理论力学复摆实验

《理论力学》 实验报告

班级： 姓名： 学号： 成绩：

实验一 实验方法测定物体的重心

一、实验目的：

1、通过实验加深对合力概念的理解； 2、用悬挂法测取不规则物体的重心位置；

3、用称重法测物体的重心位置并用力学方法计算重量。

二、实验设备和仪器

1、理论力学多功能实验装置； 2、不规则物体（各种型钢组合体）； 3、连杆模型； 4、台秤。

三、实验原理

物体的重心的位置是固定不变的。再利用柔软细绳的受力特点和两力平衡原理，我们可以用悬挂的方法决定重心的位置；又利用平面一般力系的平衡条件，可以测取杆件的重心位置和物体的重量。

物体的重量：W?F1?F2；重心位置：xC?四、实验方法和步骤

A、悬挂法

1、从柜子里取出求重心用的组合型钢试件，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的螺钉上（平面铅垂），使之保持静止状

态；

3、用先前描好的白纸置于该模型后面，使描在白纸上的图形与实物重叠。

再用笔在沿悬线在白纸上画两个点，两点成一线，便可以决定此状态的重力作用线；

4、变更悬挂点，重复上述步骤2-3，可画出另一条重

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，

《理论力学》 实验报告

班级： 姓名： 学号： 成绩：

实验一 实验方法测定物体的重心

一、实验目的：

1、通过实验加深对合力概念的理解； 2、用悬挂法测取不规则物体的重心位置；

3、用称重法测物体的重心位置并用力学方法计算重量。

二、实验设备和仪器

1、理论力学多功能实验装置； 2、不规则物体（各种型钢组合体）； 3、连杆模型； 4、台秤。

三、实验原理

物体的重心的位置是固定不变的。再利用柔软细绳的受力特点和两力平衡原理，我们可以用悬挂的方法决定重心的位置；又利用平面一般力系的平衡条件，可以测取杆件的重心位置和物体的重量。

物体的重量：W?F1?F2；重心位置：xC?四、实验方法和步骤

A、悬挂法

1、从柜子里取出求重心用的组合型钢试件，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的螺钉上（平面铅垂），使之保持静止状

态；

3、用先前描好的白纸置于该模型后面，使描在白纸上的图形与实物重叠。

再用笔在沿悬线在白纸上画两个点，两点成一线，便可以决定此状态的重力作用线；

4、变更悬挂点，重复上述步骤2-3，可画出另一条重

复摆振动研究论文

实验论文

复摆振动的研究

姓名：周久龙

学号：200902050102

班级：09物理

学院：理学院

0

复摆振动研究论文

复摆振动的研究

姓名：周久龙 学号：200902050102 专业：物理学 班级：09物理 学院：理学院

摘要：复摆又称为物理摆，是一刚体绕固定的水平轴在重力的作用下作微小摆动

的动力运动体系——简谐振动。通过复摆物理模型的分析，可以用来测量重力加速度、测量物体的转动惯量以及验证平行轴定理等。

关键字：重力加速度、回转半径、转动惯量

引言：通过复摆实验的研究，更加深入的了解复摆的使用方法。经过测量计算，

可以算出当地的重力加速度及复摆本身的会转半径和转动惯量。本实验就是力热部分实验的 一个重要试验，也是大学物理中不可或缺的一次实验。通过实验让大家更加了解物理，更加懂得如何做好一个实验。

实验目的：1.考查复摆振动时周期与质心到交点距离的关系。

2.测出重力加速度，回转半径和转动加速度。

实验仪器：复摆、米尺、停表、天平

实验原理：刚体绕固定轴O在竖直平面内作左右摆动，C是该物体的质心，与轴

的距离为h，?为其摆动角度 。若规定右转角为正，此时刚体所受力矩与角位移方

复摆振动研究论文

实验论文

复摆振动的研究

姓名：周久龙

学号：200902050102

班级：09物理

学院：理学院

0

复摆振动研究论文

复摆振动的研究

姓名：周久龙 学号：200902050102 专业：物理学 班级：09物理 学院：理学院

摘要：复摆又称为物理摆，是一刚体绕固定的水平轴在重力的作用下作微小摆动

的动力运动体系——简谐振动。通过复摆物理模型的分析，可以用来测量重力加速度、测量物体的转动惯量以及验证平行轴定理等。

关键字：重力加速度、回转半径、转动惯量

引言：通过复摆实验的研究，更加深入的了解复摆的使用方法。经过测量计算，

可以算出当地的重力加速度及复摆本身的会转半径和转动惯量。本实验就是力热部分实验的 一个重要试验，也是大学物理中不可或缺的一次实验。通过实验让大家更加了解物理，更加懂得如何做好一个实验。

实验目的：1.考查复摆振动时周期与质心到交点距离的关系。

2.测出重力加速度，回转半径和转动加速度。

实验仪器：复摆、米尺、停表、天平

实验原理：刚体绕固定轴O在竖直平面内作左右摆动，C是该物体的质心，与轴

的距离为h，?为其摆动角度 。若规定右转角为正，此时刚体所受力矩与角位移方

理论力学转动惯量

实验报告

【实验概述】

转动惯量是描述刚体转动中惯性大小的物理量，它与刚体的质量分布及转轴位置有关。正确测定物体的转动惯量，对于了解物体转动规律，机械设计制造有着非常重要的意义。然而在实际工作中，大多数物体的几何形状都是不规则的，难以直接用理论公式算出其转动惯量，只能借助于实验的方法来实现。因此，在工程技术中，用实验的方法来测定物体的转动惯量就有着十分重要的意义。IM-2 刚体转动惯量实验仪，应用霍尔开关传感器结合计数计时多功能毫秒仪自动记录刚体在一定转矩作用下， 转过π角位移的时刻，测定刚体转动时的角加速度和刚体的转动惯量。因此本实验提供了一种测量刚体转动惯量的新方法，实验思路新颖、科学，测量数据精确，仪器结构合理，维护简单方便，是开展研究型实验教学的新仪器。

