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理论力学基础实验报告

理论力学基础实验报告

理论力学基础实验报告实验目的本次实验旨在通过观察和测量,验证理论力学的基本定理和物理规律。

具体目标包括:1. 了解和熟悉理论力学的基本概念和公式;2. 掌握测量物体质量、位置、力的方法和技巧;3. 验证质点运动学、动力学方程和牛顿三定律。

实验原理1. 运动学:质点的位移、速度和加速度之间的关系,可以用`x = x_0 + vt + 1/2at^2` 这一二次方程表示。

2. 动力学:质点的力学性质与作用力和质点的质量、加速度之间的关系(即牛顿第二定律),可以用`F=ma` 来表达。

3. 牛顿三定律:质点的任何一个运动都受到了其他物体的作用力,同时该物体也对其他物体产生了反作用力。

实验装置和材料1. 平滑水平直轨道2. 重物(用于加在轮小车上)3. 光电开关4. 计时器5. 弹簧测力计实验过程1. 通过轮小车在轨道上做运动,利用光电开关测量其位移、速度和加速度。

分别放置不同位置的光电开关进行测量。

2. 通过在轮小车上增加不同质量的重物,利用弹簧测力计测量作用力,并测量质点加速度。

3. 记录数据,并进行计算和分析。

实验结果及分析1. 运动学方程验证:通过不同位置的光电开关测得的位移、速度、加速度数据,我们可以将其代入运动学方程`x = x_0 + vt + 1/2at^2`中计算得到的结果与实际值进行比较。

2. 动力学方程验证:通过在轮小车上增加不同质量的重物,利用弹簧测力计测得的作用力,并测量质点加速度。

将测得的数据代入动力学方程`F=ma`中,计算的结果与实验数据进行比较。

3. 牛顿三定律验证:通过观察轮小车在运动过程中的反作用力,并测量反作用力的大小,验证牛顿第三定律。

根据实验结果和分析,实验数据与理论计算结果相吻合,验证了理论力学的基本定理和物理规律。

实验总结通过本次实验,我们学习了理论力学的基本概念和公式,并通过实际操作和测量验证了相应的物理规律。

通过实验的过程,我们掌握了物体质量、位置、力的测量方法和技巧,提高了实验操作和数据处理的能力。

理论力学实验报告书

理论力学实验报告书

实验法测量物体重心实验报告书试验设备名称: 实验内容:1、悬吊法;2、称量法;3、观察渐加荷载、突加荷载、冲击荷载、振动荷载;试验方法:1、悬吊法:对组合型钢悬吊两次,利用二力平衡原理,用一张A4纸图示出重心位置。

对于学习过CAD 绘图的同学,可以相机成像后输入到计算机内,用CAD 绘图技术找出重心位置。

实验结果的图形附于报告后。

2、称量法:连杆重量超出弹簧秤的称量范围,此时要称出连杆的重量,并确定其重心,就要应用理论力学中的合力矩定理。

1)首先将弹簧秤的托盘拿下,将弹簧秤调零;2)将连杆两端分别放置在弹簧秤的中心,并将连杆侧放,支撑点对准弹簧秤的中心;3)通过积木块,设法调整支撑点连线水平,记下弹簧秤的读数1F 和2F ;4)根据平衡方程:12N N F F W +=,12()N C N C F l x F x ⋅-=⋅,112N C N N F lx F F ⋅=+即可得到连杆重量和重心位置。

1N F2N F l W C x3、观察渐加荷载、突加荷载、冲击荷载、振动荷载:将合适重量的物体分别缓慢放入、突然放入、从高处突然松手落入、放入有偏心块转动的电机,观察a )渐加荷载、b )突加荷载、c )冲击荷载、d )振动荷载的特点,并简单画出荷载与时间的函数关系图。

测量动滑动摩擦因数实验报告书试验设备名称: 实验内容:测量摩擦角;测量动滑动摩擦因数;试验方法: 1、测量摩擦角:两名同学合作,在摩擦测试仪底板上放置好摩擦块,缓慢抬升摩擦测试仪底板,使其倾角慢慢增加,增加到某一角度,物块开始下滑,记下此时摩擦测试仪底板OF t(a )OFt(b )OF t(c )OFt(d )的倾角ϕ;反复实验5次,求出平均值f ϕ,此即摩擦角,并计算静摩擦因数:f f tg ϕ==2、测量动滑动摩擦因数:1)实验装置: 如图所示 A :试块甲B :倾角为φ的被测试材料C :试块甲上的不透光档距,s 1=3cm L 1,L 2:光电管D :CDY-1智能计量仪t 1(或仪器上的Δt 1)为计量器上显示物块A 经过光电管L 1时通过路程s1的时间,t 2(或仪器上的Δt 2)为显示物块A 经过光电管L 2时通过路程s 1的时间,t 4=t 3+(t 2-t 1)/2,t 3为从L 1到L 2的路程所需的时间。

力学实验实习报告

力学实验实习报告

一、实验目的1. 熟悉力学实验的基本操作和实验方法。

2. 培养实验操作技能和实验数据处理能力。

3. 加深对力学理论知识的理解,提高理论联系实际的能力。

二、实验内容本次实验主要包括以下内容:1. 测量物体的重量、质量和体积。

2. 测量斜面的倾斜角度。

3. 测量物体在斜面上的运动时间。

4. 计算物体在斜面上的加速度。

5. 分析实验数据,得出实验结论。

三、实验仪器与器材1. 弹簧测力计2. 天平3. 量筒4. 斜面5. 滑块6. 秒表7. 铅笔8. 计算器四、实验步骤1. 准备实验器材,检查设备是否完好。

2. 使用天平测量物体的质量,记录数据。

3. 使用量筒测量物体的体积,记录数据。

4. 使用弹簧测力计测量物体的重量,记录数据。

5. 将斜面调整至预定倾斜角度。

6. 将滑块放置在斜面上,使用秒表测量物体在斜面上的运动时间,记录数据。

7. 重复步骤5和6,进行多次实验,取平均值。

8. 计算物体在斜面上的加速度,分析实验数据。

五、实验数据及处理1. 物体质量:m = 0.5 kg2. 物体体积:V = 0.1 L3. 物体重力:Fg =4.9 N4. 斜面倾斜角度:θ = 30°5. 物体在斜面上的运动时间:t = 1.2 s6. 物体在斜面上的加速度:a = 0.41 m/s²六、实验结果与分析根据实验数据,可以得出以下结论:1. 物体在斜面上的加速度与斜面倾斜角度有关,随着倾斜角度的增加,加速度逐渐增大。

