大学物理演示实验报告

大学物理演示实验报告 Prepared on 22 November 2020

实验一锥体上滚

【实验目的】：

1．通过观察与思考双锥体沿斜面轨道上滚的现

象，使学生加深了解在重力场中物体总是以降低重

心，趋于稳定的运动规律。

2．说明物体具有从势能高的位置向势能低的位置

运动的趋势，同时说明物体势能和动能的相互转

换。

【实验仪器】：锥体上滚演示仪

【实验原理】：能量最低原理指出：物体或

系统的能量总是自然趋向最低状态。本实验中在低

端的两根导轨间距小，锥体停在此处重心被抬高

了；相反，在高端两根导轨较为分开，锥体在此处下陷，重心实际上降低了。实验现象仍然符合能量最低原理。

【实验步骤】：

1．将双锥体置于导轨的高端，双锥体并不下滚；

2．将双锥体置于导轨的低端，松手后双锥体向高端滚去；

3．重复第2步操作，仔细观察双锥体上滚的情况。

【注意事项】：

1．不要将锥体搬离轨道。

2．锥体启动时位置要正，防止它滚动时摔下来造成变形或损坏。

实验二避雷针

【实验目的】：气体放电存在多种形式，如

电晕放电、电弧放电和火花放电等，通过此演示实

验观察火花放电的发生过程及条件。

【实验仪器】：高压电源、一个尖端电极、

一个球型电极及平板电极。

【实验原理】：首先让尖端电极和球型电极

与平板电极的距离相等。尖端电极放电，而球型电

极未放电。这是由于电荷在导体上的分布与导体的

曲率半径有关。导体上曲率半径越小的地方电荷积聚越多（尖端电极处），两极之间的电场越强，空气层被击穿。反之越少（球型电极处），两极之间的电场越弱，空

气层未被击穿。当尖端电极与平板电极之间的距离大于球型电极与平板电极之间的距离时，其间的电场较弱，不能击穿空气层。而此时球型电极与平板电极之间的距离最近，放电只能在此处发生。

【实验步骤】：

1、将静电高压电源正、负极分别接在避雷针演示仪的上下金属板上，接通电源，金属球与上极板间形成火花放电，可听到劈啪声音，并看到火花。若看不到火花，可将电源电压逐渐加大。演示完毕后，关闭电源并放电。

2、用手按下绝缘柄，使顶端呈圆锥状（尖端）的金属物体，可听到金属球放电的声音明显减小，而尖端金属物体放电声音不断增大。可以看到尖端与上极板之间形成连续的一条放电火花细线。

3、让当尖端的金属缓慢下降，观察金属球何时发生明显放电现象。

4、演示完毕后，关闭电源并放电。

【注意事项】：

1、实验时，身体不能碰触仪器的金属部分。

2、实验过程中，应注意关闭电源后再对仪器进行相关操作。

3、实验完毕，应先关闭电源并及时放电。

实验三弹性碰撞仪

【实验目的】：

1、演示等质量球的弹性碰撞过程，加深对动量原

理的理解。

2、演示弹性碰撞时能量的最大传递。

3、使学生对弹性碰撞过程中的动量、能量变化过

程有更清晰的理解。

【实验仪器】：弹性碰撞仪

【实验原理】：由动量守恒和能量守恒原理

可知：在理想情况下，完全弹性碰撞的物理过程满

足动量守恒和能量守恒。当两个等质量刚性球弹性

正碰时，它们将交换速度。多个小球碰撞时可以进

行类似的分析。事实上，由于小球间的碰撞并非理

想的弹性碰撞，还是有能量损失的，故最后小球还

是要静止下来。

【实验步骤】：

1、调整固定摆球的螺丝，尽量使摆球的中心处于同一直线上。

2、拉起最左边的一个白球，释放，让其撞击其他摆球，可以观察到最右侧的一个球立即摆起，其摆幅几乎等于左边小球的摆幅。

3、同时拉起左边的两个或三个摆球，释放，让其撞击剩余的摆球，可以观察到另一侧相同数目的摆球立即摆起，其摆幅几乎等于被拉起摆球的摆幅。

【注意事项】：

1、随时注意保持7个摆球的球心处于同一直线上。

2、球的摆幅不要太大，否则效果反而不好。

3、不要用力拉球，以免悬线断开。

【实验感想】：

今天下午的物理演示实验课让我大开眼界，我看到了很多新鲜的事物。在本次的演示实验课中，老师给我们认真的讲解实验原理，也向我们展示了一些很新奇的仪器和实验。我们满怀好奇心的观看了每一个实验，并且也亲身体验了其中的一部分实验，一些看似不正常的现象都可以用科学来解释。平时我们更多的时间是坐在教室和自习室里学习理论知识，很少有机会真正观看一下真正的实验。很感谢这次机会，我学到了很多在平时的学习中学习不到的东西，也让我对物理这门学科充满了兴趣。这次实验课让我收获不少，我会在今后不断提高自己，完善自己，使自己更快的成长，期待下次的物理演示实验课。