大学物理演示实验讲义.doc

大学物理演示实验讲义 （草稿） 2014.8 实验室功能介绍 本实验室将全面支持同学们的大学物理课学习； 本实验室为同学们提供了数十个定性或半定量实验。 本实验室还为同学们提供了大量的趣味物理展品。 实验和资料将帮助你理解物理概念,帮助你体会实验构思的巧妙,帮助你把理论与实践更好地结合起来,帮助你开阔知识视野。总之是为了帮助你早日成才！ 本实验室采取互动方式教学，除了观察教师为你做的演示实验以外，你还可以选择自己最感兴趣的项目亲自动手做实验；你可以利用导学系统去学习,去思考,去探索；你还可以在课外参加创新实践活动,参加实验室建设,发展自己的个性与特长。 兴趣是最好的老师，在这个实验室的经历将会使你终生难忘! 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 锥体上滚【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．。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。【实验目的】：演示旋转刚体（车轮）在外力矩作用下的进动。【实验仪器】：陀螺动仪 图2陀螺动仪【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(rmg)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。 【实验目的】：演示等质量球的弹性碰撞过程，加深对动量原理的理解。 演示弹性碰撞时能量的最大传递。 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】：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两个等质量刚性球弹性正碰时，它们将交换速度。。 【实验步骤】： 　　1．2．； 3．【注意事项】：1．2．不要用力拉球，以免悬线断开。【实验目的】：【实验仪器】： 图4伯努利悬浮球 【实验原理】：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。 ? 　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】： 　　1．2．球体就喷口下方不被吹离【注意事项】：1．不要用力拉球，以免悬线断开。【实验目的】： 通过傅科摆演示，观察和理解地球的自传规律。 【实验仪器】：【实验原理】：法国物理学家傅科（J.B.L.Foucault）于1851年首先在巴黎万神殿的圆拱屋顶下悬挂一个重28公斤的铅球，挂线长67米的大单摆。发现在摆的过程中，摆动平面不断作顺时针方向的偏转，从而通过单摆摆动平面的旋转验证地球的自转运动。我国北京自然博物馆门口就有一个傅科摆。 地球自西向东旋转，其角速度的方向沿地轴指向北极（?轴）。处于北半球某点的运动物体速度为，那么该物体所受的科里奥利力的表达式为： 的方向垂直于一个平面，这个平面是由和的方向所组成的平面，所以垂直于，使发生偏转。 傅科的演示直接证明了地球自西向东的自转。在地球的两级，傅科摆的摆动平面??小时转一圈，而在赤道上，傅科摆没有方向旋转的现象；在两极与赤道之间的区域，傅科摆方向的旋转速度介于两者之间。傅科摆在地球的不同地点旋转的速度不同，说明了地球表面不同地点的线速度不同，因此，傅科摆还可以用于确定摆所处的维度。 【实验步骤】： 　　1．2． 【注意事项】：1．用力拉球，以免断开。实验目的】：借助视觉暂留演示声波 【实验仪器】：声波可见演示仪 图6 声波可见演示仪【实验原理】：不同长度，不同张力的弦振动后形成的驻波基频、协频各不相同，即合成波形各不相同。本装置产生的是横波，可借助滚轮中黑白相间的条纹和人眼的视觉暂留作用将其显示出来【实验步骤】： 1．将整个装置竖直放稳，用手转动滚轮2．依次拨动四根琴弦，可观察到不同长度，不同张力的弦线上出现不同基频与协频的驻波3．重复转动滚轮，拨动琴弦，