2. 物体在斜面上的加速度与物体的质量有关,质量越大,加速度越小。

3. 实验结果与理论计算值基本一致,说明实验方法合理,实验数据可靠。

七、实验总结本次力学实验实习,使我更加深入地了解了力学理论知识的实际应用。

通过实验操作,我掌握了力学实验的基本操作方法和数据处理能力。

同时,实验过程中遇到了一些问题,通过查阅资料和与同学讨论,成功解决了这些问题。

总之,本次实验实习使我受益匪浅,提高了我的实验能力和综合素质。

力学实习报告

力学实习报告

力学实习报告力学实习报告导言:力学实习是为了加强我们对力学原理的理解和应用能力,通过实际操作和实验数据的分析,进一步巩固力学理论知识,并学习如何正确操作实验仪器和处理实验数据。

本次实习主要包括测量实验力和力矩的实验、测定物体的重力加速度的实验、测定等效质量的实验等内容。

一、测量实验力和力矩的实验在实验中,我们使用了弹簧测力计来测量实验力。

首先,需要将测力计挂在水平放置的挡板上,并调整好刻度,使测力计刚好处于平衡状态。

然后,我们施加不同大小的实验力,记录下实验力对应的测力计示数。

实验过程中需要注意,实验力的作用线要尽量通过测力计的转轴,否则会引入力矩,影响测量结果。

实验中我们还学习了如何测量力矩。

力矩的定义是力乘以力臂,实验中力臂的测量使用了滑块的直径、杠杆支点到力臂的距离等方法。

在实验中,我们施加一个重力矩和一个外力矩,使得力矩平衡。

通过测量杠杆的长度和示数,我们可以计算出外力矩,从而得到所施加力的大小。

二、测定物体的重力加速度的实验在实验中,我们使用了水波测量法来测定物体的重力加速度。

实验仪器包括水槽、拉力计、水波机等。

首先,需要将物体悬挂在拉力计上,并调整拉力计示数为零。

然后,启动水波机,产生一系列水波,使得物体上下振荡。

通过调节水波产生器的频率,使得物体在水波中保持稳定的运动状态,此时拉力计示数即为物体所受的浮力大小。

根据物体的质量和浮力,可以计算出物体的重力加速度。

三、测定等效质量的实验在实验中,我们使用了振动台和振动传感器来测定物体的等效质量。

首先,我们将物体放置在振动台上,并使其处于平衡位置。

然后,启动振动台,产生一系列振动。

在振动过程中,振动传感器可以测量到物体的振动频率和振动幅度。

通过将振动台的振动参数与物体的质量和所受的力联系起来,可以计算出物体的等效质量。

实验结果分析:通过实验测量得到的数据,我们可以对物体的力学性质进行分析和研究。

例如,测量实验力和力矩的实验可以帮助我们了解弹簧力的性质、杠杆平衡的原理等;测定物体的重力加速度的实验可以帮助我们计算物体的质量,检验物体的密度等;测定等效质量的实验可以帮助我们研究物体的振动特性,探讨物体的共振现象等。

理论力学平衡实验报告

理论力学平衡实验报告

一、实验目的1. 深入理解理论力学中力的平衡原理;2. 掌握二力平衡和三力平衡的方法;3. 培养实验操作能力和数据分析能力。

二、实验原理1. 二力平衡:当物体受到两个力作用时,若物体保持静止或匀速直线运动,则这两个力大小相等、方向相反、作用在同一直线上。

2. 三力平衡:当物体受到三个力作用时,若物体保持静止或匀速直线运动,则这三个力大小相等、方向相反、作用在同一直线上。

三、实验设备与仪器1. 理论力学实验台;2. 三力汇交平衡实验装置;3. 量角器;4. 直尺;5. 水平仪;6. 记录本。

四、实验步骤1. 调整实验台水平,确保实验装置稳定;2. 按照实验要求,将实验装置安装在实验台上;3. 使用量角器测量各个力的作用角度;4. 使用直尺测量各个力的作用线;5. 使用水平仪检查各个力的水平方向;6. 记录实验数据;7. 分析实验数据,验证二力平衡和三力平衡原理。

1. 实验数据:- 力1:大小为F1,方向为θ1;- 力2:大小为F2,方向为θ2;- 力3:大小为F3,方向为θ3。

2. 数据处理:- 验证二力平衡:F1 = F2,θ1 + θ2 = 180°;- 验证三力平衡:F1 = F2 = F3,θ1 + θ2 + θ3 = 360°。

六、实验结果与分析1. 实验结果:- 二力平衡:实验中,力1和力2的大小相等,方向相反,作用在同一直线上,满足二力平衡条件;- 三力平衡:实验中,力1、力2和力3的大小相等,方向相反,作用在同一直线上,满足三力平衡条件。

2. 分析:- 通过本次实验,验证了理论力学中二力平衡和三力平衡原理的正确性;- 实验过程中,掌握了力的平衡方法,提高了实验操作能力和数据分析能力。

七、实验结论本次实验成功验证了理论力学中二力平衡和三力平衡原理的正确性,达到了实验目的。

在实验过程中,提高了实验操作能力和数据分析能力,为今后学习理论力学打下了基础。

八、实验注意事项1. 实验过程中,注意实验装置的稳定性,确保实验顺利进行;2. 使用量角器、直尺和水平仪等仪器时,要保证准确度;3. 记录实验数据时,要清晰、完整,便于后续分析。

力学实习报告

力学实习报告

力学实习报告在大学的学习生涯中,实习是一个极其重要的环节,它能够让我们将课堂上学到的理论知识与实际操作相结合,从而更深入地理解和掌握专业知识。

本次力学实习让我有了这样一次宝贵的机会,不仅拓宽了我的知识面,还锻炼了我的实践能力。

一、实习目的力学实习的目的在于通过实际操作和观察,加深对力学原理的理解,提高解决实际工程问题的能力。

具体来说,包括以下几个方面:1、熟悉各种力学实验设备的使用方法,掌握实验数据的采集和处理技巧。

2、观察和分析力学现象,验证力学理论和公式,培养科学思维和实验研究能力。

3、培养团队合作精神,提高沟通和协调能力,学会在团队中发挥自己的优势,共同完成实验任务。

二、实习内容本次实习涵盖了多个力学实验项目,包括材料拉伸实验、梁的弯曲实验、压杆稳定实验等。

1、材料拉伸实验在这个实验中,我们使用了万能材料试验机对不同材料(如钢材、铝材等)进行拉伸测试。

通过实验,我们观察到材料在拉伸过程中的变形情况,记录了屈服强度、抗拉强度、伸长率等重要参数。

在实验过程中,我们需要精确地控制加载速度,确保实验数据的准确性。

同时,还要注意观察材料的断裂方式,分析其原因。

2、梁的弯曲实验梁的弯曲实验是为了研究梁在弯曲载荷作用下的应力分布和变形规律。

我们使用了电测法来测量梁上不同位置的应变值,然后根据材料力学的理论公式计算出相应的应力值。

通过对比理论计算结果和实验测量结果,我们可以验证理论的正确性,并了解实验误差的来源。

3、压杆稳定实验压杆稳定实验是研究细长杆件在受压时的稳定性问题。

我们通过改变压杆的长度、截面形状和约束条件,观察压杆的失稳现象,并测量其临界压力。

这个实验让我们深刻理解了压杆稳定性的概念,以及影响压杆稳定性的因素。

三、实习过程在实习过程中,我们首先进行了实验前的准备工作,包括熟悉实验设备、了解实验原理和步骤、制定实验方案等。

然后,在老师的指导下,我们分组进行实验操作。

每个小组的成员都有明确的分工,有的负责操作实验设备,有的负责记录数据,有的负责观察现象。

理论力学实验报告书

理论力学实验报告书

西安交通大学理论力学实验报告册班级________________学号________________姓名________________实验守则1.按时进入实验室,不得无故迟到或擅自离退。

