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1、驻波实验(实验报告参考模板)创建人：曹前总分：5特别说明：实验目的、实验原理、实验仪器和实验内容的答案不用手动输入，可 以从系统中拷贝黏贴。一、实验目的共0.2分参考答案：本实验是由金属弦线形成驻波，量度波长，测得弦线的线密度。二、实验原理共0.4分参考答案：驻波是由两个同频率、同振动方向、振幅相等、传播方向相反的简谐波合成的。他们的波动方程分别为：(1)2nxy/xA) = Acos(cut -)y2 (旳 t) Acos (ut +2ttx两列波叠加后，合成波为:2ttx2Aco s co scat从式子(3)中看出，合成后各点都已角频率作简谐振动，但在不同的坐标x 处，各质点的振幅不等。
2、若2nx/X=kn，则x=k九/2处振幅最大，为2A，该处称为波腹。若2nx/A=(2k+l)n/2，则x=(2k+l)九/4处振幅最小，为零，该处称为波节。两相邻的波节(或波腹)间的距离Ax=X/2，如图所示：A图1在弦线上产生驻波的装置如图1所示。金属弦线的一端系在能作水平方向振动的可调频率数显机械振动源的弹簧片上, 另一端通过定滑轮悬挂一砝码盘；在振动装置(振动簧片)的附近有可动刀口,在实验 装置上还有一个可沿弦线方向左右移动并撑住弦线的动滑轮。当波源振动时，即在 弦线上形成一维横波，波在弦线两端点发生全反射，叠加形成弦线上的驻波。两固定 点一定是驻波的波节，所以在弦线上形成稳定的驻波的
3、条件为弦长是半波长的整数 倍。在一根拉紧的弦线上，其中张力为T,线密度为卩，则沿弦线传播的横波应满 足下述运动方程：（4）竺_ Td2ydt2式中x为波在传播方向(与弦线平行)的位置坐标，y为振动位移。将(1)式与 典型波动方程:d2yd2y= Vdt2dx2相比较，即可得到波动传播速度:-Tnf I若波源的振动频率为f,横波波长为九，由于波速V-仇，故波长与频率、波速之间的关系为：Af = v从而由式(6)、(7)可以得到弦线的线密度为尸(n-1)湍三、 实验仪器共0.2分参考答案：弦线上驻波实验仪(FD-FEW-II型)包括：可调频率的数显机械振动 源、振动簧片、平台、固定滑轮、可动刀口、
4、可动滑轮、米尺、弦线、砝码等。四、 实验内容共0.2分参考答案：1. 通过实验观察和测量，加深对驻波的形成机理及其特征的认识(1) 调节弦振动仪的输出频率至合适值，移动可动滑轮的位置，观察弦线的振动 及驻波的形成；(2) 调节至得到驻波后，逐渐改变频率的大小，观察驻波的变化。2. 用驻波法测量金属弦线线密度(1) 接好线振动实验仪，在砝码盘中放入砝码，调节频率和弦线两端点的距离使 弦线上出现明显的振幅最大且稳定的驻波，要仔细观察，使波节点禁止不动为止。(2) 用米尺测量n个节点间距离，即n-1个半波长的长度L。(3) 保持砝码的质量不变，改变频率和弦线两端点的距离重新使弦线上形成稳定 的驻波。
5、再测量n个节点间的距离，即n-1个半波长的长度L。重复测量六次，由 计算公式计算出弦线的线密度。五、数据处理实验：驻波总分值：3.0 (0.5分)1、原始数据上传图像结果：(提醒：请上传原始数据拍照照片)评分规则：老师手动评分：请老师注意：建议学生所选机械波频率在 40Hz-100HZ 之间（如有在此范围外 的，适当扣分，例如0.2分，但不重复扣分），且有一定间隔（彼此间隔5HZ以 上），过于靠近的适当扣分（扣 0.2），也不重复扣分。 （0.2 分）2、砝码加砝码盘的质量 m（kg）=评分规则：测量值介于0.12000Kg0.15000Kg，有效数字正确（按照“四舍五入”取值方式， 保留5位
6、有效值），测量值介于0.12000Kg0.15000Kg，得0.2分 （0.2 分）3、张力 F（N）=mg=评分规则：偏差在-5% 5%之间，有效数字正确（按照“四舍五入”取值方式，保留5位有 效值），得 0.2 分 （0.9 分）4、数据表格测量序号（n）123456f/HzL/cmo/10-3(kg/m)评分规则：f/Hz,有效数字正确（按照“四舍五入”取值方式，保留4位有效值），得0.05分L/cm，有效数字正确（按照“四舍五入”取值方式，保留4或5位有效值），得0.05 分o/lO亠3（kg/m）偏差，在-5%5%之间，有效数字正确（按照“四舍五入”取值方 式，保留4位有效值），得0
7、.05分 （0.3分）5、弦线密度平均值匸-适-=评分规则：偏差在-5%5%之间，有效数字正确（按照“四舍五入”取值方式，保 留4位有效值），得0.3分 偏差在-5% 5%之间，得0.1分 （0.3分）6、弦线密度的不确定度-二二遥-=评分规则：偏差在-5% 5%之间，有效数字正确（按照“余位进一”取值方式，保留1位有 效值），得0.3分 （0.4分）7、弦线密度表达式=亍二亠评分规则：表达形式正确，得0.4分表达形式错误，得0分 （0.2 分）8、工 =评分规则：偏差在-5% 5%之间，有效数字正确（按照“四舍五入”取值方式，保留1或2 位有效值），得0.2分六、思考题总分值：1第1题、（总分值:0.5本题得分：0）1.弦线上形成驻波的条件是什么？学生答案：参考答案答：弦的两端点是固定的，为波节，当弦长：等于半波长的整数倍时，即-=:.】C- =1,2,3.），在弦线上能够形成驻波。第2题、（总分值：0.5本题得分：0）2.弦线的线密度与哪些物理量有关？学生答案：参考答案答：由公式7 -和:二二可知，弦线的线密度与张力、振动频率“、驻波 段数及弦长：有关。八、实验总结（提示：分析讨论和实验结论应分开写）
