。当复摆的摆动角θ很小时，复摆的振动可视为角谐振动。根据转动定律有 22dt d J J mgb θ βθ-=-= 即 02 2=+θθJ m gb dt d 可知其振动角频率 J mgb = ω 角谐振动的周期为 mgb J T π 2= （3.3.10） 式中J 为复摆对回转轴的转动惯量；m 为复摆的质量；b 为复摆重心至回转轴的距离；g 为重力加速度。如果用Jc 表示复摆对过质心轴的转动惯量，根据平行轴定理有 2mb Jc J += (3.3.11) 将式（3.3.11）代入式（3.3.10）得 mgb mb Jc T 2 2+=π （3.3.12） 以b 为横坐标，T 为纵坐标，根据实验测得b 、T 数据，绘制以质心为原点的T-b 图线，如图3.3.3所示。左边一条曲线为复摆倒挂时的b T '-'曲线。过T 轴上1T T =点作b 轴的平行线交两条曲线于点A 、B 、C 、D 。则与这4''''

设1b A O ='，2b B O ='，1 b C O '='，2b D O '='，则有 1 2112 1 122b m g b m Jc m gb m b Jc T ''+=+=ππ 或 2 22 22 2122b m g b m Jc m gb m b Jc T ''+=+=ππ 消去Jc ，得 g b b g b b T 2 2 11122'+='+=ππ （3.3.13） 将式（3.3.13）与单摆周期公式相比较 ，可知与复摆周期相同的单摆的摆长 1 1b b l '+=或 22b b l '+=，故称1 1b b '+（或22b b '+）为复摆的等值摆长。因此只要测得正悬和倒悬的T-b 曲线，即可通过作b 轴的平行线，求出周期T 及与之相应的1 1b b '+或22b b '+，再由式（3.3.13）求重力加速度g 值。 [实验内容] (1) 将复摆一端第一个悬孔装在摆架的刀刃上，调解调节螺丝，使刀刃水平，摆体竖直。 (2) 在摆角很小时（θ

大学物理实验--第1部分 力学、热学

第一部分力学、热学 长度测量 ⑴使用游标时，怎样识别它的精度？ ⑵如何从卡尺和螺旋测微计上读出被测的毫米整数和小数？ 密度的测量 ⑴用静力秤衡法测固体密度，在秤浸入液体中的固体质量时，能否让固体接触烧杯壁和底部，为什么？ ⑵在测量时如果比重瓶①装满水，内有气泡；②装满水和固体，内有气泡。试分别讨论实验结果偏大还是偏小？ ⑶如要测定一块任意形状的石蜡的密度，试选择一种实验方法，写出测量的步骤。 ⑷若已精确地知道砝码组里质量最大的一个砝码的真实值，能否通过它来校准整个砝码组？若知道砝码组中任一个砝码的精确值呢？能行吗？ 三线悬盘测刚体转动惯量 ⑴为什么：两盘水平，三根悬线长度相等？ ⑵怎样启动三线摆才能防止晃动？ ⑶为什么三线摆的扭转角不能过大？ ⑷仪器常数m 0、m 1 、m 2 应选用什么仪器测量？a和b分别表示什么距离？为什么周期T要通过测量50 周的时间50T计算得到，直接测量行吗？ 碰撞和动量守恒 ⑴分析实验过程中的守恒原理，动量和能量是否遵守同一守恒定律、你能给出什么结论？ ⑵比较以下实验结果： ①把光电门放在远离及靠近碰撞位置； ②碰撞速度大和小； ③正碰与斜碰 ④导轨中气压大与小。 拉伸法测杨氏模量 ⑴仪器调节的步骤很重要，为在望远镜中找到直尺的象，事先应作好哪些准备，试说明操作程序。 ⑵如果在调节光杠杆和镜尺组时，竖尺有5度的倾斜，其它都按要求调节。问对结果有无影响？影响多大？如果竖尺调好为竖直而小镜有5度的倾斜，对结果有无影响？ ⑶本实验中各个长度量用不同的仪器来测量是怎样考虑的，为什么？

