北京交通大学物理演示实验资料完整版2012年光棍节版

一、演示目的

操作者做在转椅上手持转动的车轮，并改变车轮的方位，以演示操作者、车轮和转椅组成的系统角动量守恒。

二、原理

2 △p=0（系统总动量增量为零）2. △p 0（系统总动量增量为零）3. △p1= －△p2（相互作用两个物体组成的系统， 两物体动量增量大小相等方向相反）4 .m1v1+m2v2= .m1v&rsquo。a、m1vl＋m2v2＝m1v/l＋m2v/2，各个动量必须相对同一个参照物，适用于作用前后都运动的两个物体组成的系统。动量守恒定律说的是存在内部相互作用的物体系统在作用前后或作用过程中各物体动量的矢量和保持不变的关系。

三、装置

转椅，车轮

四、现象演示

操作者坐在转椅上，左手持车轮使车轮轴保持水平，用右手拨动车轮使它快速转动，坐在转椅上的操作者沿与车轮旋转方向相反的方向旋转。

五、讨论与思考：

为改进演示效果,你认为应从哪些方面改进仪器？

6、傅科摆

实验目的：

证明地球时刻在自西往东自转。

实验原理：

该实验被称为“最美丽的十大实验”之一。

昨天欧盘探底回升形成v型反转，大幅缓解短线跌势，日线报收长下影线中阳，从日线上看，昨日汇价击穿10日均线支撑后，在疲软的美元刺激下探底回升，在触及5日均线阻力后受阻，早间开盘后价格延续昨日涨势，站上5日均线之上，配合上小时线级别v型反转形态，短线将进一步上探，上方首个阻力参考1.4210一线，突破后可顺势跟进看1.4280位置，故日内短线操作低多为主，高空为辅，下方关键支撑参考关注1.4080一线。(1)确定地球的自转方向若右图中ab为昏线，则地球呈逆时针方向自转。但是地球也并不完全是一个流体,地球的自转导致地球在正对月球下方的膨胀非常轻微.这意味着由于地球自转扭力及月球上的加速度影响,使地球与月球之间的影响力并不十分确切地存在于两球心连线上.这也使得地球不断向月球提供自转能量,使得自转速度每世纪减慢1.5微秒,也使月球公转地球轨道每年增加3.8米.（相反的结果也导致了火卫一和海卫一的不寻常公转轨道）.。

1980/24的余数是22，所以相当于分针向前旋转22个圈，分针向前旋转22个圈相当于时针向前走22个小时，时针向前走22小时，也相当于向后24-22=2个小时，即相当于时针向后拔了2小时。对于i、j、k本身的几何意义可以理解为一种旋转，其中i旋转代表x轴与y轴相交平面中x轴正向向y轴正向的旋转，j旋转代表z轴与x轴相交平面中z轴正向向x轴正向的旋转，k旋转代表y轴与z轴相交平面中y轴正向向z轴正向的旋转，-i、-j、-k分别代表i、j、k旋转的反向旋转。 d.550 g16、(6分) 19.如图所示的单摆，摆球a向右摆动到最低点时，恰好与一沿水平方向向左运动的粘性小球b发生碰撞，并粘接在一起，且摆动平面不变。

19 所示摆杆 oq 绕 o 摆动通过连杆 pq 带动滑块 p 水平往复运动 设摆杆长 oqr 连杆长 pql 摆角中心 o 到滑轨 op 的距离为 h且 lhlr试求(1)p 的位移 x 与摆角&beta。d.丁为p点的振动图象10、(5分) 9.如图所示，a、b分别为单摆做简谐振动时摆球的不同位置.其中，位置a为摆球摆动的最高位置，虚线为过悬点的竖直线.以摆球最低位置为重力势能零点，则摆球在摆动过程中(a)位于b处时动能最大.(b)位于a处时势能最大.(c)在位置a的势能大于在位置b的动能.(d)在位置b的机械能大于在位置a的机械能.11、(6分) 17.一单摆做小角度摆动，其振动图象如图，以下说法正确的是。原因分析：上门开机检查，当室内机运行时，在摆风叶摆动过程中，室内机风声会随着摆风叶的摆动而产生规律性的变化，初步分析是塑封电机或控制器问题，但更换后故障依旧，无意中按下手动摆风按键，发现风声消失，后经分析原因为：当导风板摆动时，出风口的面积随之变化，当摆动到最上部时，出风口的面积最小，出风受阻而产生“呼呼”的风声，此噪音在标准范围之内，以向用户解释为主。

