理论力学组合试验指导书-力学试验教学示范中心.doc

实验一实验方法测定物体的重心
一、实验目的:
通过实验加深对合力概念的理解;
用悬挂法测取不规则物体的重心位置;
用称重法测取重力摆(两个圆盘和一跟直杆可自由组合成不同的摆)的重心位置并用力学方法计算重量。
二、实验设备和仪器
TME—1理论力学多功能实验台;
不规则物体(各种型钢组合体);
重力摆模型;
弹簧秤。
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。
四、实验方法和步骤
(A)悬挂法
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;
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;
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;
变更悬挂点,重复上述步骤2-3,可画出另一条重力作用线;
两条垂线相交点即为重心。
(B)称重法
取出实验用平衡摆。按图将摆通过线绳悬挂于实验装置的前面顶板上,其中的一端挂于钩秤上,并使摆杆保持水平。
读取钩秤的读数,并记录;
将钩秤置换到另一端,并使摆杆保持水平;
重复步骤2;
五、数据记录与处理
悬挂法(请同学另附图)
称重法
左边读数(kg)
右边读数(kg)
重量(kg)
重心位置(mm)
六、注意事项
实验时应保持重力摆水平;
弹簧称在使用前应调零。
七、思考题
1、实验时重力摆不能保持水平,对实验精度有何影响?
2、试分析可能引起误差的原因。
实验二求振动系统的刚度系数和固有频率
一、实验目的:
了解并掌握一维振动系统的刚度系数的测定;
求取振动系统的固有频率;
了解考虑弹簧质量时,对振动周期的影响并进行等效质量的计算。
二、实验设备和仪器
TME—1理论力学多功能实验台;
100g砝码1个,200g砝码2个;
砝码托盘一个;
三、实验原理
弹簧质量组成的振动系统,在弹簧的线性变形范围内,系统的变形和所受到的外力的大小成线性关系。据此,施加不同的力,得到不同的变形,可以得到系统的刚度系数。
四、实验方法和步骤
将砝码托盘钩挂在“弹簧质量系统”的塑料质量模型上
记录此时塑料质量模型上指针所在的初始位置;
将100g的砝码放置于砝码托盘上,读取指针的位置并做记录;
按100g的增量变换砝码,直到砝码重量达500g,并记录相应的指针位置;
在坐标上画出系统变形与砝码重量之间的关系曲线;
计算振动系统的刚度系数和固有频率。
五、数据记录与处理
1、系统刚度系数的测定
指针位置
变形量
刚度系数
平均刚度系数
0g
100g
100g
100g
100g
100g
2、系统固有频率的计算
六、注意事项
实验前,应通过调节弹簧固定端的调节螺栓使系统的模型保持水平;
读数时眼睛应平视,以尽量减小读数误差;
七、思考题
在考虑弹簧质量的情况下,系统的等效质量是否等于塑料模型的质量加四根弹簧的质量?
试分析系统的误差。
实验三、测定“空中输电线”模型的振幅与风速关系曲线
实验目的
了解风激励对空中输电线产生的振动