理论力学实验报告
力学课设实验报告(3篇)
第1篇一、实验目的1. 理解力学基本理论在工程中的应用。
2. 掌握力学实验的基本方法和技能。
3. 通过实验，验证力学理论，提高分析问题和解决问题的能力。
二、实验内容及步骤1. 实验一：单质点运动规律实验（1）目的：验证牛顿运动定律，研究单质点在受力情况下的运动规律。
（2）步骤：① 安装实验装置，包括滑块、滑轨、小车、计时器等；② 设置实验参数，如小车质量、滑轨倾斜角度等；③ 启动计时器，释放小车，记录小车运动时间和位移；④ 重复实验，取平均值；⑤ 分析实验数据，绘制速度-时间图和位移-时间图。
2. 实验二：刚体转动实验（1）目的：验证刚体转动定律，研究刚体在受力情况下的转动规律。
（2）步骤：① 安装实验装置，包括刚体、支架、测力计、转轴等；② 设置实验参数，如刚体质量、转轴半径等；③ 启动测力计，记录刚体受力情况；④ 旋转刚体，记录转动角度和时间；⑤ 分析实验数据，绘制力矩-角度图和力矩-时间图。
3. 实验三：材料力学拉伸实验（1）目的：研究材料在拉伸载荷作用下的力学性能，验证胡克定律。
（2）步骤：① 准备实验材料，如低碳钢、铸铁等；② 安装实验装置，包括拉伸试验机、引伸计等；③ 设置实验参数，如拉伸速度、试验温度等；④ 启动拉伸试验机，记录材料受力情况；⑤ 测量材料拉伸过程中的伸长量和应力；⑥ 分析实验数据，绘制应力-应变图。
4. 实验四：材料力学压缩实验（1）目的：研究材料在压缩载荷作用下的力学性能，验证压缩时的力学关系。
（2）步骤：① 准备实验材料，如砖、石等；② 安装实验装置，包括压缩试验机、压力传感器等；③ 设置实验参数，如压缩速度、试验温度等；④ 启动压缩试验机，记录材料受力情况；⑤ 测量材料压缩过程中的应变和应力；⑥ 分析实验数据，绘制应力-应变图。
三、实验结果与分析1. 实验一：通过实验验证了牛顿运动定律，得出速度-时间图和位移-时间图，符合理论预期。
2. 实验二：通过实验验证了刚体转动定律，得出力矩-角度图和力矩-时间图，符合理论预期。
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。
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。
力学原理演示实验报告(3篇)
第1篇一、实验目的1. 理解力学基本原理，如牛顿运动定律、力的合成与分解、摩擦力等。
2. 通过实验演示，加深对力学概念的理解和认识。
3. 培养学生的实验操作能力和数据处理能力。
二、实验设备和仪器1. 实验台：用于放置实验器材和记录实验数据。
2. 力学传感器：用于测量力的大小。
3. 力学天平：用于测量物体的质量。
4. 弹簧测力计：用于测量弹簧的弹力。
5. 力学模型：用于演示力学原理。
6. 数据采集器：用于采集实验数据。
7. 计算机及软件：用于数据处理和分析。
三、实验记录和处理结果1. 实验一：牛顿运动定律演示（1）实验步骤：将小球放在光滑水平面上，通过施加水平力使小球做匀速直线运动，记录力的大小和方向；然后改变水平力的大小，观察小球运动的变化。
（2）数据处理：根据牛顿第二定律F=ma，计算小球的质量和加速度。
（3）结果分析：通过实验，验证牛顿第二定律的正确性。
2. 实验二：力的合成与分解演示（1）实验步骤：将一个力分解为两个分力，分别作用在小球上，观察小球的运动轨迹；然后通过实验，验证力的合成与分解原理。
（2）数据处理：根据力的合成与分解原理，计算分力的大小和方向。
（3）结果分析：通过实验，加深对力的合成与分解的理解。
3. 实验三：摩擦力演示（1）实验步骤：将物体放在水平面上，通过施加水平力使物体做匀速直线运动，记录力的大小和方向；然后改变水平力的大小，观察物体运动的变化。
（2）数据处理：根据摩擦力的计算公式f=μN，计算摩擦力的大小。
（3）结果分析：通过实验，验证摩擦力的存在和大小。
四、实验原理和方法1. 牛顿运动定律：描述物体在力的作用下运动状态的规律。
2. 力的合成与分解：将一个力分解为两个或多个分力，或将多个分力合成为一个力。
3. 摩擦力：物体在接触面上受到的阻碍相对运动的力。