⑷利用光杠杆把测微小长度△L变成测D等量，光杠杆放大率为2D／l，根据此式能否以增加D减少1来提高放大率？这样做有无好处？有无限度？应怎样考虑这个问题？ ⑸试试加砝码后立即读数和过一会读数，读数值有无区别，从而判断弹性滞后对测量有无影响。由此可得出什么结论？ 天平测量质量 定义惯性质量的灵敏度为：，试问：为了提高惯性秤的灵敏度，应注意哪几点？试分别讨论实验结果偏大还是偏小？ 惯性秤测量质量 ⑴处在失重状态的某一个空间有两个质量完全不同的物体，试用天平区分他们引力质量的大小；若用惯性秤，能区分他们的惯性质量大小吗？ ⑵定义惯性质量的灵敏度为： 直线运动中速度的测量 ⑴气垫导轨调平的标准是什么？ ⑵如何消除气垫导轨气流阻力对实验的影响？ ⑶气垫未调平对速度、加速度的测量结果有何影响？ 声速的测量 ⑴固定两换能的距离改变频率，以求声速，是否可行？ ⑵各种气体中的声速是否相同，为什么？ 用弦振动形成的驻波求振动频率 ⑴驻波有什么特点？在驻波中波节能否移动，弦线有无能量传播？ ⑵如砝码有摆动，会对测量结果带来什么影响？ 二维碰撞运动的研究 ⑴气桌调平的作用是什么？气桌的不平度对实验结果有何影响？ ⑵测量了磁性浮子碰撞前后的动量后，如何从分析误差的角度来说明体系的动量是守恒的？ 空气密度的测量 ⑴在测量空气密度时，称衡质量为何要用复称法？ ⑵空气浮力、砝码误差对质量称衡的影响如何？ 表面张力系数的测定 ⑴焦利氏秤法测定液体的表面张力有什么优点？

实验十七 惯 性 秤

实验十七 惯 性 秤 惯性质量和引力质量是两个不同的物理概念。万有引力定律方程中的质量称为引力质量，它是一物体与其它物体相互吸引性质的量度，用天平称衡的物体质量就是引力质量；牛顿第二定律中的质量称为惯性质量，它是物体惯性大小的量度，用惯性秤称衡的质量是物体的惯性质量。 【实验目的】 1.了解惯性秤的结构并掌握用惯性秤测定物体质量的原理和方法； 2.了解仪器的定标和使用方法。 3.研究重力对惯性秤的影响。 【实验仪器】

惯性秤、周期测定仪、定标用标准质量块（共10块）、待测圆柱 体。 图17-1为惯性秤，使用振动法来测定物体惯性质量的装置，其主要

部分是两根弹性钢片连成的一个悬臂振动体，振动体的一端是秤台，秤台的槽中可插入定标用的标准质量块。的另一端是平台，通过固定螺栓把固定在座上，旋松固定螺栓，则整个悬臂可绕固定螺栓转动，座可在立柱上移动，挡光片和光电门是测周期用的。光电门和周期测试仪用导线相连。立柱顶上的吊杆用以悬挂待测物，研究重力对秤的振动周期的影响。 图17-1 周期测定仪用于测定悬臂振动体的振动周期，其使用方法可参阅仪器说明书。 【实验原理】 当惯性秤沿水平方向固定后，将秤台沿水平方向推开1，手松开后惯性秤的秤台及其上的负载将在水平方向作微小振动，由于所受的重力方向垂直于运动方向，对物体运动加速度不起作用，而决定物体加速度的只有秤臂的弹性力。在秤台负载不大且秤台的位移较小情况下，实验证明秤台水平方向作简谐振动，设弹性回复力为，秤台质心偏离平衡位置的位移为，则 根据牛顿第二定律，可得 （17-1） 式中为秤台的惯性质量，为砝码或待测物体的惯性质量，为悬臂振动体的劲度系数。将式（17-1）变形为 （17-2） 设则有： （17-3） 微分方程（17-3）的解为 其振动周期由下式决定： （17-4） 式中为振动体空载时的等效质量，为秤台上插入的附加质量块的质量，将式(6-1)两侧平方，(17-4)改写成

