弹簧振子运动周期公式的研究及学生实验的开设

弹簧振子运动周期公式的研究及学生实验的开设李德洪（四川省邮电学校６１００６７）在简谐振动的理论教学中，教材以弹簧振子为例．在简要地介绍了弹簧振子的运动情况后，对弹簧振子运动的周期定量的给出了公式和简要地论述了周期与质量、倔强系数、振幅等物理量的关系．...     

用实验验证简谐振动周期公式

高一物理现行课本简谐振动的周期一节,对简谐振动周期公式,只给出了结果没有推导过程,学生学过之后印象不深,如果教师在讲授时用实验验证一下,可以收到事半功倍的效果. 多数学校都有如图1所示的演示弹簧振子.如果用弹簧振子验证公式,则公式中的m表示振子锤的质量,k表示弹簧的倔强系数.     

实数编码自适应遗传算法在弹簧振子实验中的应用

在普通物理实验教学中,提出了用实数编码自适应遗传算法构建弹簧振子振动周期经验公式的新方法。利用遗传算法拟合弹簧振子振动周期的实验数据,不但可以得到高精度的振动周期公式,加深对物理理论的理解,而且有利于培养学生的综合研究能力和科学探索精神。     

弹簧质量对振子振动周期影响的实验研究

通过对有弹簧质量弹簧振子的振动实验,分析研究弹簧振子振动周期与弹簧质量的关系,并提出"轻质弹簧"实验中的振子质量与弹簧质量关系.     

有质量的弹簧的振动问题

弹簧振子是指轻弹簧系一物体所组成的系统.少数书刊则谈到质量为m的弹簧系一质量为M的物体所组成的振动系统,指出了它的振动周期是 其中k是弹簧的倔强系数,但是对于此式的来源或者不谈或者只从振动的观点作了不严格的推证. 本文试用波动的观点对有质量弹簧的振动问题作些严格的讨论.一弹簧中的波动方程 如图1所示,把原长为l、质量为m倔强系数为k的均匀柱形弹簧水平的放在光滑的桌面上,一端固定,一端系一质量为M的物体.当此系统受到沿x方向的扰动时,弹簧中将发生波动,其波动方程是其中y表示t时刻x处的位移.现在推导如下 波在弹簧中传播时,弹…     

弹簧振子与摆动

弹簧振子与摆动刘云鹏，郑连琴，陆国庆（东北师范大学物理系长春１３００２４）普通物理实验中的弹簧振子实验，依公式（ｍ为重物质量、ｍ０为弹簧本身的质量、ｋ为劲度系数）改变ｍ测出不同的周期，考查ｍ。对振动周期的影响，即求出系数ｃ之值．实验中当改变ｍ到一定范...     

东南大学物理系 南京培中科技开发研究所 本期推荐

一、SP-2型弹簧振子实验仪 通过用本实验仪时弹簧振子周期公式的研究，学习如何对一个运动过程进行观察、分析、假设、测量、再通过数据处理，寻找实验规律的研究方法。     

弹簧的振动

本文给出了考虑弹簧质量时弹簧振子的一般运动规律,推出振子的振动频率公式以及超越方程xtanx=c的解的渐近表示.     

用最优化及多元线性回归方法总结弹簧振子周期经验公式

通过实验总结物理规律,寻求相关物理量之间的经验公式是实验物理基本训练的重要内容之一。目前,许多兄弟院校开设的“弹簧振子周期经验公式总结”实验就是为了加强这方法的基本训练。但是,我们感到在该实验中尚有某些问题没有很好解决。首先,实验结果的处理上都以两个变量统计计算为基础,这就带来了如下的局限性:要对实验条件提出特殊的要求,如要求维持弹簧振子的质量不变,仅改变倔强系数;或者,维持弹簧倔强系数不变,仅改变振子的质量。这样,对弹簧的选配增加了不少困难,而且也使方法本身失去经验公式总结的一般     