实验方法：通过实验器材和实验步骤，验证力学原理的正确性。
五、实验步骤及实验结果处理1. 实验一：牛顿运动定律演示（1）将小球放在光滑水平面上。
同济大学理论力学摩擦实验报告
理论力学摩擦实验报告一、实验原理1、滑道倾角的调节滑道倾角可通过两种方式调节，即电机快速调整和手动慢速微调。
其中，电机快速调整由电机传递动力，经电机减速部分减速后输出，通过电磁离合器带动蜗杆转动，由此带动蜗轮传动，蜗轮轴输出使滑道转轴运动，实现滑道的倾角变化。
将电线插头插入交流220V，50HZ电源插座，按下实验装置操作面板上总电源开关、机动电源开关，转动滑道升降开关。
向左旋转滑道升起，倾角增大。
向右旋转滑道倾角减小，直至为零。
在使用手轮作慢速微调之前，需按下手动电源开关，向左旋转手轮滑道升起，倾角增大。
向右旋转手轮滑道倾角减小。
2、角度的显示通过角度传感器和显示仪表即时反映滑道倾角的变化值。
当转轴带动滑道转动时，角度传感器将测得数据传送到显示器，即可反映出滑道的倾斜角度，角度显示精度值为0.01度，大大提高测量精度，减少实验角度测量的误差。
该部分电源在总电源开通时开通。
在使用本实验装置前，须将工作台作水平调整，以免引起滑道倾角的累计误差。
3、计时通过光电门来实现。
二、实验装置MC50摩擦实验装置是由滑板倾角调整机构、角度显示机构和数字测时器三部分组成。
通过滑块在不同材质的滑道上运动，可以测定静、动摩擦系数及物体的加速度。
并可以进行在不同情况下物体滑动、翻倒的演示。
三、实验内容测定木材与铁轨之间的静、动摩擦系数，以及了解当滑块高度较大时，不同载荷下滑块翻倒和滑动的情况。
（1）改变滑板的倾角，测量不同材料之间的静摩擦系数。
（2）通过测量两点之间的平均加速度，测量不同材料之间的动摩擦系数。
（3）当滑块高度较高，加载不同载荷时，其在自重作用下，测定滑块向下翻倒和滑动的最大倾角以及滑块向上翻倒和滑动的最大倾角角。
四、实验步骤1、静摩擦系数实验(a) 调整好滑道倾角角度，使滑块放到滑道上不下滑为准；(b) 旋转手动微调按钮，将滑道的倾角慢慢调大，直到滑块达到将滑未滑时停止，记下此时滑道倾角，即摩擦角；(c) 将所测得的倾角代人静摩擦系数公式，即可得木块与铁之间的静摩擦系数。
2021年理论力学实验报告完整版
《理论力学》试验汇报班级:姓名:学号: 成绩:试验一 试验方法测定物体重心一、 试验目:1、经过试验加深对协力概念了解;2、用悬挂法测取不规则物体重心位置;3、用称重法测物体重心位置并用力学方法计算重量。
二、 试验设备和仪器 1、理论力学多功效试验装置; 2、不规则物体（多种型钢组合体）; 3、连杆模型; 4、台秤。
三、 试验原理物体重心位置是固定不变。
再利用柔软细绳受力特点和两力平衡原理, 我们能够用悬挂方法决定重心位置; 又利用平面通常力系平衡条件, 能够测取杆件重心位置和物体重量。
物体重量: 21F F W +=; 重心位置: Wl F x C 1=四、 试验方法和步骤A 、 悬挂法1、从柜子里取出求重心用组合型钢试件, 用将把它描绘在一张白纸上;2、用细索将其挂吊在上顶板前面螺钉上（平面铅垂）, 使之保持静止状态;3、用先前描好白纸置于该模型后面, 使描在白纸上图形与实物重合。
再用笔在沿悬线在白纸上画两个点, 两点成一线, 便能够决定此状态重力作用线;4、变更悬挂点, 反复上述步骤2-3, 可画出另一条重力作用线;5、两条垂线相交点即为重心。
B、称重法1、取出试验用连杆。
将连杆一端放在台秤上, 一端放在木架上, 并使连杆保持水平。
2、读取台秤读数, 并统计;3、将连杆两端调换, 并使摆杆保持水平;4、反复步骤2;五、数据统计与处理A、悬挂法（请同学另附图）B、称重法六、注意事项1、试验时应保持重力摆水平;2、台称在使用前应调零。
试验二、四种不一样类型载荷比较试验一、试验目1、了解四种常见不一样载荷;2、比较四种不一样类型载荷对承载体作用力特征。
二、试验仪器和设备1、理论力学多功效试验装置;2、2kg台秤1台;3、0.5kg重石英沙1袋;4、偏心振动装置1个。
三、试验原理渐加载荷、突加载荷、冲击载荷和振动载荷是常见四种载荷。