惯性秤实验报告

实验报告总体不错！ 班级_____信工c班________ 组别_____f________ 姓名______郭洁_______ 学号_1111000187__ 日期_______2013.3.6______ 指导教师___刘丽峰__ 【实验题目】惯性秤【实验目的】 1. 掌握用惯性秤测量物体质量的原理和方法； 2. 学习惯性秤的定标和使用方法； 3. 研究重力对惯性秤的影响。 【实验仪器】 惯性秤及附件一套，光电控制数字计时器，米尺，天平( 公用) ，水平仪 【实验原理】 【实验内容】 1. 安装和调整测量系统，包括惯性秤和计时系统。使用前要将平台c调成 水平，并检查计时器工作是否正常。 2. 检查标准质量块的质量是否相等，可逐一将标准质量块置于秤台上测周 量。 4. 测定惯性秤的劲度系数和秤台的有效质量。 5. 将被测圆柱体悬吊于支架上，细心调整其自由悬垂位置，使之恰好处在秤 台中心。测定悬点到圆柱体中心的距离 (用米尺测量)和此时秤台的周期，研究重力对系 统周期的影响，验证(2-9)式是否成立。 6. 将秤臂铅直放置，测定秤臂长 (用米尺测量)和秤的周期(负载仍为圆柱 体)，验证(2-10)式是否成立(选做)。 7. 用天平称衡砝码和被测圆柱体的引力质量，分析它与惯性质量的关系。【预习报告】 小圆柱质量大圆柱质量 103 189．5 s k b m 小圆柱质量大圆柱拉线 1.9251 20.50720358 0.0962 0.04997143 0.101750661 0.197021902 0.158752856 【实验数据分析】 1.小圆柱本身质量是103g，用我们这种方法测出来的是102g，相差1g。 2.大圆柱本身 质量是189.5g，用我们这种方法测出来的是197g，相差7g。 3.验证公式。等式左边1.183347，等式右边1.244553，相差0.061206。 可见这些实验都是有误差的。 我们自己测出来的值出现误差的原因可能和钢带振动幅度有很大关系，因为同一个物体 幅度只要变化一点儿，我们就能在周期上发现直观发现区别。有些质量较大的物体，我们为 了使它达到30次的周期，会把幅度调大。而实验并不是在真空无空气阻力的条件下进行。这 应该会对实验结果造成一定影响。 另外测量l的值，估读时也会具有误差，这就导致等式左右可能不完全相等。 【思考题】 在太空失重的条件下，宇航员是如何测体重的？ 答：宇航员在空间站上称体重时，宇航员坐在特制的振动装置中（已知的装置弹簧劲度 系数）使弹簧发生振动。测量仪通过测量弹簧的振动周期，即可测量出宇航员的体重。篇二： 物理实验-惯性秤-实验报告 班级__信工c班___ 组别______d______

物理实验惯性秤实验报告 2

班级__信工C班___ 组别_＿____D_____＿ 姓名____李铃__＿___ 学号_1１11000０4８_日期＿＿_２０13、3、20＿_＿指导教师__刘丽峰＿＿ 【实验题目】____＿__＿_惯性秤 【实验目的】 ??1、掌握用惯性秤测量物体质量的原理与方法; ?2、学习惯性秤的定标与使用方法; ３、研究重力对惯性秤的影响。 【实验仪器】 ?惯性秤及附件一套,光电控制数字计时器,米尺,天平(公用),水平仪。 【实验原理】 惯性秤的主要部分就是两条相同的弹性钢带(称为 秤臂)连成的一个悬臂振动体A,振动体的一端就是秤 台B,秤台的槽中可放入定标用的标准质量块。A的另 一端就是平台C,通过固定螺栓D把Ａ固定在E座上, 旋松固定螺栓D ,则整个悬臂可绕固定螺栓转动,E座 可在立柱F上移动,挡光片G与光电门H就是测周期 用的。光电门与计时器用导线相连。将秤台沿水平方 向稍稍拉离平衡位置后释放,则秤台在秤臂的弹性恢复 力作用下,沿水平方向作往复振动。其振动频率随着秤 台的载荷的变化而变化,其相应周期可用光电控制的数 字计时器测定,进而以此为基础,可测定负载的惯性质量。立柱顶上的吊竿Ｉ可用来悬挂待测物(一圆柱形物体),另外本仪器还可将秤臂铅垂地安装,研究重力对秤的振动周期的

