测量声音速度的表格

测量声音速度的表格 篇一:实验:测平均速度 [实验:测平均速度] 教学目标 “实验:测平均速度”教学目标知识目标和能力目标 1(会使用表、刻度尺测量平均速度( 2(正确观察和测量平均速度(情感目标 1(通过实验养成认真细致的行为习惯和实事求是的精神( 2(通过实验养成和其他同学合作的意识(教学建议实验:测平均速度分析 教材设计实验来巩固平均速度的知识，练习用钟表测时间，用刻度尺测长度，选用的器材简单，木块、斜面和小车，在斜面的中间放上铁片，用来划分两段路程，在小车或小球撞击到铁片上时能时间，两段时间之和就是小车在斜面上的总路程所通过的时间( 教材要求学生计算前半程、后半程、总程的平均速度，应当严格按照平均速度的计算公式计算，在计算中复习物理计算的步骤(实验:测平均速度教法建议 用实验法教学，观察实验仪器，看各部分的在实验中的作用，并分析实验的过程中需要测量的物理量和如何测量该物理量，实验表格中的 1 数据对应着哪步的测量结果( 要分小组做实验，增强学生的合作意识和合作能力，小组可以有发令成员，负责使小组各位准备完善后统一进行实验(有手持小车准备实验的成员，当听到发令后进行实验，有记录成员，当小车到达铁片时，听到撞击声就记录钟表所用的时间，并记录在表格中，三个成员共同完成本实验( 还可以在条件较好的学校、学生中使用其他的方法，例如可以让学生自行设计实验的过程，只要能完成测量平均速度的目的就可以采用(充分发挥学生的创造能力( 教学设计示例“实验:测平均速度”教学设计示例【教学单元分析】实验要求学生会用钟表和刻度尺正确测量时间、距离，并求出平均速度，同时加深对平均速度的理解，对于实验器材可以自行选择(将数据填入表格中，计算三个阶段的平均速度，如果用停表计时，可以用教材中的表格，如果用钟表计时，应当将运动时间改为三个栏目“计时开始、计时结束、运动时间”，再分别计算出运动时间(对于时间的测量，应当进行适当的练习，经过几次实验，时间就会测得准确些(【教学过程分析】 一(实验指导小车的坡度要很小，小车在斜面的运动时间就会较长，测量时间增长，最后结果的误差就会减小(金属片放在斜面的中间，测量出斜面的总长，则前半程、后半程和全程的距离都可以得到( 二(表格设计 提供一个表格供参考 2 路程运动时间平均速度计时开始计时结束运动时间s1,t11,t12,t13,v1,s2,t21,t22,t23,v2,s,t,v,三(实验过程辅导 测量平均速度的原理、实验器材可以让学生说明，指出长度、时间的测量可以用测量工具直接测量，而速度测量需要测量长度和时间再根据速度公式计算，所以实验原理是速度的公式 ，由公式也可以看出实验器材是钟表和刻度尺( 平均速度测量，实验难点是计时结束以听到撞击声为准，即听到声音的同时记录结束时刻，注意学生区分时刻和时间的概念，时刻是结束或开始时刻在时间轴上的位置，而运动时间是这两个时刻之间的在时间轴上的长度，所以表格中的t13,t12,t11，t23,t22,t21( 平均 速度的计算，注意物理量的对应， (而 决定不能认为 ，可以让学生分析两个问以加深理解: 1(某运动过程中，行驶的路程前半程的速度是10m/s，后半程是20m/s，计算全程的平均速度( 2(某运动过程中，前半段时间行驶的速度是10m/s，后半段时间行驶的速度20m/s，计算全程的平均速度( 对于问题1，全程的平均速度是: ( 对于问题2:全程的平均速度是: 【板书设计】探究活动【课题】 调查在交通规章制度中，对速度的限定【组织形式】 学生小组【教师辅导参考】 1(我国不同的公路、铁路(两者都分不同的级别)中对速度的要求( 3 2(对于同一种路面，各个国家的规定是否相同，分析其特点( 3(其他相关的问题，例如某路面超速的处罚是什么(【评价】 2(在实际调查中，小组如何分工协作的，写出各个成员的任务列表( 3(学生是否提出了创新问题( 实验:测平均速度 篇二:大学物理实验---声速的测定数据处理 由于本实验中，声速和波长的函数关系可表达为多项式形式，波长和所测得距离也为比例函数，且在实验测量的过程中自变量为等间距变化，因此采用逐差法测量数据。