2.进入实验室,应保持安静和整洁,不得喧哗、打闹、吸烟、随地吐痰及乱扔纸片等杂物。

3.课前应认真预习本次实验内容及有关仪器设备介绍,基本了解实验基本原理,明确实验要求。

4.认真听取指导教师对仪器及设备的构造、基本原理、实验要求、注意事项等的讲解。

5.爱护仪器设备,细心操作,注意安全,不得乱动与本实验无关的仪器设备。

如有不遵守纪律或操作规程而造成事故者,应追究其责任,并作相应处理。

实验中如发生意外或异常现象,应立即向指导教师报告,采取安全措施。

实验过程中,仔细观察各种现象,并如实记录实验数据。

每个实验小组的实验记录需经指导教师检查签字后方可结束实验。

6.要有文明作风和良好的实验习惯。

实验结束后,应将所用的仪器及设备恢复为初始状态,将所用的量具、工具等整理好,收拾好桌凳,做好清洁工作。

破坏的试件,不要随便乱扔,将其放在指定的木箱里,未经教师许可不得擅自带离实验室。

7.实验报告是处理实验结果的总结资料,是考核学生实验成绩的主要依据之一,必须认真独立完成,课后一周内送交指导教师批阅。

实验日期_____________教师签字_____________同组者_____________审批日期_____________实验名称:工程结构件内力测量一、实验目的:1.通过对焊接、铆接等不同连接方式的工程结构施加载荷,测量出各构件所受的内力值,并与相应材料与尺寸的理想桁架杆件内力的理论计算值进行分析比较,加深对实际工程结构力学建模合理性的认识。

2.了解电阻应变测量的基本方法。

二、测量对象与实验仪器设备:三、测量系统框图四、实验原理(简述):五、实验结果:1:测量结果记录教师签字:2:数据分析(理论计算结果与实验结果对比)3、结果分析及结论(包含对误差产生的原因分析)六、讨论题从实际模型和理论模型的结构特点、约束情况、承载方式等角度论述桁架理论建模的合理性。

理论力学演示实验报告

理论力学演示实验报告

实验报告:理论力学演示实验一、实验目的1. 了解理论力学基本概念和原理;2. 通过实验验证牛顿运动定律;3. 掌握质点运动学、动力学的基本实验方法;4. 培养学生的实验操作能力和科学素养。

二、实验原理1. 牛顿运动定律:物体在力的作用下,其运动状态发生改变。

力是改变物体运动状态的原因。

2. 质点运动学:研究质点在空间中的运动规律,包括速度、加速度、位移等。

3. 质点动力学:研究质点在力的作用下的运动规律,包括牛顿第二定律、牛顿第三定律等。

三、实验仪器1. 理论力学演示台2. 滑轮组3. 弹簧测力计4. 水平仪5. 秒表6. 铅笔、纸、直尺四、实验步骤1. 观察演示台上的实验装置,了解其结构和工作原理。

2. 验证牛顿第一定律:将物体放置在演示台上,观察物体在无外力作用下的运动状态。

3. 验证牛顿第二定律:利用滑轮组,使物体在重力作用下做匀加速直线运动,记录数据,计算加速度。

4. 验证牛顿第三定律:将两个相同的物体分别放置在演示台上,通过相互作用力使它们相互靠近,观察现象。

5. 测量物体运动学参数:使用秒表测量物体通过一定距离所需时间,计算速度和加速度。

6. 测量力的大小:使用弹簧测力计测量物体所受重力,以及通过滑轮组产生的拉力。

五、实验数据及处理1. 验证牛顿第一定律:物体在无外力作用下,保持静止或匀速直线运动。

2. 验证牛顿第二定律:物体所受合力与加速度成正比,与物体质量成反比。

实验数据:F1 = 2.0 N,m = 0.5 kg,a1 = 4.0 m/s²F2 = 3.0 N,m = 0.5 kg,a2 = 6.0 m/s²实验结果:F1/a1 = F2/a2 = 2.0/4.0 = 3.0/6.0 = 0.5 N/kg,符合牛顿第二定律。

3. 验证牛顿第三定律:两个物体相互作用力大小相等、方向相反。

实验数据:F1 = 2.0 N,F2 = -2.0 N实验结果:F1 = -F2,符合牛顿第三定律。

理论力学实习报告

理论力学实习报告

实习报告
在过去的一段时间里,我有幸参加了理论力学的实习课程。

这次实习让我对理论力学有了更深入的理解,并且通过实践操作,我将理论知识应用到了实际问题中。

以下是我的实习报告。

在实习过程中,我们主要进行了实验操作和数据分析。

实验内容涉及了力学中的基本概念和原理,如力的合成、牛顿运动定律、摩擦力等。

通过实验,我深刻理解了这些概念和原理的实际含义,并且学会了如何运用它们来解决实际问题。

在实验中,我们使用了各种测量工具和仪器,如弹簧测力计、扭矩仪等。

通过精确的测量和数据记录,我们能够准确地计算出力的大小和方向,以及物体的加速度等参数。

这些数据的分析让我更深入地理解了力学原理的应用,并且能够熟练地使用相关的数学工具和软件来处理数据。

在实习的过程中,我也学到了如何进行科学实验的方法和技巧。

例如,在实验中需要注意数据的准确性和可重复性,以及实验结果的可靠性和有效性。

我还学会了如何撰写实验报告,包括实验目的、实验原理、实验设备和步骤、实验结果和分析等内容。

这些技能对我今后的学习和研究将大有裨益。

通过这次实习,我不仅加深了对理论力学知识的理解,还培养了自己的实验能力和科学思维。

我认识到,理论力学不仅仅是一门学科,更是一种解决问题的方法和工具。

在未来的学习和工作中,我将继续努力将理论力学知识应用到实际问题中,以解决工程和科学问题。

总的来说,这次理论力学实习是一次非常有价值和意义的经历。

通过实习,我不仅加深了对理论力学知识的理解,还培养了自己的实验能力和科学思维。

我相信这次实习将对我的学习和未来的职业生涯产生积极的影响。

理论力学实验报告总结(3篇)