影响。 根据牛顿第二定律f=ma,可以写成m＝f/a。若以此式作为质量的定义,则称为惯性质量。 在秤臂水平放置时,将秤台沿水平方向拉离平衡位置后释放。秤台及加于其上的负载在秤臂弹性恢复力f作用下,将做水平往复振动,此时重力因与运动方向垂直,对水平方向的运动影响很小,可以忽略不计。当振幅较小时,可以把这一振动当作简谐振动处理。若秤台偏离平衡位置的位移为ｘ时,秤台所受到的弹性恢复力为f=-kx,其中k为悬臂振动体的劲度系数。根据牛顿第二定律,其运动方程可写成 (２-１) 其中m０为振动体空载时的等效质量,ｍ为秤台上加入的附加质量块(砝码或被测物)的质量。当初相为零时,(2-１)式的解可表示为 其中ｘ0为秤台的振幅,其圆频率, 其周期Ｔ则可表示为(2－2) 一、惯性质量的测定与惯性秤的定标 在弹性限度内,即k为常数(更确切的说就是忽略随负载的微小变化)的情况下,对应于空秤与不同负载m1与ｍｘ,由(2-2)式可以分别得到 (2-3) 从(2－3)式中消去k及m０,得:(2-4) 由(２－4)式可见,当已知质量ｍ１时,只要分别测得Ｔ0、Ｔ１与Tx,就可以求得未知质量ｍx。这就就是使用惯性秤测质量的基本原理与方法。这种方法就是以牛顿第二定

《普通物理实验》课程教学指南

《普通物理实验》课程教学指南 《普通物理实验》课程代码为，是我院首批重点建设课程之一，被评选为甘肃省首批精品课程。分为《力学实验》、《热学实验》、《电磁学实验》、《光学和原子物理实验》四部分。总共114学时，在第二学期、第三学期和第五学期开设。 力学实验 《力学实验》是《普通物理实验》中的一个重要组成部分。为进一步加强课程建设，全面提高课程教学水平和教学效果，使学生进一步了解教学内容和教学要求，提高学习的主动性和积极性，让学生了解力学实验课的有关信息，现编制《力学实验》课程教学指南，供学生在实验中使用。 《力学实验》一般在第二学期开设，共42学时，分组循环实验，课程选用的主要教材是甘肃科学技术出版社出版的《物理实验》。与教材有关的主要教学参考书和刊物有： ⑴《大学物理实验》编写组在1998年1月编写由厦门出版社出版的《大学物理实验》。 ⑵龚镇雄，刘雪林在1990年9月编写由北京大学出版社出版的《普通物理实验指导》。 ⑶杨述武在2000年5月主编由高等教育出版社出版的《普通物理实验》（一、力学及热学部分）第三版。 ⑷黄志敬在1991年5月主编由陕西师范大学出版社出版的《普通物理实验》。 ⑸李平舟等在2002年2月主编由西安电子科学技术大学出版社出版的《大学物理实验》。 ⑹曾贻伟等在1989年11月编写由北京师范大学出版社出版的《普通物理实验》。 ⑺赵家凤在2000年6月主编由科学出版社出版的《普通物理实验》。 ⑻方鸿辉，刘贵兴在2000年6月主编由上海科学普及出版社出版的《创造性物理实验》 ⑼历年的《物理实验》杂志。 ⑽历年的《大学物理实验》杂志。 《力学实验》是用实验的方法去观察、研究物理现象、规律。教学目标是应用所学得的理论知识指导实验，从理论和实验的结合上加深、扩展对物理基本概念和规律的认识，加强理论联系实际和提高学生的实验能力。《力学实验》一共有11个，在《普通物理实验》中占总学时的37%，占总成绩的37%，在整个《普通物理实验》中占据重要地位，发挥着训练学生基本技能的重要作用。《力学实验》教学中主要采用自学、讲授、指导、操作、数据处理相结合的方法。《力学实验》主要内容包括： 绪论（9学时） ⑴普通物理实验的地位和作用。 ⑵普通物理实验的过程和各个教学环节的要求。 ⑶实验室规则 测量误差及数据处理 ⑴测量和误差的基本概念。 ⑵测量结果的正确表示。 ⑶误差的估算及其意义。 ⑷有效数字的概念和运算法则。 ⑸数据处理的基本方法。 力学实验（33学时） 实验一长度的测定 实验目的：⑴分别用游标卡尺测量待测物体的尺寸，并求体积。 ⑵利用读数显微镜测量待测物体的尺寸。 ⑶多次测量误差的运算，求绝对误差和相对误差。