其优点是能充分利用测量数据而求得所需要的物理量,提高测量精度。 一、共振干涉法测量空气中的声速 由干涉理论可知，ΔL=λ/2，V=fλ=2fΔL这两组线性关系。实验中等间距的出现波腹或波节，相当于游标卡尺的位置也是等间距来变化的，对测量的数据进行逐差法处理数据。 由逐次相减的数据可判断出Δli基本相等，验证了ΔL与λ的线性关系，当然也可看出实验过程中，有些数据的测量还是有一定的误差的，可以进行重新测量作进一步的修正。因此 有ΔL平均=× ??????，ΔL平均=4.802mm, ?? 4 ?? 平均×4.802×10=355.348m/s，并且此速度是在温度T0=300K测 得。 二、相位比较法测量空气中的声速 实验中采用测量两个相同李萨如图像的位置点来测量波长。选取的李萨如图形是??=π时的斜直线，比较容易判断，减小实验误差，测得的数据进行逐差法处理。 由逐次相减的数据也可判断出Δli基本相等，验证了ΔL与λ的线性关系，当然也可看出实验过程中，有些数据的测量还是有一定的误差的，可以进行重新测量作进一步的修正。因此 有ΔL平均=× ??????，ΔL平均=9.444mm, ???? 平均×9.444×10=349.428m/s，并且此速度也是在温度T0=300K测得 的。 三、时差法测量空气中的声速 由逐次相减的数据也可判断出Δti基本相等，验证了Δti与V的线性关系，当然也可看出实验过程中，有些数据的测量还是有一定的误差的，可以进行重新测量作进一步的修正。因此 5 有Δt平均 =× ??????，Δt平均=14.2us,ΔL=20mm, V= ????????平均 ?? ?? =????.??×???????=1408.451m/s,并且此速度也是在温度T0=300K测得的。 ????×??????? 通过查阅相关资料得知，声音15?的空气中的传播速度为340m/s，25?时为 346m/s;声音在25?的蒸馏水中传播速度为1497m/s，在25?的海水中的传播速度为1531m/s。并且，声音在介质中传播会受到温度的影响。 有关的研究表明，声音传播速度与温度是成正比的，在近地层中，当气温随高度增加而降低时，声音的传播速度虽高度增加而减小，声音的射线就会向上弯曲;反之，当气温随高度增加而升高，声音的传播速度就会随高度的增加而增加，声波射线呈向下弯曲状，给人的听觉就是“声音在下沉”。 因此，三次实验数据的得出还是比较好的符合了这个客观规律。共振法和相位法测得声速的大小出现了比较大的波动，比如在读数上，李萨如图像的判别上存较大误差。并且个别数据的值明显不符合规律，其实是应该进行试验修正的。 6 篇三:大学物理实验报告-声速的测量 实验报告 声速的测量 【实验目的】 1.学会用共振干涉法、相位比较法以及时差法测量介质中的声速 2.学会用逐差法进行数据处理; 3.了解声速与介质参数的关系。 【实验原理】 由于超声波具有波长短，易于定向发射、易被反射等优点。在超声波段进行 声速测量的优点还在于超声波的波长短，可以在短距离较精确的测出声速。 超声波的发射和接收一般通过电磁振动与机械振动的相互转换来实现，最常 见的方法是利用压电效应和磁致伸缩效应来实现的。本实验采用的是压电陶瓷制 成的换能器(探头)，这种压电陶瓷可以在机械振动与交流电压之间双向换能。 声波的传播速度与其频率和波长的关系为:v???f(1)由(1)式可知，测得声波的频率和波长，就可以得到声速。同样，传播速度亦可用v?L/t(2)表 示，若测得声波传播所经过的距离L和传播时间t，也可获得声速。 1. 共振干涉法 实验装置如图1所示，图中S1和S2为压电晶体换能器，S1作为声波源，它被低频信号发生器输出的交流电信号激励 7 后，由于逆压电效应发生受迫振动，并向空气中定向发出以近似的平面声波;S2为超声波接收器，声波传至它的接收面上时，再被反射。当S1和S2的表面近似平行时，声波就在两个平面间来回反射，当两个平面间距L为半波长的整倍数，即 L=n×， n=0，1，2，……(3) 2λ 时，S1发出的声波与其反射声波的相位在S1处差2nπ(n=1，2 ……)，因此形成共振。 