有质量弹簧的振动周期探讨

本文讨论了有质量弹簧的弹簧振子的动力学,运用哈密顿函数解出了振子的运动方程,并推导出振动周期与弹簧质量和阻尼的关系．     

两体弹性相互作用的一种等效方法

对于一端固定的无质量弹簧的振动系统(图1),通过解振动系统的运动微分方程,可以得到其振动的周期为其中m为物体的质量 k为弹簧的弹性系数 如果弹簧的另一端为自由端,即连接在另一质量为有限的物体上(图2),则通过解系统的微分方程可知,这样一个系统可以等效成图1的形式,只是这时物体的质量为两物体的折合质量,即 这是一般教科书上介绍解这类问题时的一种普遍等效方法,这种等效方法对于了解m1与m2组成的整体系统的一些性质(如系统的振动周期,频率等)是有效的.但是,如果需要考察单个物体m1(或m2)的运动,这种等效方法就变得很不方便了. 本文介绍…     

弹簧振子类试题数据设计的自洽性研究

在命制弹簧振子类试题设计数据时不能想当然,要根据动力学方程得出物体的运动规律,然后恰当的设计数据.结合具体的两个案例,分别给出单弹簧振子和双弹簧振子类试题数据是否自洽的论证方法.     

用气垫导轨演示弹簧振子的简谐振动的方法

用现在中学配备的J2125型、J2125—1型和J2125—2型气垫导轨,来演示弹簧振子的简谐振动规律和验证其周期公式,均能获得较好的效果。兹将实验方法介绍于下,供参考. 一、演示弹簧振子的简谐振动首先把导轨调成水平,将一个滑块放在导轨的中部,在滑块的两端各挂上一个弹簧,弹簧的另一端分别固定在导轨的两端,见图1(甲).     

简谐运动图像描绘仪的改进

针对利用电火花打点计时器研究弹簧振子简谐运动中存在的问题,进行了逐一地分析和改进,改进后的实验仪通过霍尔继电器模块可以实时、直观、准确地描绘出4种典型振动图像,同时通过改变弹簧振子的质量获得不同振动周期的图像.     

弹簧振子实验方法的运用和改进

对弹簧振子振动周期经验公式的实验拟合中所用的实验方法进行了总结,对部分实验方法和实验装置进行了改进。     

弹簧连接两物体能共同做匀加速运动吗

利用多种方法对有关弹簧连接的两个物体即弹簧双振子直线运动问题进行定性分析和定量解答, 探 究了弹簧双振子在两种不同受力条件下的运动形式及规律     

弹簧蛇形振子的制作与探究

利用不同周期的弹簧代替原始蛇形摆装置中的单摆,制作了竖直运动的弹簧蛇形振子,所有的弹簧振子等间距排列成一条直线.弹簧蛇形振子操作简单,是较为理想的简谐振动演示装置.     

弹簧振子振动图像演示装置

为了清晰地展示弹簧振子的振动图像,自制了弹簧振子振动演示装置。该装置利用弹簧和小球作双弹簧振子,在小球上连接输液管,并用注射泵控制输液管中的液体流速,当弹簧振子振动时可以留下运动轨迹;实验采用有机玻璃板或白纸呈现运动轨迹,利用电动机控制并保证有机玻璃板或白纸做匀速运动。通过以上改进可获得弹簧振子振动时的位移随时间变化的函数图线.     

对称非线性弹簧振子的周期特性

通过计算机编程(Quick Basic)描绘对称非线性弹簧振子振动的特性曲线,使难懂的物理过程变得直观、形象。对称非线性弹簧振子的振动是一种周期性振动,但不是严格的简谐振动,其振动周期随非线性系数、振幅的变化而偏离简谐振动的周期。     

利用量纲分析从弹簧振子的能量直接推导单摆的能量

水平放置的弹簧振子是有关教材中讲解简谐运动的常用例子,该系统具有弹性势能和动能,其能量随时间及振幅变化的特点常被用于代表简谐振动。单摆是另外一种作简谐振动的例子,单摆具有重力势能和动能,从弹簧振子的能量公式并不能直接导出单摆的动能及势能等表示式。为解决这一问题,本文从弹簧振子的能量表示式出发,根据量纲分析,推导出了作简谐运动的单摆的能量表示式。对比利用量纲分析得到的结果与直接从单摆计算得到的结果,可以发现它们完全一致。