【实验目的】

1. 了解多功能计数计时毫秒仪实时测量（时间）的基本方法 2. 用刚体转动法测定物体的转动惯量 3. 验证刚体转动的平行轴定理

4. 验证刚体的转动惯量与外力矩无关 【实验原理】

1. 转动力矩、转动惯量和角加速度关系系统在外力矩作用下的运动方程

T×r+Mμ=Jβ2 （1）

由牛顿第二定律可知，砝码下落时的运动方程

静力学

例1 图示结构，各杆重不计。已知：L?2m，

F1?F2?200kN。试求A、B、C的约束力。

分析：此题为一个刚体系统的平衡问题，考虑选择整体为研究对象，恰好有三个未知约束力，应用平面任意力系平衡方程，可以解得A、B处约束力。 求C处约束力，必须解除C处约束，可以选刚体ADCH为研究对象，或选CEB为研究对象，分析两种选择方法，都出现4个未知约束力，因此选一次研究对象不可能解出C处的所有约束力。考虑ADCH和CEB受力特点，也可以分别选两个物体为研究对象，采用灵活的方程形式，避免解联立方程，求出C处约束力。

解：（1）取整体为研究对象，受力如图。 由平面任意力系平衡条件得

?MA?F??0，FB?2L?F2?2L?F?3L?0 ?Fy?0，FB?FAy?F2?0 ?Fx?0，F1?FAx?0

解得 FE?500kN，FAy?300kN，

FAx?200kN

（2）取刚体ADCH杆为研究对象，受力如图所示。由平面任意力系平衡条件得

?MD?F??0，FCx?L?F1?2L?FAx?L?0

解得 FCx?600kN （3）取刚体CEB杆为研究对象，受力如图。 由平面任意力系平衡条件得

?ME?F??0，

FB?L?FCx?L?FCy?L

理论力学复习题

单项选择题

1．刚体受三力作用而处于平衡状态，则此三力的作用线（ ）

A、必汇交于一点 B、必互相平行 C、必皆为零 D、必位于同一平面内 2．如图所示，各力三角形中，表示力F是F1和F2两个力的合力的正确图形应该是（ ）

A、图（a） B、图（b） C、图（c） D、图（d）

FF1F1F2（b）FF1F2FF1F（a）F2（c）（d）F2

3. 力偶对物体产生的运动效应为 ( )

A、只能使物体转动 B、既能使物体转动，又能使物体移动

C、只能使物体移动 D、它与力对物体产生的运动效应有时相同，有时不同 4. 一平面任意力系向A简化后，得到图示主矢和主矩，则该力系的最后合力结果应是（ ）

A、作用在点A右边的一个合力 B、作用在点A左边的一个合力 C、作用在点A的一个合力 D、一个合力偶

A

R L

题4图

5.正方体的顶角上作用着6个大小相等的力，此力系向任一点简化的结果是（ ）

zA、主矢等于零，主矩不等于零

F6B、主矢不等于零，主矩也不等于零

C、主矢不等于零，主矩等于零 F5F

石家庄铁道大学理论力学A卷

一、 填空题（每空1分，共20分）

1.质量m=2kg的重物M，挂在长l0.5m的细绳下端，重物受到水平冲击后获得了速度v0=5m/s，则此时绳子的拉力等于 。

2.平面自然坐标系中的切向加速度为 ，法向加速度为 。

3.如果F=??V，则力所作的功与 无关，只与 的位置有关。

4.在南半球地面附近自南向北的气流有朝 的偏向；而北半球的河流岸冲刷较为严重。

5.质量均为M的两小车停在光滑的水平直铁轨上。一质量为m的人从一车跳到另一车，并立刻自第二车跳回第一车。则两车最后速度大小之比为____________。

6.二力平衡公理与作用反作用公理都是指大小相等、方向相反、在同一作用线上的两个力。两个公理的最大区别在于________________________。 7.某人以速度４向东前进，感觉风从正北吹来；速率加倍感觉风从东北吹来。则风的速率为_______，风向与东向的夹角为_____。

8.在曲线运动中，动点的加速度在副法线轴上的投影a b=__________，说明加速度总是在__________

石家庄铁道大学理论力学A卷

一、 填空题（每空1分，共20分）

1.质量m=2kg的重物M，挂在长l0.5m的细绳下端，重物受到水平冲击后获得了速度v0=5m/s，则此时绳子的拉力等于 。

2.平面自然坐标系中的切向加速度为 ，法向加速度为 。

3.如果F=??V，则力所作的功与 无关，只与 的位置有关。

4.在南半球地面附近自南向北的气流有朝 的偏向；而北半球的河流岸冲刷较为严重。

5.质量均为M的两小车停在光滑的水平直铁轨上。一质量为m的人从一车跳到另一车，并立刻自第二车跳回第一车。则两车最后速度大小之比为____________。

6.二力平衡公理与作用反作用公理都是指大小相等、方向相反、在同一作用线上的两个力。两个公理的最大区别在于________________________。 7.某人以速度４向东前进，感觉风从正北吹来；速率加倍感觉风从东北吹来。则风的速率为_______，风向与东向的夹角为_____。

8.在曲线运动中，动点的加速度在副法线轴上的投影a b=__________，说明加速度总是在__________