理论力学实验报告总结(3篇)

第1篇一、实验背景理论力学是研究物体在力的作用下运动规律和平衡条件的学科,是力学的基础学科。

本实验报告旨在通过对理论力学实验的总结,加深对理论力学基本原理和方法的理解,提高实验操作技能,培养严谨的科学态度。

二、实验目的1. 掌握理论力学实验的基本操作技能;2. 理解理论力学基本原理和方法;3. 培养实验数据处理和结果分析能力;4. 提高团队合作意识。

三、实验内容本实验报告主要总结了以下三个实验:1. 摩擦实验2. 重心实验3. 合力与分力实验1. 摩擦实验实验目的:研究滑动摩擦力与正压力、摩擦系数的关系。

实验原理:滑动摩擦力F与正压力N、摩擦系数μ的关系为F=μN。

实验步骤:(1)将实验装置组装好,调整实验台面水平;(2)测量正压力N,并记录;(3)改变摩擦系数μ,重复步骤(2);(4)测量滑动摩擦力F,并记录;(5)绘制F-N、F-μ关系图。

实验结果:滑动摩擦力F与正压力N、摩擦系数μ成正比。

2. 重心实验实验目的:研究不规则物体的重心位置。

实验原理:不规则物体的重心位置可以通过悬吊法和称重法确定。

实验步骤:(1)将不规则物体悬挂在实验装置上,调整悬挂点位置,使物体保持平衡;(2)记录悬挂点位置,即为重心位置;(3)使用称重法测量物体重量,并记录;(4)计算重心位置。

实验结果:不规则物体的重心位置可以通过悬吊法和称重法确定。

3. 合力与分力实验实验目的:研究力的合成与分解。

实验原理:力可以分解为若干个分力,也可以合成一个合力。

实验步骤:(1)将实验装置组装好,调整实验台面水平;(2)测量已知力的大小和方向,并记录;(3)使用分力实验装置,将已知力分解为两个分力;(4)测量两个分力的大小和方向,并记录;(5)使用合力实验装置,将两个分力合成一个合力;(6)测量合力的大小和方向,并记录。

实验结果:力可以分解为若干个分力,也可以合成一个合力。

四、实验总结1. 通过本次实验,我们对理论力学基本原理和方法有了更深入的理解,提高了实验操作技能;2. 在实验过程中,我们学会了如何使用实验装置,掌握了实验数据处理和结果分析的方法;3. 通过团队合作,我们提高了沟通能力和协作精神。

理论力学认知实习报告

理论力学认知实习报告

一、实习背景理论力学是工程力学的一个重要分支,它主要研究物体在受力状态下的运动规律和力学特性。

为了加深对理论力学的理解,提高实践能力,我们开展了理论力学认知实习。

本次实习旨在通过实验和实际操作,让学生掌握理论力学的基本原理和实际应用,培养学生的动手能力和创新思维。

二、实习目的1. 通过实验,加深对理论力学基本原理的理解,提高学生的实验操作技能。

2. 培养学生的观察能力和分析能力,提高学生解决实际问题的能力。

3. 增强学生的团队合作意识,提高学生的沟通与协作能力。

4. 培养学生的创新思维,激发学生的学习兴趣。

三、实习内容1. 实验一:受力分析实验(1)实验目的:掌握受力分析的基本方法,学会绘制受力图。

(2)实验原理:利用力的合成与分解、平衡条件等方法,对物体进行受力分析。

(3)实验步骤:观察实验装置,分析物体受力情况,绘制受力图,验证受力平衡。

2. 实验二:转动动力学实验(1)实验目的:掌握转动动力学的基本原理,学会分析转动体的运动。

(2)实验原理:利用转动惯量、角加速度、角速度等概念,分析转动体的运动。

(3)实验步骤:观察实验装置,测量转动惯量、角加速度、角速度等参数,分析转动体的运动。

3. 实验三:振动实验(1)实验目的:掌握振动的基本原理,学会分析振动系统的运动。

(2)实验原理:利用振动方程、振动频率、振幅等概念,分析振动系统的运动。

(3)实验步骤:观察实验装置,测量振动参数,分析振动系统的运动。

4. 实验四:流体力学实验(1)实验目的:掌握流体力学的基本原理,学会分析流体运动。

(2)实验原理:利用伯努利方程、连续性方程等,分析流体运动。

(3)实验步骤:观察实验装置,测量流体参数,分析流体运动。

四、实习过程1. 实验准备:提前了解实验原理,熟悉实验步骤,准备实验器材。

2. 实验操作:按照实验步骤进行实验操作,记录实验数据。

3. 数据分析:对实验数据进行整理和分析,得出结论。

4. 总结与讨论:总结实验过程中的经验和教训,讨论实验结果。

理论力学实验报告书

理论力学实验报告书

实验法测量物体重心实验报告书试验设备名称: 实验内容:1、悬吊法;2、称量法;3、观察渐加荷载、突加荷载、冲击荷载、振动荷载;试验方法:1、悬吊法:对组合型钢悬吊两次,利用二力平衡原理,用一张A4纸图示出重心位置。

对于学习过CAD 绘图的同学,可以相机成像后输入到计算机内,用CAD 绘图技术找出重心位置。

实验结果的图形附于报告后。

2、称量法:连杆重量超出弹簧秤的称量范围,此时要称出连杆的重量,并确定其重心,就要应用理论力学中的合力矩定理。

1)首先将弹簧秤的托盘拿下,将弹簧秤调零;2)将连杆两端分别放置在弹簧秤的中心,并将连杆侧放,支撑点对准弹簧秤的中心;3)通过积木块,设法调整支撑点连线水平,记下弹簧秤的读数1F 和2F ;4)根据平衡方程:12N N F F W +=,12()N C N C F l x F x ⋅-=⋅,112N C N N F lx F F ⋅=+即可得到连杆重量和重心位置。

3、观察渐加荷载、突加荷载、冲击荷载、振动荷载:将合适重量的物体分别缓慢放入、突然放入、从高处突然松手落入、放入有偏心块转动的电机,观察a )渐加荷载、b )突加荷载、c )冲击荷载、d )振动荷载的特点,并简单画出荷载与时间的函数关系图。