不一样类型载荷对承载体作用力是不一样。
将不一样类型载荷作用在同一台秤上, 能够方便地观察到各自作用力与时间关系曲线, 并进行相互比较。
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
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。
全套力学实验报告总结(3篇)
第1篇一、引言力学实验是物理学科中重要的实践环节，通过实验可以加深对力学理论的理解，培养实验操作能力和分析问题、解决问题的能力。
本报告将对全套力学实验进行总结，包括实验目的、原理、方法、结果分析及实验心得体会。
二、实验内容1. 力学基本实验（1）实验目的：验证牛顿运动定律，研究力与运动的关系。
（2）实验原理：通过测量物体的运动状态和受力情况，分析物体所受的合外力，验证牛顿运动定律。
（3）实验方法：利用打点计时器、天平等实验仪器，测量物体的位移、速度、加速度等参数，分析受力情况。
（4）结果分析：通过实验数据，验证牛顿运动定律的正确性，分析力与运动的关系。
2. 弹性力学实验（1）实验目的：研究弹性力学的基本理论，验证胡克定律。
（2）实验原理：利用弹簧测力计、杠杆等实验仪器，测量弹簧的伸长量与所受拉力之间的关系，验证胡克定律。
（3）实验方法：通过改变拉力大小，测量弹簧的伸长量，分析伸长量与拉力的关系。
（4）结果分析：通过实验数据，验证胡克定律的正确性，研究弹性力学的基本理论。
3. 材料力学实验（1）实验目的：研究材料力学的基本理论，验证材料的力学性能。
（2）实验原理：利用拉伸试验机、万能试验机等实验仪器，测量材料的应力、应变等参数，分析材料的力学性能。
（3）实验方法：通过拉伸、压缩等试验，测量材料的应力、应变等参数，分析材料的力学性能。
（4）结果分析：通过实验数据，验证材料的力学性能，研究材料力学的基本理论。
4. 振动实验（1）实验目的：研究振动的基本理论，验证振动方程。
（2）实验原理：利用单摆、弹簧振子等实验仪器，研究振动系统的振动特性，验证振动方程。
（3）实验方法：通过改变振动系统的参数，测量振动频率、振幅等参数，分析振动系统的振动特性。
（4）结果分析：通过实验数据，验证振动方程的正确性，研究振动的基本理论。
5. 流体力学实验（1）实验目的：研究流体力学的基本理论，验证流体流动规律。
（2）实验原理：利用风洞、水槽等实验仪器，研究流体流动特性，验证流体流动规律。
理论力学实验报告
实验一求不规则物体的重心、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。
、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。
7//%T A F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。
大头端支点的距离X C。
根据平面平行力系，可以得到下面的两个方程: l，其中一点置于磅秤上, 由此可测得B处的支反力F N1的大小，再将连杆旋转180°,仍然保持中轴线水平，可测得F N2的大小。
重心距离连杆F N1 F N2= WF N1 l ~W X C— 0 根据上面的方程，可以求出重心的位置:F N1 lF N1 ' F N2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b. 取下连杆，记录磅秤上积木的重量 F JI =385gc. 将连杆转180，重复a 步骤，测出此时磅秤读数 F N 2=1560gd. 取下连杆，记录磅秤上积木的重量 F JI =0 ge. 测定连杆两支点间的距离 I =221mmf. 计算连杆的重心位置（1375 -385） 221X C86mm重心距离连杆大头端支点的距离x C =86mm 。
理论力学短学期实验报告B
