摘要:8.(2009·湖南长沙一中月考)任何简谐运动的周期公式都可以表示为T=2π.式中T为简谐运动的周期.m为振动物体的质量.k为回复力F与位移x的关系式(即F=-kx)中的比例系数.如图甲所示的实验装置是用来测量弹簧劲度系数和滑块质量所用的弹簧振子.M为待测滑块.与滑块相连的两轻质弹簧A.B完全相同.整个装置置于水平气垫导轨上.气垫导轨可使滑块在运动过程中不受摩擦力.A弹簧的左端和B弹簧的右端固定在气垫导轨上.为了测出滑块未加砝码时的质量及弹簧A的劲度系数.某同学用秒表分别测出了加上不同质量的砝码时的滑块做简谐运动的周期.实验数据记录如下表所示. 图甲 实验 次数 所加砝码 质量(kg) 50个周期的 时间t(s) 振动周 期T(s) T2的 值(s2) 1 0.100 38.7 0.774 0.599 2 0.200 42.4 0.848 0.719 3 0.300 45.8 0.916 0.839 4 0.400 49.0 0.980 0.960 5 0.500 51.9 1.04 1.08 6 0.600 54.9 1.10 1.21 (1)为了减小实验误差.可用秒表测出滑块运动50个周期的总时间t.再得到周期T=.测量时以滑块 开始计时有利于减小计时误差. A.开始运动时 B.到达最大位移处时 C.通过平衡位置时 (2)如图乙为某次测量50个周期时秒表的示数.则该振动的周期为 s. (3)根据表格记录的实验数据.在如图丙所示的坐标纸上.以m为横坐标.T2为纵坐标.作出T2-m图像.图中已描出4个点.请根据表中数据描出另外两点.并完成T2-m图像. (4)根据T2-m图像可得出未加砝码时滑块的质量为 kg.弹簧A的劲度系数为 N/m.(取π2=10.最后结果保留两位有效数字). 图乙 图丙 [答案] 见解析图 (4)0.22 35 [解析] (1)在平衡位置时运动速度大.运动相同的一小段距离所用的时间最小.计时误差最小. (2)秒表读数为45.3s.周期为T=45.3s/50=0.906s. (3)在图中作出两点.用平滑的曲线作出图象如图. (4)由T=2π得T2=m.由表达式可知.T2-m图象的斜率为=.求得k=35N/m.从图象中可得未加砝码时的周期为0.5s.求得质量为0.22kg.

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