大学物理演示实验报告

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 图 1,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.移动锥体时要轻拿轻放,切勿将锥体掉落在地上。

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 【实验目的】: 陀螺进动 演示旋转刚体(车轮)在外力矩作用下的进动。

【实验仪器】:陀螺进动仪 图 2 陀螺进动仪 【实验原理】: 陀螺转动起来具有角动量 L,当其倾斜时受到一个垂直纸面向里的重力矩(r ×mg)作用,根据角动量原理, 其方向也垂直纸面向里。

下一时刻的角动量 L+△L 向斜后方,陀螺将不会倒下,而是作进动。

【实验步骤】: 用力使陀螺快速转动, 将其倾斜放在支架上,放手后陀螺不仅绕其自转轴转 动,而且自转轴还会绕支架旋转。

这就是进动现象。

【注意事项】: 注意保护陀螺,快要停止转动时用手接住,以免掉到地上摔坏。

实验三 【实验目的】: 弹性碰撞仪 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 图 3,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.拉起最左边的一个摆球,释放,让其撞击其它的摆球,可以观察到最右 侧的一个球立即摆起,其振幅几乎等于左边小球的摆幅; 3.同时拉起左侧的两个、三个或四个摆球,释放,让其撞击剩余的摆球, 可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。

实验四 【实验目的】: 了解伯努利原理及实验现象 【实验仪器】:伯努利悬浮球 伯努利悬浮球

图 4 伯努利悬浮球 【实验原理】: 据伯努利原理,单位质量的流体的动能(流速头)、势能(位置头)和压力 能(压力头)的和在同一流线上为一定值。

流体的流速大处,其压强小,流速小 时,其压强大。

由此可知:当球体靠近喷口时,由于喷流从球体上向下喷出,就造成球体上 方的压力低于下方的大气压力, 由于两者之间的压差大于球体的重量,球体就被 压在(托举在)喷口下方不被吹离。

【实验步骤】: 1.打开气泵,观察到气流从喇叭喷出; 2.拉起气球至喇叭正下方,释放,可以看球体就悬浮喷口下方不被吹离 【注意事项】: 1.注意保护气球的完好; 2. 不要用力拉球,以免悬线断开。

实验五 【实验目的】: 1. 认识非惯性平台的各个组成部分; 傅科摆 2. 通过傅科摆演示,观察和理解地球的自传规律。

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