实验仪器：

实验操作：

将摆锤沿某一角度拉开，然后松手，让其做自由摆动（平面），过一段时间后观测其偏转的角度。

讨论与思考：

1. 傅科摆放置的位置不同，摆动情况也不同。在北半球时，摆动平面顺时针转动；在南半球时，傅科摆摆动的情况如何？在赤道上呢？

2. 傅科摆的转动速度和地球的纬度有关系吗？若有，有何关系呢？

7、科里奥利力演示仪

实验目的：

演示科里奥利力的存在。

实验原理：

当小球在一作转动的圆盘上运动时，以盘为参照系，会受到惯性力。其中一部分是与小球的相对速度有关的横向惯性力称为科里奥利力，其表达式为：

其中为小球的质量，为小球相对于转动系的速度，为转盘旋转的角速度。

实验仪器：

实验操作：

1.当转盘静止，不转动，此时质量为 的小球沿轨道下滑，其轨迹沿圆盘的直径方向，不发生任何的偏离。

2.使转盘以角速度 转动，同时释放小球，沿轨道滚动，当小球落到圆盘时，小球将偏离直径方向运动。

当要夹持物体时顶杆与螺纹套处于自由滑动的状态(如图5所示),快速将顶杆沿水平方向推动活动钳身接近夹持物体，顺时针旋转螺纹套使螺纹套左端的卡齿卡入顶杆上的卡槽中(如图6所示)，这样螺纹套旋转时就可以带动顶杆一起转动，从而使顶杆推动活动钳身前移，加大力度旋转螺纹套就可以夹紧工件。（2）另一位同学做实验时，利用频闪照片得到如图1所示小球的轨迹，在装置的后面竖直放置一块贴有方格纸建立好坐标系的木板，然后在方格纸上记录了小球某次平抛运动途经的三个位置a、b、c如图2所示．该同学取下方格纸后，并记录如图2所示水平x方向和竖直y方向了，已知小方格的边长l=10cm，则小球平抛运动的初速度v0=_________m/s，小球水平抛出点的坐标为_______________________．。整平后检查对中器中心圆圈与 测点是否重合，如图4所示若对中器偏离测点中心，可转动脚螺旋，使光学对中器中心 园圈对准测站标志中心，如图5所示光学对中器中心圆圈移动的方向和气泡移动的方向 相同，即左手拇指移动的方向就是对中器中心园圈移动的方向。

图1 图2

讨论与思考：

1、在北半球，若河水自南向北流，则东岸受到的冲刷严重，试由科里奥利力进行解释。若河水在南半球自南向北流，哪边河岸冲刷较严重？

2. 美国科学家谢皮诺曾注意到浴盆内的水泻出时产生的旋涡。当底部中心有孔的大盆中的水泻出时，可在空的上方看到逆时针方向的旋涡。在澳大利亚作同样的实验，会看到什么现象？为什么？

8、陀螺仪

实验目的：

演示进动现象。

实验原理：

（2）构件长细比的确定 ①、截面为双轴对称或极对称构件： x x y y 对于双轴对称十字形截面，为了防止扭转屈曲，尚应满足： ②、截面为单轴对称构件： x x y y 绕对称轴y轴屈曲时，一般为弯扭屈曲，其临界力低于弯曲屈曲，所以计算时，以换算长细比λyz代替λy ，计算公式如下： x x y y b t ③、单角钢截面和双角钢组合t形截面可采取以下简 化计算公式： y y t b （a） a、等边单角钢截面，图（a） b、等边双角钢截面，图（b） y y b b （b） c、长肢相拼的不等边角钢截面， 图（c） y y b2 b2 b1 （c） d、短肢相拼的不等边角钢截面， 图（d） y y b2 b1 b1 （d） ④、单轴对称的轴心受压构件在绕非对称轴以外的任意轴失稳时，应按弯扭屈曲计算其稳定性。力矩可用来衡量力让物体绕点或轴转动的程度，力矩越大，物体就越容易发生转动，而力矩为零时，物体就会保持稳定。 (a)摩擦轮传动 (b)齿轮传动 (c)蜗杆传动 (d)带传动(e) 链传动 38.在轴上铣一条轴向通槽，轴的装夹平行于 x 轴，除了限制绕 x 轴的转动，还需限制的自由度是( (a)沿 x 轴移动 (b)沿 y 轴移动 (c)沿 z 轴移动 (d)绕 y 轴转动 (e)绕 z 轴转动 39.接触器由基座、辅助触头和( )。

实验仪器：

实验操作：

1、演示角动量守恒：将带框的陀螺仪放在加速器上，踩脚踏开关。当陀螺仪高速旋转起来时，将陀螺仪拿起，观察陀螺转轴的角度，然后手拿陀螺仪外框的轴向各个方向转动，这时陀螺转轴的角度始终不变。

