实验二十九 简谐振动过程中振子位移与弹簧受力关系研究实验目的观察弹簧振子的位移与力的关系。实验原理弹簧振子在做简谐振动时，其位移与所受的力呈现同周期反相变化。实验器材朗威 DISLab、计算机、弹簧、铁架台、支架。实验装置图见图 29-1。实验过程与数据分析1．将位移传感器接受器和力传感器分别接入数据采集器的第一、二通道；2．将力传感器固定在铁架台上，将弹簧挂在其测钩上，把位移传感器发射器挂在弹簧底部，让其发射口向下；3．在支架上固定好位移传感器的接收器，让其接收口向上，放置在发射器的正下方；4．对力传感器调零（作相对测量），打开“组合图线”窗口，点击“添加”，选择显示“位图 29-1 实验装置图1移-时间”和“力-时间”两条图线，点击“开始”，使两条图线同步；5．向下拉动位移传感器发射器，松手后该模块作为弹簧振子上下振动，同时得到两条简谐振动图线（图 29-2）；6．图 29-2 上方图线是“位移-时间”，下方图线是“力-时间”。观察分析可知：在位移最小时（发射器最靠近接收器），振子对弹簧的拉力最大；在位移最大时（发射器最远离接收器），振子对弹簧的拉力最小（示重已小于振子的重量），可见两图线反相；7．利用“只控制选择的图线”功能，对位移-时间图线单独向下平移，实验效果更加明显（图 29-3）。也可当振子静止时，对两传感器同时调零，能得到同样的实验结果。建议将位移传感器接收器固定在弹簧的上方，与力传感器并列（如本《实验实例》封面所示）。使发射模块的超声波发射口向上，重复实验，比较使用两种装置的实验结果。图 29-2 弹簧振子的位移与力图线 图 29-3 叠加显示弹簧振子的位移与力图线2