单摆验证惯性质量与引力质量相等

用单摆实验证明物体的惯性质量等于引力质量 1.教学目标： 在牛顿第二定律F=ma 中，质量m 为物体的惯性质量，而在万有引力定律F=G r 2 Mm 中， 质量m 为物体的引力质量。本次试验，通过实验理解和认识物体的惯性质量和引力质量的定义概念，并探索引力质量和惯性质量是否想等。 2.实验目的： 理解物体的惯性质量和物体的引力质量。 练习和学会使用单摆。 学会使用秒表和游标卡尺以及正确读数。 3实验原理： 牛顿通过单摆实验得，在θ小于50角度很小时，周期T 与摆长L 成反比，跟g 的平方根成反比，与m 无关，所以物体的惯性质量与引力质量相等。牛顿第二定律中F=ma 中的质量m 为物体的惯性质量，而在万有引力定律 r 2 Mm 中质量为物体的引力质量。在单摆中 物体做简谐振动时（如图所示），重力在切线方向上的分力F= m 引 θsin g 在角度比小的情况下： sin θ=θ 所以 F= m 引 θsin g =m 引g θ 而力F 提供了回到平衡位置上的力，满足 F=m 惯a 所以 F=m 惯a=m 引g θ F=m 惯a 所以

F=m 惯a=m 引g θ 则 m 惯 a=m 引g θ m 引 g θ=L dt θd 2 L m m 惯 引 g ?θ=θ θ -(L m m 惯引g )θ=0 令 L m m 惯 引 g = ω 2 则 L m m 惯 引 g ?θ= ω 2 θ 所以 θ -ω 2 θ=0 Θ=cos A (ωx+?) ω 2 =） （ T 22 λ =L m m 惯 引 g T 2 = g L 4 m m 2 惯引 π T =π 2g L ?m m 引 惯 T 1=π 2g L T =T 1? m m 引 惯 T T 12 2 =m m 引 惯

惯性称实验报告

实验报告总体不错！ 班 级_____信工c班________ 组 别_____f________ 姓 名 ______郭洁_______ 学 号_1111000187__ 日 期 _______2013.3.6______ 指导教师___刘丽峰__ 【实验题目】 惯性秤 【实验目的】 1. 掌握用惯性秤测量物体质量的原理和方法； 2. 学习惯性秤的 定标和使用方法； 3. 研究重力对惯性秤的影响。 【实验仪器】 惯性秤及附件一套，光电控制数字计时器，米尺，天平( 公用) ，水平仪 【实验原理】 【实验内容】 1. 安装和调整测量系统，包括惯性秤和计时系统。使用前要将平 台c调成 水平，并检查计时器工作是否正常。 2. 检查标准质量块的质量是否相等，可逐一将标准质量块置于秤 台上测周 期，如果各质量块的周期测定值的平均值相差不超过1%，在这里就 认为标准质量块的质量是相等的，并取标准质量块的质量的平均值为此 实验中的质量单位。用所给质量大致相等的砝码作出惯性秤的 定标曲 线。 3. 测定以圆柱体为负载时秤的周期 ，并由定标曲线查出该圆柱 体的惯性质 量。 4. 测定惯性秤的劲度系数 和秤台的有效质量 。 5. 将被测圆柱体悬吊于支架上，细心调整其自由悬垂位置，使之 恰好处在秤 台中心。测定悬点到圆柱体中心的距离 (用米尺测量)和此时秤台 的周期，研究重力对系统周期的影响，验证(2-9)式是否成立。 6. 将秤臂铅直放置，测定秤臂长 (用米尺测量)和秤的周期(负载 仍为圆柱 体)，验证(2-10)式是否成立(选做)。 7. 用天平称衡砝码和被测圆柱体的引力质量，分析它与惯性质量 的关系。 【预习报告】 小圆柱质量 大圆柱质量 103 189．5

