复摆虚拟仿真实验(T–h 曲线与 T²h–h² 拟合)

装置示意与动画

深色小三角为刀口(悬挂点),复摆上的悬挂孔位可选择。 右侧小黑矩形为光电计时器,可在一定范围内范围内拖动。

孔位示意(单位:cm)
可在此选择挂点,或在实验控制参数处选择。

实验控制参数

正负号表示孔位方向。 每次更换挂点,复摆自动复位到静止。

振幅固定为约 5° 的小角度简谐振动。 计数器初始显示“--”。光电门第 1 次触发开始计时,计数器显示 0, 此后每次通过计数器 +1,第 n+1 次通过停止计时并显示 n。

可根据当地重力略微调整。

复摆第 1 次通过光电门开始计时(计数器显示 0), 测量n个周期后停止计数计时。

计时结果
总时长:-- s
平均周期:-- s

实验数据记录

点击「记录一次数据」后,根据当前几何孔位 hgeo 和光电计时得到的平均周期, 使用 |hgeo| 计算并记录,同时更新下方两幅图像。

序号 几何孔位 hgeo(cm) 有效距离 |hgeo|(m) 平均周期 T(s) 操作

T–h 曲线图

横轴:几何孔位 h(m,带正负号),纵轴:周期 T(s)。 蓝色点为已记录数据;灰色曲线为理论模型(连续 h)。

T²h–h² 直线拟合图

横轴:x = h²(m²),纵轴:y = T²·h(s²·m,这里的 h 取 |hgeo|)。 绿色点为实验数据,红线为对所有数据做的最小二乘直线拟合。