动滑动摩擦因数测定实验报告二日期班级学号姓名一.实验目的：1.了解并掌握动滑动摩擦因数测定仪的使用方法及其原理2. 利用测定仪测量各种材料之间的动滑动摩擦因数二.实验原理及动滑动摩擦因数测试仪的使用方法1.如图1-1，试块A，它的两边a、b的间距为S1、倾角为β的被测材料B、装于斜面上的光电管L1、L2，D为CDY-1计量计数器，滑块A以一定的速度沿倾角为β的斜面下滑，经过两光电管，计数器记下各项数据：t1--滑块A经过光电管L1时路程S1的时间;t2--显示滑块A经过光电管L2时路程S1的时间;t3--从L1到L2路程所需的时间; t4=t3+(t2-t1)/2将以上数据代入动滑动摩擦因数计算公式，即可求得动滑动摩擦因数2.动滑动摩擦因数计算公式推导：如图1-2，根据受力分析ΣY = 0 N = mg cosβ (1)ΣX =ma ma = mg sinβ - f N (2)将（1）代入（2）得： f = tanβ - a/(gcosβ) (3)平均加速度a=(v2-v1)/t4 =(t1-t2)S1/t1t2t4 (4)将（4）代入（3）得：f = tanβ -S1(t1-t2)/gt1t2t4cosβ上式即为动滑动摩擦因数计算公式三.实验方法和步骤1.将待测的两种材料分别固定在滑块A和滑板B上，调节斜面的倾角，并使其保持一定的倾角β以便保持滑块A能以适当的加速度下滑；量取斜面角度β2.打开智能加速仪的电源开关，等待数字显示值稳定（5.00）。
3.将试验选择为直线。
4.按下work键，开始正式实验：让滑块A从斜面上下滑，智能速度加速仪即可记录滑块A 的a边和b边分别经过光电门Ⅰ和光电门Ⅱ的时间间隔，按Δt1键，显示的数值即为滑块a和b边经过光电门Ⅰ的时间t1，按一下Δt2，即为经过光电门Ⅱ的时间t2，按Δt3显示的数值即为滑块从L1到L2所需的时间t3，记录每个数据并填入记录表中，并按公式计算相应的t4和动滑动摩擦因数f。
力学试验测试实验报告(3篇)
第1篇一、实验目的1. 了解力学试验的基本原理和方法。
2. 掌握拉伸试验、压缩试验、弯曲试验等力学试验的操作技能。
3. 培养学生严谨的实验态度和良好的实验习惯。
二、实验原理力学试验是研究材料力学性能的重要手段。
本实验主要研究材料的拉伸、压缩和弯曲性能。
通过测量材料在受力过程中的应力、应变等参数，可以了解材料的力学特性。
1. 拉伸试验：测量材料在拉伸过程中断裂时的最大应力，称为抗拉强度。
2. 压缩试验：测量材料在压缩过程中断裂时的最大应力，称为抗压强度。
3. 弯曲试验：测量材料在弯曲过程中断裂时的最大应力，称为抗弯强度。
三、实验仪器与材料1. 实验仪器：万能试验机、拉伸试验机、压缩试验机、弯曲试验机、测量仪器等。
2. 实验材料：钢棒、铜棒、铝棒等。
四、实验步骤1. 拉伸试验：（1）将材料固定在拉伸试验机上，调整夹具，使材料与试验机轴线平行。
（2）打开试验机，使材料缓慢拉伸，直到断裂。
（3）记录断裂时的最大应力值。
2. 压缩试验：（1）将材料固定在压缩试验机上，调整夹具，使材料与试验机轴线平行。
（2）打开试验机，使材料缓慢压缩，直到断裂。
（3）记录断裂时的最大应力值。
3. 弯曲试验：（1）将材料固定在弯曲试验机上，调整夹具，使材料与试验机轴线平行。
（2）打开试验机，使材料缓慢弯曲，直到断裂。
（3）记录断裂时的最大应力值。
五、实验数据与结果分析1. 拉伸试验：（1）材料：钢棒，直径为10mm，长度为100mm。
（2）实验数据：最大应力值为600MPa。
（3）结果分析：钢棒在拉伸试验中表现出良好的抗拉性能。
2. 压缩试验：（1）材料：铜棒，直径为10mm，长度为100mm。
（2）实验数据：最大应力值为200MPa。
（3）结果分析：铜棒在压缩试验中表现出较好的抗压性能。
3. 弯曲试验：（1）材料：铝棒，直径为10mm，长度为100mm。
（2）实验数据：最大应力值为150MPa。
（3）结果分析：铝棒在弯曲试验中表现出较好的抗弯性能。
(完整word版)理论力学实验报告
《理论力学》摩擦实验实验报告（2014~2015学年第二学期）专业：工程力学学院：航空航天与力学学院小组成员学号：1453621 1453225 1453213 1453424 1453229 1453430姓名：王云林周培钊梁浩光管箫杨周洋张鑫实验目的1.测定木与铁之间的静滑动摩擦系数。
