理论力学组合实验.pdf

理论力学组合实验报告 使用设备名称与型号 同组人员 实验时间 一、实验目的 理论力学是一门理论性较强的技术基础课，是现代工程技术基础理论之一，在日常生 活、工程技术各领域都有着广泛的应用。这门学科的理论比较抽象，真正掌握也较困难。 本实验指导书介绍理论力学的六个小实验，让学生在做实验过程中既动手又动脑，培养 学生的创新思维和科学实验能力。 二、实验设备与仪器 理论力学多功能实验台 ZME-1 型 三、实验原理 四、实验操作步骤 实验（ 1）：求弹簧质量系统的固有频率 在高压输电线模型的砝码盘上，分四次挂上不同重量的砝码，观察并记录弹簧的变 形。 实验（ 2 ）：求重心的实验方法 （A ）悬吊法 将求重心的型钢片状试件，用细绳将其挂吊在上顶板前端的螺钉上，再换一个位置 挂吊，通过两次挂吊便可求出重心位置。 （B ）称量法 使用连杆、积木、台称，利用已学力学知识，用称量法求连杆的重量及重心位置。 实验（ 3 ）：验证均质圆盘转动惯量的理论公式 转动实验台右边手轮，使圆盘三线摆摆长下降为 60cm ，左手给三线摆一初始角（一 0 般小于 6 ），释放圆盘后，三线摆发生扭转振动。右手拿秒表，记录扭转十次或以上的时 间，并算出周期，比较实验与理论计算两种方法求得的转动惯量，确定误差，还可以求 - 1 - 摆长（四种长度）对误差的影响。 由弹簧的变形计算该系统的等效刚度和固有频率。 实验（ 4 ）：用等效方法求非均质物体转动惯量 分别转动左边两个三线摆的手轮， 让有非均质摇臂的圆盘三线摆下降至摆长约 60cm， 也使配重相同的带有强磁铁的两个圆柱铁三线摆下降到相同的高度进行转动惯量等效实 验，测出扭转振动的周期，再与两个圆柱的三线摆计算周期进行等效，从而求出非均质 摇臂的转动惯量。 五、实验结果及分析计算 1、 弹簧质量系统的固有频率 砝码重量（ N） 弹簧变形量 (mm) 2、 连杆的重心 连杆两圆心距离 (cm) 支撑力 F1(N) 支撑力 F2(N) - 2 - 3、 均质圆盘的转动惯量 圆盘转动惯量理论值： 实验值： 摆长 L(cm) 15 30 45 60 周期 T(s) 2 0 J (kg ·m) 误差（ %） 4、 非均质物体转动惯量 两配重距离 S(mm) 周期 T(s) 2 转动惯量 J(kg ·m) 六、思考题 1、 什么是自由振动、强迫振动和自激振动？ 2、 画出渐加载荷、突加载荷、冲击载荷、振动载荷的载荷与时间曲线图。 - 3 - 七、实验中的收获、感想与建议 - 4 -