大学物理实验讲义

实验1 冷却法测量金属的比热容 根据牛顿冷却定律用冷却法测定金属或液体的比热容是量热学中常用的方法之一。若已知标准样品在不同温度的比热容，通过作冷却曲线可测得各种金属在不同温度时的比热容。本实验以铜样品为标准样品，而测定铁、铝样品在100℃时的比热容。通过实验了解金属的冷却速率和它与环境之间温差的关系，以及进行测量的实验条件。热电偶数字显示测温技术是当前生产实际中常用的测试方法，它比一般的温度计测温方法有着测量范围广，计值精度高，可以自动补偿热电偶的非线性因素等优点；其次，它的电量数字化还可以对工业生产自动化中的温度量直接起着监控作用。 【实验目的】 1、用冷却法测定金属的比热容； 2、学习用热电偶测量温度的原理及方法。 【实验仪器】 冷却法金属比热容测量仪，铜—康铜热电偶，停表，冰块等。 【实验原理】 单位质量的物质，其温度升高1K(或1℃)所需的热量称为该物质的比热容，其值随温度而变化。将质量为M 1的金属样品加热后，放到较低温度的介质（例如室温的空气）中，样品将会逐渐冷却。其单位时间的热量损失（/Q t ??）与温度下降的速率成正比，于是得到下述关系式： 111Q c M t t θ??=?? (2.1-1) (2.1-1)式中1c 为该金属样品在温度1θ时的比热容，1/t θ?? 为金属样品在1θ的温度下降速率，根据冷却定律有： m S t Q )(0111θθα-=?? (2.1-2) (2.1-2)式中1α为热交换系数，S 1为该样品外表面的面积，m 为常数，1θ为金属样品的温度，0θ为周围介质的温度。由式 (2.1-1)和(2.1-2)，可得 m S t M c )(01111 1 1θθαθ-=?? (2.1-3) 同理，对质量为M 2，比热容为2c 的另一种金属样品，可有同样的表达式： m S t M c )(01221 2 2θθαθ-=?? (2.1-4) 由式(2.1-3)和(2.1-4)，可得： 2 22 22201111011 ()()m m c M S t S c M t θαθθθαθθ?-?=?-? 所以 1 1 222021 211102 ()()m m M S t c c S M t θαθθθαθθ?-?=?-? 假设两样品的形状尺寸都相同(例如细小的圆柱体)，即S 1=S 2；两样品的表面状况也相同(如涂层、色泽等)，而周围介质(空 气)的性质当然也不变，则有21αα=。于是当周围介质温度不变(即室温θ0恒定)，两样品又处于相同温度θ θθ==21时， 上式可以简化为： 11 21 22 ( )()M t c c M t θθ??=?? (2.1-5) 如果已知标准金属样品的比热容1c 、 质量M 1；待测样品的质量M 2及两样品在温度θ时冷却速率之比，就可以求出待测的金属材料的比热容2c 。 几种金属材料的比热容见表1： 【实验仪器】

lx2(ysq)

力学的基本实验 一、重力加速度的测量 要求： 1、掌握利用单摆测量重力加速度的原理 2、能正确熟练使用实验仪器测量出所需要的量。注意：在记录数据时有效数据的位数 3、能正确进行数据处理，计算不确定度，表示出实验结果。 4、能分析实验误差的原因。 参考资料：见普通物理学实验力学部分 二、不规则形状物体密度的测量 要求： 1、掌握测量不规则形状物体密度的原理（包括待测物体密度大于液密度体或小于液体密度的情况） 2、能正确熟练使用实验仪器测量出所需要的量。注意：在记录数据时有效数据的位数 3、能正确进行数据处理，计算不确定度，表示出实验结果。 4、能分析实验误差的原因。 附录：参考资料： 密度的测量 密度是物质的基本特性之一，表征单位体积中所含物质的多少，它与物质的结构及纯度等有关。密度测定研究在工业及科研等领域有着广泛的应用，如工业上常用来作原料成分的分析和纯度的鉴定。 测量密度实验方法有多种类型，如用流体静力称衡法、流体静力天平测量法、比重瓶法，浮