2.测定当滑块高度较大时，在斜面上保持平衡所需的最大与最小荷载并作受力分析。
3.处理实验数据，计算理论值并与测量值作误差分析。
4.使学生更好地理解摩擦本质并提高学生的动手实践能力。
实验装置与仪器●装置本实验用MC50摩擦实验装置来完成。
MC50摩擦实验装置是由滑板倾角调整机构、角度显示机构组成。
通过滑块在不同材质的滑道上运动，可以测定物体的摩擦角并显示角度。
可以进行在不同情况下物体滑动、翻倒的演示。
1、滑道倾角的调节：滑道倾角可通过两种方式调节，即电机快速调整和手动慢速微调。
2、角度的显示：通过角度传感器和显示仪表即时反映滑道倾角的变化值，角度显示精度值为0.01度。
1、滑道角度显示仪2、手动微调按钮3、电动调节按钮4、电动调节角度5、角度调节电源开关6、光电门7、滑道8、手动微调9、计时器显示仪10、计时器操作键11、光电门接入端口12、计时器电源开关13、活动平台调节仪14、活动平台●仪器砝码、铁块（680g、30×30×100mm）、滑轮、托盘（30g）等。
实验内容1、通过改变斜面倾角测量木与铁间的静摩擦系数。
2、当滑块较高时，在一定的倾角下，在其自重作用，测定滑块向下滑动时的荷载及滑块向上倾倒时荷载。
实验原理●静摩擦因数的推导当滑道倾角为θ时，若物块恰好不滑下，则此时 ΣFx = 0：mgsin θ-Fs = 0ΣFy = 0：N -mgcos θ= 0 又因为 Fs= Nfs 得 fs = tan θ ●物块在斜坡上的受力分析1、倾斜角25°时向下滑动（或倾倒）时的理论载荷推导假设滑块质量为m ，底面边长为a ，高b ，滑道ψ倾角，以沿滑道向下的方向为x 轴方向，垂直于滑道向上的方向为y 轴方向，其受力分析右图所示。
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：。
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。
理论力学摩擦实验报告
理论力学摩擦实验实验报告报告人：学号：实验时间：实验地点：【实验目的】：本实验主要是为测定木材与铁之间的静滑动摩擦系数和动滑动摩擦系数，以及演示当滑块高度较大时，不同载荷下滑块翻倒和滑动的情况。
【实验仪器】：试验机滑块：30mm*30mm*100mm，680克托盘：30克砝码【实验原理】：（1）通过改变滑板的倾角，得到滑块滑动的临界角，测量木材与铁之间的静摩擦系数。
（2）通过测量滑块经过两个光电门的时间差，计算出两点之间的平均加速度，测量木材与铁之间的动摩擦系数。
（3）当滑块高度较高，加载不同方向的载荷时，其在自重作用下，测定滑块向下翻倒和滑动的最大倾角以及滑块向上翻倒和滑动的最大倾角。
并以此计算斜面与滑块之间的静摩擦系数。
【实验步骤】：（1）将滑块放置在滑板上固定位置，木质一面与滑板面接触。
打开实验电源，可以通过自动和手动两种方法改变滑面的倾斜角。
逐渐增大角度，当滑块刚好开始滑动时，停止增加角度，记下仪器上的角度值，反复此实验十次。
（2）将滑面调到一合适角度，记下该角度，然后将试验机末端的加长板，通过旋钮旋转到和滑面相平。
调节好试验机，调整到测量加速度的模式。
将滑块放置在加长板上，注意使滑轮低的一端贴向有光电门的一侧，然后释放滑块，记录下试验机上的加速度示数。
反复此实验十次。
（3）将坡面的角度调节到25°，在试验机坡面的末端装上定滑轮，用一根绳子通过滑轮连接托盘和滑块。
在托盘中加入砝码，直至滑块开始翻转，记录下砝码质量。
多次重复实验。
在滑块不滑动的基础上，逐渐减少托盘中的砝码质量，直至滑块开始下滑，记录下砝码质量。
多次重复此实验。
【注意事项】：①：在进行实验时，因为不同位置的静摩擦系数是有差异的，滑块放置在滑面上的位置最好固定，，这可以减少不必要的误差。
②：在使用实验机时，手动和自动两个按钮不能同时按下。
③：打开试验机加长板时，旋钮要先往外拉出。
④：在测量加速度的实验中，要注意使滑块上滑轮低的一端贴向有光电门的一侧，否则光电门可能被导向滑轮撞坏。
理论力学实验报告指导答案