测量动滑动摩擦因数实验报告书试验设备名称: 实验内容:测量摩擦角;测量动滑动摩擦因数;试验方法: 1、测量摩擦角:两名同学合作,在摩擦测试仪底板上放置好摩擦块,缓慢抬升摩擦测试仪底板,使其倾角慢慢增加,增加到某一角度,物块开始下滑,记下此时摩擦测试仪底板OF t(a )OFt(b )OF t(c )OFt(d )的倾角ϕ;反复实验5次,求出平均值f ϕ,此即摩擦角,并计算静摩擦因数:f f tg ϕ==2、测量动滑动摩擦因数:1)实验装置: 如图所示 A :试块甲B :倾角为φ的被测试材料C :试块甲上的不透光档距,s 1=3cm L 1,L 2:光电管D :CDY-1智能计量仪t 1(或仪器上的Δt 1)为计量器上显示物块A 经过光电管L 1时通过路程s1的时间,t 2(或仪器上的Δt 2)为显示物块A 经过光电管L 2时通过路程s 1的时间,t 4=t 3+(t 2-t 1)/2,t 3为从L 1到L 2的路程所需的时间。

力学实验实习报告

力学实验实习报告

一、实习目的通过本次力学实验实习,旨在使同学们将课堂上学到的力学理论知识与实际操作相结合,加深对力学概念、原理和方法的了解,提高实验操作技能,培养严谨的科学态度和团队协作精神。

二、实习时间2022年X月X日至2022年X月X日三、实习地点XXX大学力学实验室四、实习内容1. 实验一:胡克定律验证(1)实验目的:验证胡克定律,了解弹簧的弹性特性。

(2)实验原理:根据胡克定律,弹簧的伸长量与所受拉力成正比。

(3)实验步骤:① 使用弹簧测力计测量不同拉力下弹簧的伸长量;② 记录数据,分析数据,得出结论。

2. 实验二:简支梁的受力分析(1)实验目的:了解简支梁的受力情况,掌握受力分析的方法。

(2)实验原理:根据结构力学原理,分析简支梁的受力情况。

(3)实验步骤:① 准备简支梁、加载装置、位移传感器等实验器材;② 将简支梁固定在支架上,加载装置置于梁的一端;③ 测量不同加载力下梁的变形量,记录数据;④ 分析数据,得出结论。

3. 实验三:单摆振动实验(1)实验目的:验证单摆振动周期公式,研究摆长与振动周期的关系。

(2)实验原理:根据单摆振动周期公式,研究摆长与振动周期的关系。

(3)实验步骤:① 准备单摆、秒表、摆长测量工具等实验器材;② 测量不同摆长下单摆的振动周期,记录数据;③ 分析数据,得出结论。

五、实习总结1. 通过本次实习,同学们掌握了力学实验的基本操作方法,提高了实验技能。

2. 实验过程中,同学们学会了如何观察现象、分析问题、解决问题,培养了科学思维。

3. 通过实验数据的处理和分析,同学们对力学理论有了更深刻的理解。

4. 实习过程中,同学们相互协作,共同完成了实验任务,增强了团队意识。

六、实习体会1. 力学实验是理论与实践相结合的重要途径,通过实验可以加深对理论知识的理解。

2. 在实验过程中,要注重观察、分析、总结,培养严谨的科学态度。

3. 实验操作要规范,确保实验数据的准确性和可靠性。

4. 团队合作是完成实验任务的关键,要学会与他人沟通、协作。

理论力学仿真实验报告

理论力学仿真实验报告

理论力学仿真实验报告姓名 班级 学号 成绩 理论力学仿真实验一、实验目的掌握力学基本原理,培养力学自学能力、力学建模能力(建立力学模型的能力和建立数学模型的能力)和力学分析能力(力学理论分析能力、力学实验分析能力、力学数值仿真能力)。

二、实验内容力系平衡问题、复摆运动分析研究三、实验原理在做力系平衡实验时根据梁受力平衡列出方程求解未知力,在复摆运动分析研究实验时根据微分方程列出微分方程组,将力学模型转化为数学模型,代入MA TLAB 程序,会得出复摆的运动规律曲线。

四、实验过程1、力系平衡问题⑴力学模型建立、描述⑵数学模型建立对左端列出平衡方程:;0=∑F x;0;0==∑∑M F Ay 对右端列出平衡方程:;0=∑F x;0;0==∑∑M F AyJ mga dt d /sin 22ϕϕ-=⑶数学模型求解仿真梁的左端列平衡方程:eq1='FAx-FD*cos(1/6*pi)=0';eq2='FAy+FBy+FD*sin(1/6*pi)-4*q=0';eq3='FBy*2-8*q-M+8*FD*sin(1/6*pi)=0';梁的右端列平衡方程:eq4='4*FD*sin(1/6*pi)-M=0';eq5='FCx-FD*cos(1/6*pi)=0';eq6='FCy+FD*sin(1/6*pi)=0';s=solve(eq1,eq2,eq3,eq4,eq5,eq6,...'FAx','FAy','FBy','FCx','FCy','FD');q=5000;M=20000; 代入方程,FAx=subs(s.FAx)FAy=subs(s.FAy)FBy=subs(s.FBy)FCx=subs(s.FCx)FCy=subs(s.FCy)FD=subs(s.FD)2、复摆运动分析研究⑴力学模型建立、描述⑵数学模型建立设m=5kg g=10N/kg a=1.5m J=15 ϕ=200 ω=0列微分方程组:⑶数学模型求解仿真[ϕϕ',]=[y 1,y 2]列微分方程组:⎪⎩⎪⎨⎧-='='J pi y y y y /))180/*sin(*5.1*10*5(1221>> plot(T,Y(:,1),'-',T,Y(:,2),'-.')五、实验结果分析讨论1、力系平衡问题的MATLAN的求解结果为:FAx =8.6603e+003FAy =5000FBy =10000FCx =8.6603e+003FCy =-5000FD =10000故:2、复摆运动分析研究的MATLAB的求解结果为:故:>> plot(T,Y(:,1),'-',T,Y(:,2),'-.') 得规律曲线:故:。

力学实习报告

力学实习报告

力学实习报告力学实习报告8篇在现实生活中,报告的适用范围越来越广泛,我们在写报告的时候要注意逻辑的合理性。

那么大家知道标准正式的报告格式吗?下面是店铺为大家整理的力学实习报告,供大家参考借鉴,希望可以帮助到有需要的朋友。

力学实习报告1让我们从实践中对这门自己学习的专业获得一个感性认识,为今后专业课的学习打下坚实的基础,为今后书本与实践的结合埋下伏笔。

实习中,将所学知识和实习内容互相验证,并对一些实际问题加以分析和讨论,面对困惑向带队老师请教,使我自己对工程力学与机械制造和建筑工程的密切联系有一个良好的认识,了解专业概况,为后续专业理论知识的学习奠定一个良好的基础。

实习过程:9月4号,我们的实习地点是河南理工大学土木学院前面的人工湖和焦作市中华瀚园施工地,在这里通过老师一些生动的描述和贴切的比喻,我对建筑中的一些结构有了清晰地印象和客观地认识。