计测定法等。 本实验是用流体静力称衡法测定密度。 一、实验目的 1．学习用流体静力称衡法测定不规则固体与流体密度。 2．单据天平的使用方法及操作规程。 3．用不确定度方法分析测量结果。 二、实验仪器 物理天平、烧杯、待测物等。 三、实验原理 根据物质密度定义，确定质量m 和体积V 之间的关系为 V m = ρ （3-7-1） 对于形状规则及密度均匀的物体，只要测定质量m 和体积V 就可求得 0ρ但对于不规则 形状物体，常采用流体静力称衡法间接地测出物体V ，是比较方便的。 1．固体物体密度大于水的密度 根据阿基米德原理，物体在液体中所受的浮力等于它所排开液体重量。将待测物体分别放在空气和液体中称衡，分别得到物体在空气中的重量为g m W 11=，全部浸入液体中的视重为g m W 22=，则物体所受的浮力为 g m m F )(21-= （3-7-2） 式中1m 和2m 是待测物体在空气中及全浸入水中称衡时相应的天平砝码质量。 浸在液体中的物体要受到向上的浮力，浮力的大小等于所排开液体的质量与重力加速度g 的乘积，即 g 0V F ρ= （3-7-3） 式中 0ρ为液体密度。 将式(3—7—3)代人式(3—7—2)并经整理得到 02 11 m m m ρ-= ρ （3-7-4） 由式(3—7—4)可知，用静力称衡法测定物体的密度。经上述分析．最终转化为质量的测量。 2．固体物体密度小于水的密度 如果待测物体的密度小于液体的密度，用上述方法待测物体无法浸没在水中，这时可将另一重物用细绳悬挂在待测物体下面、先将重物浸没水中而使待测物体露在液面之上(图3—7—1(a))，用天平称衡，相应的质量为3m ，再将待测物体连同重物全部浸没在水中(图3—7—1(b))，用天平称衔，相应的质量为4m 。则物体在液体中所受浮力为 g )m m (F 43-= （3-7-5）

物理实验-惯性秤-实验报告

首都师范大学 物理实验报告 班级__信工C 班___组别______D______ 姓名____李铃 ______学号_1111000048_ 日期___2013.3.20___指导教师__刘丽峰 __ 【实验题目】 _________惯性秤 【实验目的】 1.掌握用惯性秤测量物体质量的原理和方法； 2.学习惯性秤的定标和使用方法； 3.研究重力对惯性秤的影响。 【实验仪器】 惯性秤及附件一套，光电控制数字计时器，米尺，天平(公用 )，水平仪。【实验原理】 惯性秤的主要部分是两条相同的弹性钢带(称为秤 臂)连成的一个悬臂振动体 A ，振动体的一端是秤台 B， 秤台的槽中可放入定标用的标准质量块。A 的另一端是平 台 C，通过固定螺栓 D 把 A 固定在 E 座上，旋松 固定螺栓 D ，则整个悬臂可绕固定螺栓转动， E 座可 在立柱 F 上移动，挡光片 G 和光电门 H 是测周期用的。 光电门和计时器用导线相连。将秤台沿水平方向稍稍 拉离平衡位置后释放，则秤台在秤臂的弹性恢复力作 用下，沿水平方向作往复振动。其振动频率随着秤台 的载荷的变化而变化，其相应周期可用光电控制的数

物理实验报告 字计时器测定，进而以此为基础，可测定负载的惯性质量。立柱顶上的吊竿I 可用来悬挂待测物 (一圆柱形物体 )，另外本仪器还可将秤臂铅垂地安装，研究重力对秤的振动周 期的影响。 根据牛顿第二定律 f=ma ，可以写成 m=f/a 。若以此式作为质量的定义，则称为惯性质量。 在秤臂水平放置时，将秤台沿水平方向拉离平衡位置后释放。秤台及加于其上的负 载在秤臂弹性恢复力 f 作用下，将做水平往复振动，此时重力因与运动方向垂直，对水 平方向的运动影响很小，可以忽略不计。当振幅较小时，可以把这一振动当作简谐振动 处理。若秤台偏离平衡位置的位移为x 时，秤台所受到的弹性恢复力为f=-kx ，其中 k 为悬臂振动体的劲度系数。根据牛顿第二定律，其运动方程可写成 (2-1) 其中 m0 为振动体空载时的等效质量，m 为秤台上加入的附加质量块(砝码或被测物 )的质量。当初相为零时，(2-1) 式的解可表示为 其中 x0 为秤台的振幅，其圆频率， 其周期 T 则可表示为(2-2) 一、惯性质量的测定与惯性秤的定标 在弹性限度内，即 k 为常数 (更确切的说是忽略随负载的微小变化 ) 的情况下，对应于空 秤和不同负载 m1 和 mx ，由 (2-2) 式可以分别得到 (2-3)