理论力学实验报告指导答案实验一振动测试系统组成及基本仪器使用方法1—底座； 2—支座； 3—二（三）自由度系统； 4—薄壁圆板支承螺杆；5—固定铰；6—非接触式激振器；7—薄壁圆板；8—电动式激振器；9—电机压板；10—偏心电机；11—加速度传感器；12—简支梁；13—活动铰；14—悬臂梁；15—圆支柱；16—质量；17—调压器； 18—电动式激振器支座； 19—ZK-4JCZ型激振测振仪；20—信号源； 21—计算机及虚拟仪器库； 22—打印机图1 实验装置与结构框图传感器1输入传感器2输入一道振动幅值二道振动幅值频率/功率显示值频率，周期，灵敏度调节一道，二道增益及测试方式状态设置选择及参数选择旋扫频选择方式选择灵敏度选择显示选择功率输出选择功率幅度调节信号源调节功率输出B 道功率输出A 道信号源波形输出ZK —4JCZ 型激振测振仪功能分布图ZK-4JCZ 型激振测振仪是一种多功能测量仪器。
它包括信号源、功率放大器及两个配接加速度计的测量通道，可对振动的加速度、加速度或位移进行测量。
实验二简谐振动幅值测量一、实验目的1. 了解振动信号位移、速度、加速度的关系。
2. 学会用压电式加速度传感器测量简谐振动的位移、速度、加速度幅度。
二、实验装置与仪器框图实验装置与仪器框图见图（1）图（1）实验装置与仪器框图四、实验方法1. 激振信号源输出端接电动式激振器，用电动式激振器对简支梁激振。
2. 用加速度传感器拾振，加速度传感器的输出接测振仪。
3. 开启激振信号源的电源开关，对系统施加交变正弦激振力，使系统产生振动，调整信号源的输出调节开关便可改变振幅大小。
调整信号源的输出调节开关时注意不要过载。
4. 分别用测振仪的位移X、速度V、加速度A各档进行测量和读数。
五、实验报告1. 实验数据表12. 根据位移X，按公式（2）计算速度V、加速度A。
3. 根据速度V，按公式（2）计算位移X、加速度A。
4. 根据加速度A，按公式（2）计算位移X、速度V。
理论力学实验报告
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。
关于力的实验报告
关于力的实验报告篇一：理力实验报告实验日期：XX年12月06日理论力学实验三刚体碰撞实验实验三碰撞试验实验目的：通过本实验，加深对理论力学课程中碰撞一节基本知识的理解，熟悉对碰撞问题的分析方法，掌握恢复系数、冲量比等参数的力学意义。
在此基础上，结合实验介绍三维空间碰撞问题的简化处理方法。
实验内容：1.恢复系数e的测定 2.冲量比?的测定3.三维空间碰撞简化处理方法的介绍实验设备：碰撞实验台（见下图）1：发球器 2：碰撞块B 3：围栏4：调节螺钉（?3） 5：底板 6：滑轨7：碰撞块A 8：立柱该碰撞台中的可调节部分为：6与8之间可滑动，调A、B的间距 7与8之间可转动，调碰撞面A法向 2与5之间可转动，调碰撞面B法向 4与5之间可转动，调平实验台按动发球器1右侧的按钮，可以使发球器中存储的钢球以自由下落的方式发出；当钢球碰落到撞块A时发生碰撞，并反弹继续运动；当钢球碰落到撞块B时，再次发生碰撞，反弹继续运动；最后钢球将溅落到底板的某一位置。
实验步骤及实验原理： 1．恢复系数e的测定测定恢复系数时，需将碰撞块A的上表面的外法线调至垂直向上的方向，即方向余弦向量为（0，0，1）T。
钢球自由下落开始时的位置已知，通过立柱上的刻度尺可以测量钢球碰撞后的反弹高度，从而可以计算出碰撞中的恢复系数。
见图2。
设初始高度为h0，碰撞前速度为v1*，（*注：下文中一律以：vi表示第i次碰撞前钢球的质图2：反弹高度测定设碰撞后钢球反弹的最高位置为hmax，碰撞后钢球的质心速度为V1。
则：v1?2gh0，V1??2ghmax （负号说明方向为-Z方向） V1?VAv1?vA恢复系数的定义为：e??，碰撞块A的碰撞前和碰撞后速度均为0，可得：e?hmaxh0（1）测出hmax的值便可以由式（1）计算出恢复系数e 2．冲量比?的测定测定冲量比时，同样需将碰撞块A的上表面的外法线调至垂直向上的方向，另外还要取下碰撞块B，这时钢球经过第一次碰撞将直接溅落在底板上。
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。
