正在进行安全检测...

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多普勒效应综合实验
实验目的:
a. 匀加速直线运动,测量力、质量与加速度之间的关系,验证牛顿第二定律。 b. 自由落体运动,并由V-t关系直线的斜率求重力加速度。 实验仪器:
多普勒效应综合实验仪。 实验原理:
根据声波的多普勒效应公式,当声源与接收器之间有相对运动时,接收器接收到的频率f为:
ff0(uV1cos1/(uV2cos2 1
若声源保持不动,运动物体上的接收器沿声源与接收器连线方向以速度V运动,则从(1)式可得接收器接收到的频率应为:
ff0(1V/u 2
根据(2)式,作f-V关系图可直观验证多普勒效应,且由实验点作直线,其斜率应为kf0/u,由此可计算出声速uf0/k
由(2)式可解出:
Vu(f/f01 实验内容及步骤: 1
实验仪的预调节
实验仪开机后,首先要求输入室温,这是因为计算物体运动速度时要代入声速,而声速是温度的函数。
2. 研究匀变速直线运动,验证牛顿第二运动定律
实验时仪器的安装如图4所示,质量为M的垂直运动部件与质量m的砝码托及砝码悬挂于滑轮的两端,测量前砝码托吸在电磁铁上,测量时电磁铁释放砝码,系统在外力作用下加速运动。运动系统的总质量为M+m所受合外力M+mg(滑轮转动惯量与摩擦力忽略不计)

根据牛顿第二定律,系统的加速度应为:
a= (M-m/(M+m 4
用天平称量垂直运动部件,砝码托及砝码质量,每次取不同质量的砝码放于砝码拖上,记录每次实验对应的m
将垂直运动发射/接收器接入实验仪,在实验仪的工作模式选择界面上选择“频率调谐”调谐垂直运动发射/接收器的谐振频率,完成后回到工作模式选择界面,选择“变速运动测量实验”确认后进入测量设置界面。设置采样点总数8采样步距50ms,用键选择“开始测试”,按确认键使电磁铁释放砝码托,同时实验仪按设置的参数自动采样。
采样结束后会以类似图3的界面显示V-t直线,用键选择“数据”,将显示的采样次数及相应速度记入表2(为避免电磁铁剩磁的影响,1组数据不记。tn为采样次数与采样步距的乘积。)由记录的tV数据求的V-t直线的斜率即为此次实验的加速度a
在结果显示界面中用键选择返回,确认后重新回到测量设置界面。改变砝码质量,按以上程序进行新的测量。
将表2得出的加速度a作纵轴,(M-m/(M+m作横轴作图,若为线性关系,符合(4)式描述的规律,即验证了牛顿第二定律,且直线的斜率应为重力加速

本文来源:https://www.2haoxitong.net/k/doc/746303d85022aaea998f0fd2.html

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