地基是直接承受建筑物荷载影响的那一部分地层。

基础是将建筑物承受的各种荷载传递到地基上的下部结构!根据埋深不同分浅基础和深基础浅基础一般指基础埋深小于基础宽度或深度不超过5m的基础。

1、独立基础:也叫“单独基础”,最常用的是柱下基础。

2、条形基础:条形基础是墙下最常用的一种基础形式,当柱下独立基础不能满足要求时,也可以使用条形基础。

故按上部结构的的形式,可以将条形基础分为:a、“墙下条形基础”;b、“柱下条形基础”;c、“十字交差钢筋混凝土条形基础”。

若是相邻两柱相连,又称“联合基础”或“双柱联合基础”。

3、筏板基础:按其构造形式可以分为“梁板式”和“平板式”。

4、箱型基础:由钢筋混凝土底板、顶板和纵横交错的内外隔墙组成。

具有很大的空间刚度和抵抗不均匀沉降的能力,抗震性能好,且顶板与底板之间的空间可以做地下室。

5、壳体基础:其现阶段主要用于筒形构筑物的基础。

深基础一般指基础埋深大于基础宽度且深度超过5m的基础。

深基础是埋深较大,以下部坚实土层或岩层作为持力层的基础,其作用是把所承受的荷载相对集中地传递到地基的深层,而不像浅基础那样,是通过基础底面把所承受的荷载扩散分布于地基的浅层。

理论力学实习报告

理论力学实习报告

一、实习背景理论力学是工科学生必修的一门基础课程,它涉及到物体的运动规律、受力分析以及平衡条件等方面。

为了更好地理解理论力学的基本原理,提高实际应用能力,我们进行了为期一周的理论力学实习。

二、实习目的1. 深入理解理论力学的基本原理和概念;2. 掌握力学实验的基本操作方法;3. 提高力学分析及解决问题的能力;4. 培养团队协作精神和实践能力。

三、实习内容1. 实验一:牛顿第二定律验证实验目的:验证牛顿第二定律,即F=ma。

实验原理:通过测量不同质量物体在受到不同拉力作用下的加速度,分析物体所受合外力与质量、加速度之间的关系。

实验步骤:(1)准备实验器材:滑轮、砝码、测力计、秒表、铁架台、绳子等;(2)搭建实验装置,将滑轮固定在铁架台上,将绳子一端系在滑轮上,另一端连接测力计;(3)将物体挂在绳子上,记录物体的质量m;(4)逐渐增加砝码的质量,使物体受到不同的拉力F;(5)用秒表测量物体通过一定距离s所需的时间t,计算加速度a;(6)根据F=ma,分析物体所受合外力与质量、加速度之间的关系。

2. 实验二:力的合成与分解实验目的:验证力的合成与分解原理,掌握力的平行四边形法则。

实验原理:力的合成与分解原理指出,一个力可以分解为两个互成角度的分力,两个分力也可以合成为一个力。

实验步骤:(1)准备实验器材:滑轮、测力计、铁架台、绳子等;(2)搭建实验装置,将滑轮固定在铁架台上,将绳子一端系在滑轮上,另一端连接测力计;(3)将物体挂在绳子上,使物体受到一个已知拉力F;(4)用测力计测量物体所受的拉力F1和F2,分别记录F1和F2的大小及方向;(5)根据力的平行四边形法则,将F1和F2合成为一个力F,比较F与F1、F2的关系。

3. 实验三:摩擦力的测定实验目的:测定物体在水平面上受到的摩擦力大小。

实验原理:摩擦力与物体所受的正压力成正比,与物体运动的速度无关。

实验步骤:(1)准备实验器材:滑轮、测力计、铁架台、绳子、物体、水平面等;(2)搭建实验装置,将滑轮固定在铁架台上,将绳子一端系在滑轮上,另一端连接测力计;(3)将物体放在水平面上,用测力计测量物体受到的摩擦力Ff;(4)逐渐增加物体在水平面上的正压力,记录不同正压力下的摩擦力Ff;(5)分析摩擦力Ff与正压力的关系。

力学实验报告

力学实验报告

力学实验报告实验名称:力学实验实验目的:1. 通过力学实验,学习力、质量和加速度之间的关系。

2. 了解牛顿第二定律以及它的实际应用。

实验器材:1. 弹簧秤2. 测量尺3. 硬质平面4. 物体(如砝码)实验原理:根据牛顿第二定律,力 F 对物体的加速度 a 产生以下关系:F = ma,其中 F 表示作用在物体上的力,m 表示物体的质量,a 表示物体的加速度。

实验步骤:1. 将硬质平面放置桌面上,并确保其水平放置。

2. 将弹簧秤固定于硬质平面上。

3. 将物体(如砝码)挂在弹簧秤上,使其自由悬挂,并记录下物体的重力质量(m)。

4. 轻轻拉开弹簧秤,使物体在弹簧的作用下产生加速度,并记录下弹簧秤的示数(F)。

5. 根据记录的数据,计算出物体的加速度(a)。

实验数据记录与处理:示例数据:物体质量(m)= 0.5 kg弹簧秤示数(F)= 10 N由于 F = ma,可以计算出 a = F/m代入数据,得到 a = 10 N / 0.5 kg = 20 m/s²实验结果与结论:根据实验数据计算得到物体的加速度为 20 m/s²,符合力学实验中牛顿第二定律的预期结果。

实验结果表明,物体的加速度与作用在其上的力成正比,与物体的质量成反比。

实验可能存在的误差与改进:1. 弹簧秤的示数可能受到回弹力的影响,因此在记录示数时应尽量保持稳定,避免产生额外误差。

2. 物体挂在弹簧秤上时,如有空气阻力的影响也可能导致实验结果的偏差,可以尝试在真空环境中进行实验以减小这种误差。

3. 实验中可以多次重复测量,取平均值来减小由于人为误差或仪器误差引起的偏差。

实验扩展:1. 可以尝试使用不同质量的物体,重复实验并记录数据,以验证牛顿第二定律的关系。

2. 探究力与加速度之间的关系,可以将物体的质量保持恒定,通过改变施加在物体上的力的大小,观察加速度的变化。

3. 尝试进行倾斜平面实验,通过改变平面的倾斜角度,观察物体在斜面上的滑动情况,并计算出斜面上的摩擦力。

理论力学实验报告

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实验一 求不规则物体的重心一、实验目的:用悬吊法和称重法求出不规则物体的重心的位置。

二、实验设备仪器:ZME-1型理论力学多功能实验台,直尺、积木、磅秤、胶带、白纸等。

三、实验原理方法简述(一)悬吊法求不规则物体的重心适用于薄板形状的物体,先将纸贴于板上,再在纸上描出物体轮廓,把物体悬挂于任意一点A ,如图1-1(a )所示,根据二力平衡公理,重心必然在过悬吊点的铅直线上,于是可在与板贴在一起的纸上画出此线。

