文档介绍：实验一锥体上滚
【实验目的】:
,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。
,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
图1,锥体上滚演示仪
【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】:
,双锥体并不下滚;
,松手后双锥体向高端滚去;
,仔细观察双锥体上滚的情况。
【注意事项】:
,切勿将锥体掉落在地上。
,防止它滚动时摔下来造成变形或损坏。
实验二陀螺进动
【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】:陀螺进动仪
图2陀螺进动仪
【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(r×mg)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。
实验三弹性碰撞仪
【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】:弹性碰撞仪
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:在理想情况下,完全弹性碰撞的物理过程满足动量守恒和能量守恒。当两个等质量刚性球弹性正碰时,它们将交换速度。多个小球碰撞时可以进行类似的分析。事实上,由于小球间的碰撞并非理想的弹性碰撞,还是有能量损失的,故最后小球还是要静止下来。
【实验步骤】:
,尽量使摆球的中心处于同一直线上;
,释放,让其撞击其它的摆球,可以观察到最右侧的一个球立即摆起,其振幅几乎等于左边小球的摆幅;
、三个或四个摆球,释放,让其撞击剩余的摆球,可观察到另一侧相同数目的摆球立即摆起,其摆幅几乎等于被拉起摆球的摆幅。
【注意事项】:
;
,否则效果反而不好;
3. 不要用力拉球,以免悬线断开。
实验四伯努利悬浮球
【实验目的】:
了解伯努利原理及实验现象
【实验仪器】:伯努利悬浮球
图4伯努利悬浮球
【实验原理】:
据伯努利原理,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。流体的流速大处,其压强小,流速小时,其压强大。
  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】:
,观察到气流从喇叭喷出;
,释放,可以看球体就悬浮喷口下方不被吹离
【注意事项】:
;
2. 不要用力拉球,以免悬线断开。
实验五傅科摆
【实验目的】:
认识非惯性平台的各个组成部分;
通过傅科摆演示,观察和理解地球的自传规律。
【实验仪器】:傅科摆
图5,傅科摆
【实验原理】:
傅科摆是法国物理学家傅科()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(Z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:
科里奥利力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24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