耦合摆数据.docx

耦合摆实验【实验内容】（一） 调整两个单摆的固有圆频率相等，即叫0=% （不加耦合弹簧）1. 打开“MS—4计数计时多用秒表”开关，次数预置设为20 （摆锤指针经过平衡位置20次， 则计时周期次数为 10），“时间显示”和“秒表显示”均为 02. 调节耦合摆底盘水平调节螺丝，使立柱铅直，调节“摆杆固定和调整螺母”（图 1 中 1）使 摆锤置于适当位置3. 调节耦合位置调节环（图1中5）,使两个单摆的耦合长度L相等（置于L= 10.00cm处）4. 把钢板尺放到水平尺固定架（图 1 中 9），调节其前后位置，避免单摆摆动时其指针与钢 板尺之间有摩擦5. 将光电门插入待测单摆,调节挡光位置以测试单摆周期，由于只有一个光电门，实验时可 根据需要，多次移动光电门位置，动作要轻，移动后每次都要注意调好挡光位置（要求在 摆的平衡位置挡光）6. 令右单摆静止，用手轻轻将左单摆拉至距平衡位置2.50cm处，测出10个周期值将数据 填入表格1,计算出叫°7. 令左单摆静止，操作同上，计算出①20注意：若叫和①20相差较大，可适当调节振动频率微调螺母（图1中6），反复调节，直 至％ = % （10个周期的时间显示值浮动不超过0・01秒，即可认为叫0 = %），该位置调 好后，实验过程不要再动。

二） 测耦合摆的支频率和简正频率轻轻将两个摆用弹簧连接起来，次数预置为20次，从耦合长度L为10.00cm开始，在不 同的耦合长度下，依次测出：1. 左/右单摆的支频率® :固定其中一支单摆，将另一拖离平衡位置后松手，测量其周期，支计算频率，即为单摆的支频率①支2. 耦合摆同相简正频率« :将两支单摆都向内（或向外）拖离平衡位置后松手，测量其中同一支的周期，计算频率，即为同相简正频率①同3. 耦合摆反相简正频率s :将两支单摆都向同一方向（向左或者向右）拖离平衡位置后松反手，测量其中一支的周期，计算频率，即为相简正频率①反 将数据填入表格 2注意:1.支频率的测试可参考固有圆频率的测试要求（实验内容（一）中的 6、7）；2.每次测试时都将待测摆拉至距平衡位置2.50cm处三） 定性观察左单摆和右单摆之间的能量传递 令左单摆静止（左手轻轻扶住），将右单摆拉至距平衡位置 2.50cm 处，观察能量传递现象在观察过程中，当一个摆静止时，启动秒表计时，当另一摆静止时停止计时如此反复， 可看到两个摆的振幅相继发生周期性增大和减小，定性认识拍振现象数据表格及数据处理】1. 以L2为横坐标，® 2为纵坐标，作出® 2〜L2图线，如果为一直线，则耦合长度的平方支支与支频率的平方成线形关系。

2. 以L2为横坐标，①2为纵坐标，作出①2〜厶2图线，同理可得一直线，则耦合长度的平反反方与反相振动简正频率的平方成线性关系3•理论上分析应有①同=叫二％，实验时会有误差贝I」Aro = ①同AroE = x 100% ro'数据表格及数据处理】1. 以L2为横坐标，& 2为纵坐标，作出a 2〜L2图线支支2. 以L2为横坐标，a 2为纵坐标，作出a 2〜L2图线反反3 •理论上分析应有a同=a10 = a20，实验时会有误差同 10 20 I左单摆（不加弹簧）右单摆（不加弹簧）10T1(s)周期T1 ( s)固有圆频率% （s-1）10T2(s)周期 T( (s)固有圆频率% （s-1）123平均123平均15.15.15.15.2915.15.15.15.2929282951.52954.108028302931.52944.1083798800耦合长度L （cm）（加弹簧）20.0025.0030.0035.0040.00114.95814.76914.61114.44214.391左/右 单 摆10 T支(s)214.95514.76614.60914.43214.302314.94714.76114.59914.42314.268平均14.95314.76514.60614.43214.320周期T (s)1.49531.47651.46061.44321.4320支频率支3 (s-1)—4.20194.25554.30184.35364.3877支3 亠 2 （S-2）17.65618.10918.50518.95419.252等 振 幅 同 相 振 动10 T同(s)115.27915.29115.29215.28615.293215.28315.28715.29015.28215.291315.30015.28815.28715.28315.292平均15.28715.28915.29015.28415.292周期J (s)1.52871.52891.52901.52841.5292简正频率3 (s-1)同4.11014.10964.10934.11104.10883 同2 (s-2)16.89316.88916・ 88616・ 90016.8823同平均值4.1098等 振 幅10 T反(s)114.64614.35813.99813.67713.282214.62314.33713.99213.63613.275314.63714.34013.98013.64013.282反 相 振 动平均14.63514.34513.99013.65113.280周期T （s）1.46351.43451.39901.36511.3280简正频率反3 （ S-1）4.29334.38014.49124.60274.7313反3 2 （S-2）18.43219.18520.17121・ 18522.385拍 振10 T反（S）134.4321.6615.0610.829.09233.7521.0516.2010.958.79333.7521.0915.4210.248.93平均33・9821.2715.5610.678.94周期T 拍（S）3.3982.1271.5561.0670.894拍频3 斗（S-1）1.8492.9544.0385.8897.0283 斗 2 （S-2）3.4198.72616.3134.6849.39CM 50言1$鸟帥fiOC EM 505 S09C 12f0 MM 14Q9T 同 2 【思考题】1. 反相简正频率和支频率有什么异同点？2.卩2 （或可）〜L2图线与® 2〜L图线之间有什么关系?1 2 反。