测定振弦波的传播速度

实验内容

运用公式v=\(\sqrt {\frac{s}{\rho }} \)(ρ为线密度、s为弦的张力)计算出振弦波的传播速度,并通过实验比较该计算值与测试值。

所需材料

秒表,波动实验用弹簧(自然长度为2m,用钳子截成两段以便使用),支架,卷尺,计算器。

实验方法

1.用台秤称出弹簧的质量(以kg为单位)。

2.把弹簧的两端固定在支架上,确定支架的位置,在弹簧自然状态下用卷尺测出其长度,计算出线密度。为了方便实验,可使弹簧的长度与学生用实验机的长度相匹配。

3.用弹簧秤直接测出该长度时的弹簧张力,单位为N(牛顿)。

将步骤1、2、3的测定值套入上述公式,计算出渡速。

4.把弹簧固定在支架上,使其产生反复的脉冲波,用秒表测出反复10次的时间。用这个数值和弹簧的长度值算出波速。

速度=弹簧的长度×2×10÷测量时间

5.把该实测值与用公式v=\(\sqrt {\frac{s}{\rho }} \)的计算值进行比较。

这两个数值几乎是一致的。

脉冲波的振幅不大。使弹簧处于产生反复的脉冲波的状态后,负责测量的同学用秒表进行测定。测量者如果在波的起点的斜后方进行测定,可以看得比较清楚。

注意:如果以运动的开始作为“1”,并在数到“10”时停止记时的话,实际上弹簧只往返运动了9次。正确的方法是:把运动的开始作为“0”,把弹簧回到起始点并开始反弹时作为“1”,依次数到“10”那一瞬间接下秒表。实验前需要向学生仔细讲解,并让他们练习2~3次。

把自然长度为1m的弹簧拉伸至3m,可便于实验。

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发布时间:2014/12/20 19:30:20  阅读次数:4759

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