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F FBoCoWoA(a)(b)AABWWX Cll ⑻(b)x CA7F N1FN1FN1FN1FN2F N2F N1I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。
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I ，其中一点置于磅秤上，由此可测得B 处的支反力F N1的大小，再将连杆旋转180°,仍然保持中轴线水平，可测得F N2的大小。
重心距离连杆大头端支点的距离x C 。
根据平面平行力系，可以得到下面的两个方程:F N2二W 根据上面的方程，可以求出重心的位置:I -W x C =0四、实验数据及处理（一）悬吊法求不规则物体的重心F NI =1375 g 4）连杆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b. 取下连杆，记录磅秤上积木的重量 F JI =385gc. 将连杆转180，重复a 步骤，测出此时磅秤读数 F N 2=1560gd. 取下连杆，记录磅秤上积木的重量 F JI =0 ge. 测定连杆两支点间的距离 I =221mmf. 计算连杆的重心位置=（1375_385）_ _ 86mm 重心距离连杆大头端支点的距离x C =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;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：、 三、 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） 实验目的： 测量刚体绕轴旋转的转动惯量。
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 实验原理、方法：如图3-1所示三线摆，均质圆盘质量为径为r 。
当均质圆盘作扭转角为小于r - L'-m ，半径为6度的微振动时，系统最大动能：E Kmax 冷凡J 系统最大势能：E pmax 二 mgL 1-cos'，0 = 1 mg^ 02 %为圆盘的扭转振幅，0是摆线的扭转振幅Pmax 对于保守系统机械能守恒，即： E K =E P ，经化简得-■ 广 T \2 2二丄,!mgr一12兀丿L由于：T 二二 则圆盘的转动惯量：J 0 上式计算出圆盘的转动惯量。
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 吊线半径为r =41mm 。
用理论公式计算圆盘转动惯量： J 0=丄 mR 22— 7.75 103kg/m 3, 1 1廿宀宀2 二 5.5504仗57.75 10—1847 10%m 2T 2 OJT 2O用三线摆测周期计算圆盘转动惯量： j 0 实验测量：转动右边手轮，使圆盘三线摆下降约 60cm ，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 = 丄i mgL ，将实测和计算结果添入下表： 0丿L 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：T = 0.925 （s ）运用插入法，求得摇臂的转动惯量：J 0= 5.01e-5（kg m 2）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。
实验五单自由度系统振动（弹簧质量系统的固有频率和自激振动、自由振动、强迫振动） 一、 实验目的掌握单自由度振动系统固有频率 「n 与振动质量m 和系统弹簧刚度k 之间的关系「n 二••。
\ m 演示自激振动现象及其与自由振动和强迫振动的区别。
二、 实验设备仪器：ZME-1型理论力学多功能实验台、风速表、转速表、秒表等 三、 实验原理、方法：（一）单自由度线性系统的自由振动 由一个质量块及弹簧的系统，在受到初干扰（初位移或初速度）后，仅在系统的恢复力作用下在其平 衡位置附近所作的振动称为 自由振动。