实验十七 惯 性 秤

实验十七惯性秤 惯性质量和引力质量是两个不同的物理概念。万有引力定律方程中 的质量称为引力质量，它是一物体与其它物体相互吸引性质的量度，用天平称衡的物体质量就是引力质量；牛顿第二定律中的质量称为惯性质量，它是物体惯性大小的量度，用惯性秤称衡的质量是物体的惯性质量。 【实验目的】 1.了解惯性秤的结构并掌握用惯性秤测定物体质量的原理和方法； 2.了解仪器的定标和使用方法。 3.研究重力对惯性秤的影响。 【实验仪器】 惯性秤、周期测定仪、定标用标准质 量块（共10块）、待测圆柱体。 图17-1为惯性秤，使用振动法来测定 物体惯性质量的装置，其主要部分是两根 弹性钢片连成的一个悬臂振动体A，振动 体的一端是秤台B，秤台的槽中可插入定 标用的标准质量块。A的另一端是平台C， 通过固定螺栓D把A固定在E座上，旋松 固定螺栓D，则整个悬臂可绕固定螺栓转 图17-1 动，E座可在立柱F上移动，挡光片G和 光电门H是测周期用的。光电门和周期测试仪用导线相连。立柱顶上的吊杆I用以悬挂待测物，研究重力对秤的振动周期的影响。 周期测定仪用于测定悬臂振动体的振动周期，其使用方法可参阅仪器说明书。 【实验原理】 当惯性秤沿水平方向固定后，将秤台沿水平方向推开1cm，手松开后惯性秤的秤台及其上的负载将在水平方向作微小振动，由于所受的重力方向垂直于运动方向，对物体运动加速度不起作用，而决定物体加速度的只有秤臂的弹性力。

在秤台负载不大且秤台的位移较小情况下，实验证明秤台水平方向作简谐振动，设弹性回复力为F ，秤台质心偏离平衡位置的位移为x ，则 kx F -= 根据牛顿第二定律，可得 kx dt x d m m i -=+220)( （17-1） 式中0m 为秤台的惯性质量，i m 为砝码或待测物体的惯性质量，k 为悬臂振动体的劲度系数。将式（17-1）变形为 x m m k dt x d i +-=02 2 （17-2） 设i m m k +-=02ω则有： x dt x d 222ω-= （17-3） 微分方程（17-3）的解为)(0?ω+=t Acos x 其振动周期T 由下式决定： k m m 2T i +==02πωπ （17-4） 式中0m 为振动体空载时的等效质量，i m 为秤台上插入的附加质量块的质量，k 将式(6-1)两侧平方，(17-4)改写成 i m k m k T 2 022 44ππ+= （17-5） 设惯性秤空载时周期为0T ，加载负载1m 时周期为1T ，加载负载2m 时的周期为2T ，由（17-5）可得 022 4m k T π=，)(410221m m k T +=π，)(4202 22m m k T +=π 从上面三个式子消去k m ，0，得

惯性秤实验报告(完全版)

实验报告总体不错！ 班级 _____信工 C 班 ________姓名 ______郭洁 _______ 日期 _______2013.3.6______ 组别 _____F________学号_1111000187__指导教师 ___刘丽峰 __ 【实验题目】 【实验目的】 惯性秤 1.掌握用惯性秤测量物体质量的原理和方法； 2.学习惯性秤的定标和使用方法； 3.研究重力对惯性秤的影响。 【实验仪器】 惯性秤及附件一套，光电控制数字计时器，米尺，天平(公用 )，水平仪 【实验原理】 【实验内容】 1. 安装和调整测量系统，包括惯性秤和计时系统。使用前要将平台 C 调成 水平，并检查计时器工作是否正常。

2.检查标准质量块的质量是否相等，可逐一将标准质量块置于秤台上测周 期，如果各质量块的周期测定值的平均值相差不超过 1%，在这里就认为 标准质量块的质量是相等的，并取标准质量块的质量的平均值为此实 验中的质量单位。用所给质量大致相等的砝码作出惯性秤的定标曲线。 3.测定以圆柱体为负载时秤的周期，并由定标曲线查出该圆柱体的惯性质量。 4.测定惯性秤的劲度系数和秤台的有效质量。 5.将被测圆柱体悬吊于支架上，细心调整其自由悬垂位置，使之恰好处在秤 台中心。测定悬点到圆柱体中心的距离 (用米尺测量 )和此时秤台的周期， 研究重力对系统周期的影响，验证 (2-9)式是否成立。 6.将秤臂铅直放置，测定秤臂长 (用米尺测量 )和秤的周期 (负载仍为圆柱 体)，验证 (2-10)式是否成立 (选做 )。 7.用天平称衡砝码和被测圆柱体的引力质量，分析它与惯性质量的关系。 【预习报告】