因为接收器S2的表面振动位移可以忽略，所以对位移来说是波节，对声压来说是波腹。本实验测量的是声压，所以当形成共振时，接收器的输出会出现明显增大。从示波器上观察到的电信号幅值也是极大值(参见图2)。 图中各极大之间的距离均为λ/2，由于散射和其他损耗，各级大致幅值随距离增大而逐渐减小。我们只要测出各极大值对应的接收器S2的位置，就可测出波长。由信号源读出超声波的频率值后，即可由公式(1)求得声速。 2. 相位比较法 波是振动状态的传播，也可以说是位相的传播。沿波传播方向的任何两点同相位时，这两点间的距离就是波长的整数倍。利用这个原理，可以精确的测量波长。实验装置如图1所示，沿波的传播方向移动接收器S2，接收到的信号再次与 8 发射器的位相相同时，一国的距离等于与声波的波长。 同样也可以利用李萨如图形来判断 位相差。实验中输入示波器的是来自同一信号源的信号，它们的频率严格一致，所以李萨如图是椭圆，椭圆的倾斜与两信号的位相差有关，当两信号之间的位相差为0或π时，椭圆变成倾斜的直线。 3. 时差法 用时差法测量声速的实验装置仍采用上述仪器。 由信号源提供一个脉冲信号 经S1发出一个脉冲波，经过一段距离的传播后，该脉冲信号被S2接收，再将该信号返回信号源，经信号源内部线路分析、比较处理后输出脉冲信号在S1、S2之间的传播时间t，传播距离L可以从游标卡尺上读出，采用公式(2)即可计算出声速。 4. 逐差法处理数据 在本实验中，若用游标卡尺测出2n个极大值的位置，并依次算出每经过n个λ/2的距离为 ????=?? ??+?? ????? /?? ??=1 ?? 。如测不到20个极大值，则可少测几个(一定是偶数)，用这样就很容易计算出λ 类似方法计算即可。 9 【实验数据记录、实验结果计算】 实验时室温为16?，空气中声速的理论值为 ?? ??=??0× 1+ =341.019??/?? 1(共振干涉法 频率 f=35.617 #include<iostream #include<cstdio using namespace std; constint n=10; const double f=35.617; const double L[2*n]={50.00, 52.58, 54.41, 57.46, 59.63, 62.40, 64.46, 67.37, 70.60, 72.16,74.01, 77.00, 79.01, 81.84, 83.80, 86.92, 88.78, 91.66, 93.31, 96.49}; double LMD=0; int main() { for (inti=0;i<n;i++) LMD+=(L[n+i]-L[i])*2/n/n; printf(v=%.3lf\n,LMD*f*2); system(pause); return 0; } 此程序运行结果为:v= 344.461 m/s; 2(相位比较法 频率 f=35.618 使用逐差法进行数据处理，处理过程由C++程序完成， 10 程序如下 #include<cstdio using namespace std; constint n=5; const double f=35.618; const double L[2*n]={54.82, 64.41, 74.02, 83.74, 93.40, 103.06, 112.90, 122.36, 131.86, 141.09}; double LMD=0; int main() { for (inti=0;i<n;i++) LMD+=(L[n+i]-L[i])/n/n; printf(v=%.3lf\n,LMD*f); system(pause); return 0; } 此程序运行结果为:v=343.187 m/s 3(时差法测量空气中声速 计算机作图如下: 由于第二组数据，存在较大误差，因此将其去掉。计算 机计算得 v = 344.41 m/s 11