理论力学创新实验教学大纲

《理论力学创新实验》教学大纲

一、课程名称：

理论力学创新实验；Theoretical Mechanics experiment

二、课程编号：

三、教学对象：

工程力学本科生

四、教材或实验指导书名称：

《理论力学创新实验》指南讲义

五、学时学分；总学时12

六、实验的地位、作用和目的：

基于力学基础理论，启发创新思维意识，培养科研实践能力, 培养学生的创造性思维能力和动手能力。提高创新兴趣、调动创新积极性、激发创造欲望；

七、实验的基本内容与基本要求：

课程的主要内容有：力学创新教学（包括力学在工程中的应用；灵感与创造实物展览，多媒体理论与工程导航教学等）；静动摩擦系数的量测；物体转动惯量的量测；学生自己创新设计实践。

八、设备与器材配置：

多媒体导航台；摩擦系数量测装置；转动惯量量测装置。

九、考核方式：

提交实验报告，及创新设计作品。

十、实验项目与内容提要

《理论力学创新实验》指南讲义陆晓敏严湘赣陈定圻

河海大学土木工程学院

力学实验中心

二OO 三年八月八日

目 录

1、 理论力学创新实验室介绍

2、 静动摩擦因数测定实验指导

3、 转动惯量量测实验指导

4、

计频计数计时使用说明

静动摩擦因数测定 实 验 指 导 书

一、 实验装置简介

右图是实验装置的示意图。通过摇把可以调节滑槽的倾角，光电管A

的位置可以调节。滑块在滑槽中运动时，计时器

可记录下滑块通过两个光电管之间的时间，通过光电管A 、B 之间的距离及测得的时间，利用动力学方程，可以计算出滑块材料与滑槽底面材料之间的动摩擦

因数。

二、 设计实验过程（步骤） 三、 推导计算公式

四、 选择材料、测量动摩擦因数

（包括实验组数，每次实验的数据，计算结果，平均值等）

五、 误差分析、建议

六、 再测定材料之间的静摩擦因数，并与动摩擦因数比较 七、 撰写实验报告书

实验装置的示

（包括实验目的、实验原理、实验步骤、实验结果等） 参考资料：计频、计时、计数仪的使用说明。 静力学基础 动力学基础

转动惯量测定 实 验 指 导 书

一、 验装置简介

右图（1）是三线摆实验装置的示意图，在圆盘上放上物体，通过量测三线摆扭转振动的周期，可以计算出物体的转动惯量。周期可以使用光电管测

量。

右图（2）是复摆实验装置的示意图，在架子上放上物体，通过量测复摆振动的周期，可以计算

出物体的转动惯量。周期可以使用光电管测量。

二、 设计实验过程（步骤）

（根据物体的形状及要量测的要求，选择合适的实验装置，

设计如何用光电管来量测周期，实验分那几个步骤等）

三、 推导计算公式

四、 选择试件、测量动转动惯量

（包括实验组数，每次实验的数据，计算结果，平均值

等）

五、 误差分析、建议 六、 撰写实验报告书

（包括实验目的、实验原理、实验步骤、实验结果等） 参考资料：计频、计时、计数仪的使用说明。 动力学基础

SSM-5C 计时-计数-计频仪

一、 概述

图（1

图（2） 复摆示

本仪器是多种用途的时间计量仪器，具有计时、计数、计频等功能。 仪器的输入可为光电转换、红外线转换、电位触发三种形式。测量的结果由五位LED 数码显示。

本仪器采用CD4000系列的CMOS 电路组成，具有使用方便、功耗小、工作稳定、可靠的优点，而且抗冲击、抗震动能力强。能广泛运用于物理力学实验、化学电量分析、生物光照累计等需要进行时间、数量、频率及周期测量的教学演示、科研、生产等场所。

1979年本仪器经教育部生产供应管理局鉴定（鉴定证书号[79]教供局字211号）。 二、性能

（一） 时标频率源

由4M 石英晶体震荡器输出标准方波信号。频率偏差/102006-⨯±<日。 （二） 量程 计时：—1000s 自动变换

计数：1—510—1 1—510—1 计频：）输入V 5.3V (KHZ 100P P ≥<-

（三） 灵敏度：

光电转换：（光谱范围5000埃-10000埃） 启动：<200勒克司 停止：≥1000勒克司 （四） 电位输入阻抗Ω>K 15 （五） Z

功耗:8W 连续使用

环境温度:—10o C—+35 o C

三、使用

仪器面板布置见仪器。各开关插座的功能和使用分述如下：（见图一、二、三、四）

K

1

：电源开关

将有小点的船型开关向上掀下即接通整机电源，此时数码管燃亮。反之，断电，数码管熄灭。

K

2：

：

功能选择开关

此开关分位三档，分别计时、计数、计频。

K

B

(sn)：输入信息分配开关

此开关为一只十位拨盘开关，仅在仪器作“计时”测量功能时使用。

当此开关扳于“１”时，仪器记录光敏管被一次遮光的时间。

此开关扳于“２”时，则记录第一次遮光和第二次遮光之间的时间。

此开关扳于“３”时，则记录第一次遮光和第三次遮光之间的时间。

开关分别扳于“４”和“９”时可类推。

当此开关扳于“０”时，则记录第一次遮光和第十次遮光之间的时间。

注意：在计时、计频功能时，此开关不能在“０”、“１”档测量。

K

3

启动键：按下启动键表示处于启动状态，启动指示灯亮。在计数、计频状态下要先按下启动键才能进行计数、计频。

K

4

停止键：按下停止键表示此时计时或计数或计频停止，此时，停止红灯亮。

K

5

复位键：按下此键。整机复位，显示为全“０”。

K

6

累计／单次键：该键弹出时为累计状态，指示灯亮。该键按下时为单次状