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物理实验报告

转椅：（角动量守恒）

质点系绕定轴转动时，若其受到合外力矩为零，则质点系的角动量守

恒，因为内力矩不会影响质点系的角动量，若质点系在内力作用下，

质量分布发生变化，从而使绕定轴转动的转动惯量改变，则它的角速

度将发生相应的改变以保持总角动量守恒。本实验的对象是手持哑铃

坐在转椅上的同学，若哑铃位置改变，则同学及转椅系统的转动惯量

改变，从而发生转椅系统转动角速度的改变。同学坐在可绕竖直轴自

由旋转的椅子上，手握哑铃，两臂平伸。其他人推动转椅使转椅转动

起来，然后该同学收缩双臂，可看到他和坐凳的转速显著加大；两臂

再度平伸，转速复又减慢。

椎体上滚：

任何物体或系统的能量总是自然趋向最低状态。从表面上看，该椎体

是由低向高运动，但这其中锥体的形状以及导轨高低不等给人造成了

一种错觉，实际上锥体的重心自始至终还是在下降。

质心运动演示仪：（质心运动定理）

当横杆平放在弹杆上时，若弹杆经过横杆的质心，释放弹杆后则横杆

收到向上的弹力，加速度向上且横杆不发生旋转，若弹杆不经过横杆

的质心，则产生力矩，横杆发生转动。

弦线驻波：

当两个振幅和频率相同的相干波在同一直线上相向传播时，其所叠加

而成的波称为驻波。在弦线上出现许多静止点，称为驻波的波节，相

邻两波节间的距离为半个波长。

昆特管：

扬声器发出的入射声波在管内的另一端发生反射并与入射声波干涉

形成驻波。驻波的振动激发煤油的振动，实验中可观察到环形飞溅的

煤油浪花,此处液体振动最激烈，称为波腹；振幅最小的点称为波节，

此处液体静止不动，振幅为零。

进动仪：

当物体不转动时，由于收到重力矩的作用，便倾倒下来，但当物体急

速转动时，物体在绕本身轴线转动的同时，对称轴还绕竖直轴回转，

尽管受到重力矩的作用但不会倒下来。

回转仪：

物体在不受外力矩作用是将保持其角动量不变，转轴方向不变。用线

转动回转仪的转子，手持转子，任意改变外环的方向，可以看到转子

的方向始终保持不变（即陀螺定向）。

张力：

受到拉力作用时，物体内部任一截面两侧存在的相互牵引力。通常，

由于环境不同，处于界面的分子与处于相本体内的分子所受力不同，

在水分子内部的一个水分子受到周围水分子的作用力的合力为零，但

在表面的一个水分子却不同，上层空间气相分子对它吸引力小于内部

液相分子对它的吸引，其合力方向垂直指向液体内部，导致液体表面

具有自动收缩的趋势。

伽顿板：

小球落入哪个槽的偶然性起源于原因的不确定性。大量地重复这些偶

然事件，将以不同的概率给出小球按槽的分布，这就是统计规律性。

只要小球分布的数目足够多，则这种分布将十分接近最概然分布

普氏摆：

拉开摆球，使其在两排金属杆之间的一个平面内摆动，站在普氏摆正

前方位置观察球摆动的轨迹，戴上光衰减镜再观察摆球的轨迹，发现

摆球按椭圆轨迹转动，将光衰减镜反转180度，再观察，发现摆球改

变了转动方向。人之所以能够看到立体的景物，是因为双眼可以各自

独立看景物。两眼有间距，造成左眼与右眼图像的差异称为视差，人

类的大脑很巧妙地将两眼的图像合成，在大脑中产生有空间感的视觉

效果。在这个实验中，所用的光衰减镜引起光强的减弱，使分别进入

两只眼睛的物光产生距离感，从而感觉出物体的立体感。

热声效应：

在谐振管上端有一热声堆，扬声器产生的声波在谐振管内形成纵向驻

波，管的两端为驻波的压力波腹，当声压增加时，气团向上运动且被

压缩，温度升高，此时气体温度比其附近热声堆的温度高，于是就把

热量输给热声堆。当驻波继续完成一周时，气团向下运动，声压降低，

胆热声堆温度降低较少，气团附近热声堆温度高于气团温度，要向气

团输热，所以气团每次振动都从下吸取热量向上输送热量热声堆中有

无数这样的气团，在共振条件下，气团快捷、有效地如此循环运动，

产生明显的宏观效果，从而完成声热泵作用。热声致冷机的实质是消

耗外界提供的功从低温热源吸热，并向高温热源放出热量。

激光李萨如图形：

李萨如图形是研究振动频率关系的一种有效方法。李萨如图形由两个

相互垂直方向的简谐振动合成。通过直观可见的机械振动，由X、Y

两垂直方向振动组成的光杠杆反射激光束，从而在屏上呈现出李萨如

图形。