其运动微分方程为：mX kx 0 （无阻尼）T ，并用理论公式计 1m 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 算出两个圆柱对中心轴的转动惯量 j 0，填入下表， / \2、:2丿丿则两圆柱对中心轴 o 的转动惯量计算公式： J 0 2…弓m线长L(cm) 30 40 50 60 周期T （s ） 0.95 1.09 1.221.34 转动惯量 J°(kg m 2) 4.20685e-4 4.153596e-4 4.16276e-4 4.18494e-4 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P = 7.75汉103kg/m 3。
中心距S （mm ） 30 40 50 60 周期T （s ） 0.775 0.863 0.975 1.1 转动惯量 J°（kg m ）2.41e-53.96e-5 5.29e-5 &33e-5其解为：A si n（,n t亠工）其中: （二）单自由度线性系统的强迫振动:-=arctan nXo，V o在随时间周期性变化的外力作用下，系统作持续振动称为方程为：mx，- 2nx：:;今：；x二hsin •・t （有阻尼）强迫振动，该外力称为干扰力。
其振动微分方程全解为：x = Aef'sin（晶：—n2t +o（）+Bsin@ 一名）强迫振动的振幅B可以表示为B =B0式中:H=—称为静力偏移，表示系统在干扰力的幅值k—的静力作用下的偏移。
（三）自激振动的基本特性：自激振动是一种比较特殊的现象。
它不同于强迫振动，因为其没有固定周期性交变的能量输入，而且自激振动的频率基本上取决于系统的固有特性。
它也不同于自由振动，因为它并不随时间增大而衰减，系统振动时，维持振动的能量不象自由振动时一次输入，而是象强迫振动那样持续地输入。
但这一能源并不象强迫振动时通过周期性的作用对系统输入能量，而是对系统产生一个持续的作用，这个非周期性作用只有通过系统本身的振动才能变为周期性的作用，能量才能不断输入振动系统，从而维持系统的自激振动。
因此，它与强迫振动的一个重要区别在于系统没有初始运动就不会引起自激振动，而强迫振动则不然。
四、实验项目（一）求单自由度系统的振动频率已知：高压输电模型的质量m=0.138kg，砝码规格分别为100g和200g。
用不同砝码挂吊在半圆形模型下部中间的圆孔上，观察弹簧系统的变形，记录下质量振动的位移。
砝码重W（N）0.98 1.96 3.92 5.88位移AL(mm) 8.516.532.548.5计算系统的等效刚度和振动频率k ea =理=便98十19^十392十588'/4 = 118 975N/mq A L 18.5 16.5 32.5 48.5 丿1 118.9754.673—z2兀Y 0.138（二）演示自激振动现象及其与自由振动和强迫振动的区别，观察并定性分析风速与振幅，风速与振动频率的关系。
开启变压器旋钮分别调至90~200V共分5级，使风机由低速逐级增速，用转速仪，风速仪，秒表分别测出转速，风速，振幅，振动周期并做记录（注意：记录振幅时视线应与指针保持水平，测试间隔约3~5 分钟），最后把变压器调至0，再观察振动情况。
电压（V）90 100 110 150 0转速（r/m）风速（m/s）振幅（mm）周期（s）分析整个过程中那段为_____________ 振动，那段为 ___________ 振动。
为什么振动周期无变化?（三）用现有的实验装置和配件演示强迫振动现象五、思考题1•自由振动，自激振动和强迫振动的区别和各自的特点是什么？自由振动：仅在系统的恢复力作用下在其平衡位置附近所作的振动称为自由振动。
振动的频率取决于系统的固有特性。
强迫振动：在随时间周期性变化的外力作用下，系统作持续振动称为强迫振动。
自由振动成分在阻尼作用下迅速衰减，振动的频率最终取决于激励的频率。
自激振动：系统输入持续但不是周期性的能量，通过系统本身的振动变为周期性的作用，输入振动系统，从而维持系统的自激振动。