然后将板悬挂于另外一点B ,同样可以画出另外一条直线。

两直线的交点C 就是重心,如图1-1(b )所示。

A(a)图1-1(二)称重法求轴对称物体的重心对于由纵向对称面且纵向对称面内有对称轴的均质物体,其重心必在对称轴上。

图1-2首先将物体支于纵向对称面内的两点,测出两个支点间的距离l ,其中一点置于磅秤上,由此可测得B 处的支反力N1F 的大小,再将连杆旋转180O ,仍然保持中轴线水平,可测得N2F 的大小。

重心距离连杆大头端支点的距离C x 。

根据平面平行力系,可以得到下面的两个方程:C 1N N21N =⋅-⋅=+x W l F W F F 根据上面的方程,可以求出重心的位置: N2N11N F F lF x C +⋅=四、实验数据及处理(一)悬吊法求不规则物体的重心(二)称重法求对称连杆的重心。

a.将磅秤和支架放置于多功能台面上。

将连杆的一断放于支架上,另一端放于支架上,使连杆的曲轴中心对准磅秤的中心位置。

并利用积木块调节连杆的中心位置使它成水平。

记录此时磅秤的读数F N1=1375gb.取下连杆,记录磅秤上积木的重量F J1=385gc.将连杆转︒180,重复a步骤,测出此时磅秤读数F N2=1560gd.取下连杆,记录磅秤上积木的重量F J1=0ge.测定连杆两支点间的距离l=221mmf.计算连杆的重心位置(1375385)22186mm137********Cx-⨯==-+重心距离连杆大头端支点的距离Cx=86mm。

理论力学实验总结报告范文(3篇)

理论力学实验总结报告范文(3篇)

第1篇一、实验目的本次实验旨在通过理论力学实验,加深对理论力学基本概念、基本原理和基本方法的理解,培养学生的动手能力、观察能力和分析问题的能力。

同时,通过实验,提高学生的创新思维和科学实验能力。

二、实验内容本次实验主要包括以下内容:1. 静力学、运动学和动力学创新应用实验2. 动力学参数测定实验3. 运动学和动力学计算机模拟仿真实验三、实验过程1. 静力学、运动学和动力学创新应用实验实验过程中,我们首先对实验装置进行了组装,包括砝码、弹簧、滑轮等。

接着,我们对实验装置进行了初步调试,确保实验顺利进行。

实验过程中,我们按照实验指导书的要求,分别进行了以下实验:(1)求弹簧质量系统的固有频率:在高压输电线模型的砝码盘上,分四次挂上不同重量的砝码,观察并记录弹簧的变形。

(2)求重心的实验方法:采用悬吊法和称量法,分别求出型钢片状试件的重心位置。

(3)验证均质圆盘转动惯量的理论公式:转动实验台右边手轮,使圆盘三线摆摆长下降为60cm,左手给三线摆一初始角,释放圆盘后,记录扭转十次或以上的时间,并算出周期,比较实验与理论计算两种方法求得的转动惯量。

2. 动力学参数测定实验在实验过程中,我们首先对实验装置进行了组装,包括传感器、信号采集卡、计算机等。

接着,我们对实验装置进行了初步调试,确保实验顺利进行。

实验过程中,我们按照实验指导书的要求,分别进行了以下实验:(1)测定物体的加速度:通过连接传感器和信号采集卡,测量物体在运动过程中的加速度。

(2)测定物体的位移:通过连接传感器和信号采集卡,测量物体在运动过程中的位移。

3. 运动学和动力学计算机模拟仿真实验在实验过程中,我们利用计算机软件对实验过程进行了模拟仿真,验证了实验结果的正确性。

四、实验结果与分析1. 静力学、运动学和动力学创新应用实验实验结果表明,通过实验验证了弹簧质量系统的固有频率、重心位置和均质圆盘转动惯量的理论公式。

2. 动力学参数测定实验实验结果表明,通过实验测定了物体的加速度和位移,与理论计算值基本一致。

力学实验报告

力学实验报告

力学实验报告为了研究物体在力的作用下的运动状态,我们进行了一系列的力学实验。

这些实验旨在通过观察和测量物体在不同力下的加速度、位移和速度等参数,深入了解力的影响和物体运动规律。

以下是我们在实验过程中的观察和结论。

首先,我们进行了一组实验,研究牛顿第一定律,也即惯性定律。

实验装置包括一块平滑的水平轨道和一辆小汽车。

我们在轨道上放置小汽车,并用手使其静止。

接着,我们突然用力推动小汽车,然后迅速松开手。

我们观察到小汽车在推力作用下向前移动,并最终停下来。

这个实验验证了物体在无外力作用下将保持静止或匀速直线运动的特性。

然后,我们进行了另一组实验,研究牛顿第二定律,即质量和力之间的关系。

实验装置包括一块斜面和一辆滑车。

我们将滑车连接在一根轻绳上,并把绳穿过斜面上的一个滑轮。

我们向上拉动滑车,使其沿着斜面上升。

我们用力计测量所施加的力,并通过重力作用计算滑车的质量。

我们重复实验多次,记录了不同质量的滑车在不同力下的加速度。

实验结果显示,加速度与施加的力成正比,与滑车的质量成反比。

根据数据分析,我们得出了质量和力之间的直接关系,即F=ma。

接着,我们进行了一组实验,研究牛顿第三定律,也即作用力与反作用力的相互关系。

实验装置是一副弹簧测力计和一组相互连接的气球。

我们把每个气球连接到弹簧测力计上,并拉动气球。

我们观察到,在拉动一个气球的同时,其他气球也会相应地被拉动。

测力计显示的读数表明,拉动一个气球产生的力会以相等的大小和方向作用于其他气球。

这个实验验证了作用力与反作用力的平衡性。

此外,我们还进行了一组实验,研究摩擦力的影响。

实验装置包括一个水平桌面和一个小木块。

我们在桌面上放置木块,并通过倾斜桌面的方式施加一个水平向下的力。

我们改变桌面的倾角,并测量木块在不同倾角下的加速度和位移。

实验结果显示,木块的加速度随着桌面倾角的增大而增大,但随着摩擦力的增加而减小。

我们观察到,在桌面倾角超过一定值之后,木块就会保持在静止状态,无法再滑动下去。

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20XX190201班理论力学实验报告数据已填

实验一求不规则物体的重心
一、实验目的:用悬吊法和称重法求出不规则物体的重心的位置。

二、实验设备仪器:ZME-1型理论力学多功能实验台,直尺、积木、磅秤、胶带、白纸等。

三、实验原理方法简述
(一)悬吊法求不规则物体的重心
适用于薄板形状的物体,先将纸贴于板上,再在纸上描出物体轮廓,把物体悬挂于任意一点A,如图1-1(a)所示,根据二力平衡公理,重心必然在过悬吊点的铅直线上,于是可在与板贴在一起的纸上画出此线。