2、演示刚体的进动：将无框的陀螺仪放在加速器上，踩脚踏开关，当陀螺仪高速旋转起来时，将陀螺仪拿起，放置于底座上，此时，陀螺仪就会绕竖直轴进动。

3、还有几个用陀螺仪演示的角动量守恒小实验，也非常有趣：将旋转的陀螺仪放在斜坡上，它不会倒下，而会沿斜坡下滑；将旋转的陀螺仪倒放在转盘上，放的位置不同，现象也不同。

讨论与思考：

陀螺仪，是一种用来感测与维持方向的装置，基于角动量不灭的理论设计出来的。陀螺仪主要是由一个位于轴心可以旋转的轮子构成。陀螺仪一旦开始旋转，由于轮子的角动量，陀螺仪有抗拒方向改变的趋向。陀螺仪多用于导航、定位等系统。

陀螺仪的装置，一直是航空和航海上航行姿态及速率等最方便实用的参考仪表。基本上陀螺仪是一种机械装置，其主要部分是一个对旋转轴以极高角速度旋转的转子，转子装在一支架内；在通过转子中心轴上加一内环架，那么陀螺仪就可环绕飞机两轴作自由运动；然后，在内环架外加上一外环架；这个陀螺仪有两个平衡环，可以环绕飞机三轴作自由运动，就是一个完整的太空陀螺仪。

力学趣味实验演示

1、等质量五连摆演示

实验目的：

1.演示五个等质量球的弹性碰撞过程，加深对动量原理的理解

2.可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。

实验原理：

由动量守恒和能量守恒原理，两个等质量球弹性正碰时，它们将交换速度。等质量五联摆装置使人们自由组合联球个数，进行实验演示。

实验仪器：

实验操作：

将仪器放置在水平桌上，拉动左侧一个球使其偏离竖直方向一定角度，松手令它与余球碰撞，观察碰撞过程。仿照上述过程，一次拉动两球、三球、多球，令它们分别与余球碰撞，观察碰撞过程。手拿起右侧（或左侧）n个球使之偏开平衡位置，突然放手，使其与余球碰撞，观察其它球跳起的情况，并进行分析。

注意事项：

1. 不要用力拉球，以免悬线断开。

2. 搬动仪器轻拿轻放，以免悬线震断。

讨论与思考：

1. 假设其中有一颗高度略低于其他四颗，这样能量会守恒吗？为什么？

2. 如果五颗都换成滑鼠的滚珠，碰撞的情形是否一样？为什么？

2、不等质量三联摆

实验目的：

1.演示三个不等质量球的弹性碰撞过程，加深对动量原理的理解；

2.使学生加深对弹性碰撞过程中的动量能量变化过程的理解。

实验原理：

系统内力只改变系统内各物体的运动状态，不能改变整个系统的运动状态，只有外力才能改变整个系统的运动状态，所以，系统不受或所受外力为0时，系统总动量保持不变。

实验仪器：

实验操作：

将仪器放置在水平桌上，拉动左侧一个球使其偏离竖直方向一定角度，松手令它与余球碰撞，观察碰撞过程。

注意事项：

1. 不要用力拉球，以免悬线断开。

2. 搬动仪器轻拿轻放，以免悬线震断。

3、打击中心的研究

4、沙子的内摩擦力的研究

5、飞船的降落过程

同时，直线行驶如果方向把握不好、遇到前车制动时不及时采取减速措施，都会不合格。 制氧机 主要噪声源采取隔声、消声、降噪等措施 发电系统 废水中和处理，噪声源采取隔声、消声、降噪等措施 老”环保措施 保留的焦炭料场、改造的西料场采取防尘、除尘措施。成都交警提示：注意降低车速，保持车距，注意观察，遇情况提前采取制动、减速措施，避免紧急制动或转向，以防发生危险。

王军表示，保险是平台分散自己风险和保护乘客、司机的有效方式，如果为乘客有效投保，的确可以化解乘客风险。近日，贵州省境内杭瑞高速遵义县鸭溪收费站旁，一家饭店采取设置围栏不准乘客外出的方式，强制长途大客车乘客在此消费。一艘飞船和其中的船员在银河深处被困住，他们都已经奄奄一息，在这种情况下，玩家将接手这艘飞船和其中的船员。

首先用塑料薄膜紧紧地包裹住鸡蛋，然后将薄膜周围系上一些线，将线头系在罐头盒上，使薄膜包裹之下的鸡蛋能悬吊在罐头盒里。现在将罐头盒里灌满水，再扣上盖，注意不要让水溢出来。这样，飞船就做好了。