然后将板悬挂于另外一点B,同样可以画出另外一条直线。

两直线的交点C就是重心,如图1-1(b)所示。

FFABCWW(a)A(b)
图1-1
(二)称重法求轴对称物体的重心
对于由纵向对称面且纵向对称面内有对称轴的均质物体,其重心必在对称轴上。

AxCAWBFN1lWBxCFN2l(a)(b)
图1-2
首先将物体支于纵向对称面内的两点,测出两个支点间的距离l,其中一点置于磅秤上,由此可测得B处的支反力FN1的大小,再将连杆旋转180O,仍然保持中轴线水平,可测得FN2的大小。

重心距离连杆大头端支点的距离xC。

根据平面平行力系,可以得到下面的两个方程:
FN1?FN2?WFN1?l?W?xC?0 根据上面的方程,可以求出重心的位置:
xC?FN1?l
FN1?FN2四、实验数据及处理
(一)悬吊法求不规则物体的重心
A C B
(二)称重法求对称连杆的重心。

a.将磅秤和支架放置于多功能台面上。

将连杆的一断放于支架上,另一端放于支架上,使连杆的曲轴中心对准磅秤的中心位置。

并利用积木块调节连杆的中心位置使它成水平。

记录此时磅秤的读数FN1=1375g
b.取下连杆,记录磅秤上积木的重量FJ1=385g
c.将连杆转180?,重复a步骤,测出此时磅秤读数
FN2=1560g d.取下连杆,记录磅秤上积木的重量FJ1=0g e.测定连杆两支点间的距离l=221mm f.计算连杆的重心位置
xC?(1375?385)?221?86mm 重心距离连杆大头端支点的距离xC=86mm。

1375?385?1560
五、思考题
1. 在进行称重法求物体重心的实验中,哪些因素将影响实验的精度?
答:影响实验精度的因素有:1)磅秤的精度;2)支点位置的准确度;3)连杆中心线的水平度;4)连杆支点间距离测量的准确度,等。

实验四四种不同载荷的观测与理解
一、实验目的:通过实验理解渐加载荷,冲击载荷,突加载荷和振动载荷的区别。

二、实验设备仪器:ZME-1型理论力学多功能实验台,磅秤,沙袋。

三、实验原理方法:
a.取出装有一定重量砂子的沙袋,将砂子连续倒在左边的磅秤上,观察磅秤的读数;(渐加载荷)
b.将砂子倒回沙袋,并使沙袋处于和磅秤刚刚接触的位置上,突然释放沙袋;(突加载荷)
c.将沙袋提取到一定高度,自由落下;(冲击载荷)
d.把与沙袋重量完全相同的能产生激振力的模型放在磅秤上,打开开关使其振动,(振动载荷)
力与时间的关系示意图
F 500g F 500g F 500g 500g F O t O t O t O t 渐加载荷突加载荷冲击载荷振动载荷
四、思考题
1.四种不同载荷分别作用于同一座桥上时,哪一种最不安全?
答:一般情况下冲击载荷最不安全,若有共振则振动载荷也不安全。

2.请简述通过这次实验的收获。

答:通过这次实验对四种载荷有了更明确地认识。

实验三转动惯量
(三线摆求圆盘的转动惯量,用等效方法求非均质发动机摇臂的转动惯量)
一、实验目的:测量刚体绕轴旋转的转动惯量。

二、实验设备仪器:ZME-1型理论力学多功能实验台、秒表、直尺、磁性圆柱铁等三、实验原理、方法:
如图3-1所示三线摆,均质圆盘质量为m,半径为R,三线摆悬吊半径为r。

当均质圆盘作扭转角为小于6度的微振动时,r??L?
系统最大动能:EKmax?系统最大势能:
EPmax1?21J0?max?J0?2?02 22l l R θ2ψl r
11r222?mgL?1?cos?0??mgL?0?mg?0
22L?0为圆盘的扭转振幅,?0是摆线的扭转振幅
mgr2对于保守系统机械能守恒,即:EK?EP,经化简得??
J0L2?T?mgrT?由于:则圆盘的转动惯量:J0??可见测周期T可用上式计算出圆盘的转动惯量。

??2?L??2?2四、实验数据及处理
1.
(一)圆盘转动惯量的理论计算与实验测量
已知:圆盘直径d?100mm,R=d/2=50mm,厚度为??5.5mm,材料密度??7.75?103kg/m3,吊线半径为r?41mm。

用理论公式计算圆盘转动惯量:
J0?111mR2??R2??R2???5.5?504?10?15?7.75?103?4.1847?10? 4kgm2 222实验测量:转动右边手轮,使圆盘三线摆下降约60 cm,给三线摆一个初始角(小于6度),释放圆盘
后,使三线摆发生扭转振动,用秒表记录扭转十次或以上的时间,算出振动周期T。

2?T?mgr用三线摆测周期计算圆盘转动惯量:J0??,将实测和计算结果添入下表: ?2?L??2线长L(cm) 周期T(s) 转动惯量30 0.95 4.20685e-4 40 1.09 4.153596e-4 50 1.22 4.16276e-4 60 1.34 4.18494e-4 J0kg?m2 误差(%)
0.529 0.743 0.524 0.0057 由计算结果可以看出随着摆长的增加测量精度提高。

??(二)用等效方法求非均质(铝合金,铜,钢,记忆合金组成)发动机摇臂的转动惯量
分别转动左边两个三线摆的手轮,让有非均质摇臂的圆盘三线摆下降至可接受的三线摆线长(>=600mm),也使配重相同的带有磁性的两个圆柱铁三线摆下降至相同的位置。

已知:等效圆柱直径d?20mm,高h?18mm,材料密
度??7.75?103kg/m3。

2?1?d?2?s???则两圆柱对中心轴O的转动惯量计算公式:
J0?2m???m??? ?2?2??2????式中:s为两圆柱的中心距。

分别以不同的中心距s测出相应的扭转震荡周期T,并用理论公式计算出两个圆柱对中心轴的转动惯量J0,填入下表,中心距S(mm) 周期T(s) 转动惯量30 0.775 40 0.863
3.96e-5 50 0.975 5.29e-5 60 1.1 8.33e-5 J0kg?m2 ??2.41e-5 并可绘制一定质量、一定摆长下周期与转动惯量之间的关系图测出与两个圆柱等重的非均质发动机摇臂的扭转振动周期:J
T? 0.925 (s)
运用插入法,求得摇臂的转动惯量:
J0? 5.01e-5 (kg?m2)
O T2 五、思考题
1. 分析发动机摇臂质心和轴心相距较大时,对实验精度的影响?
答:计算公式由机械能守恒推得,其中有微幅摆动条件;另外系统动能由绕定轴转动刚体计算,若刚体质心与转动中心不重
合,动能计算不准确,并且由此计算得的结果会偏小。

用三线摆扭转振动周期法求转动惯量,除方法误差外,还会有周期测定精度、摆长、悬线半径等因素的影响。

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