[工學(xué)]大學(xué)物理演示實(shí)驗(yàn)講義-xxx

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1、大學(xué)物理演示實(shí)驗(yàn)講義（草稿）何豪、侯曉強(qiáng)2010.851實(shí)驗(yàn)室功能介紹本實(shí)驗(yàn)室將全面支持同學(xué)們的大學(xué)物理課學(xué)習(xí)；本實(shí)驗(yàn)室為同學(xué)們提供了數(shù)十個(gè)定性或半定量實(shí)驗(yàn)。本實(shí)驗(yàn)室還為同學(xué)們提供了大量的趣味物理展品。實(shí)驗(yàn)和資料將幫助你理解物理概念,幫助你體會(huì)實(shí)驗(yàn)構(gòu)思的巧妙,幫助你把理論與實(shí)踐更好地結(jié)合起來(lái),幫助你開(kāi)闊知識(shí)視野?？傊菫榱藥椭阍缛粘刹?！本實(shí)驗(yàn)室采取互動(dòng)方式教學(xué)，除了觀察教師為你做的演示實(shí)驗(yàn)以外，你還可以選擇自己最感興趣的項(xiàng)目親自動(dòng)手做實(shí)驗(yàn)；你可以利用導(dǎo)學(xué)系統(tǒng)去學(xué)習(xí),去思考,去探索；你還可以在課外參加創(chuàng)新實(shí)踐活動(dòng),參加實(shí)驗(yàn)室建設(shè),發(fā)展自己的個(gè)性與特長(zhǎng)。興趣是最好的老師，

2、在這個(gè)實(shí)驗(yàn)室的經(jīng)歷將會(huì)使你終生難忘!51錐體上滾【實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹浚?．通過(guò)觀察與思考雙錐體沿斜面軌道上滾的現(xiàn)象，使學(xué)生加深了解在重力場(chǎng)中物體總是以降低重心，趨于穩(wěn)定的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。2．說(shuō)明物體具有從勢(shì)能高的位置向勢(shì)能低的位置運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)，同時(shí)說(shuō)明物體勢(shì)能和動(dòng)能的相互轉(zhuǎn)換?！緦?shí)驗(yàn)儀器】：錐體上滾演示儀圖1，錐體上滾演示儀【實(shí)驗(yàn)原理】：能量最低原理指出：物體或系統(tǒng)的能量總是自然趨向最低狀態(tài)。本實(shí)驗(yàn)中在低端的兩根導(dǎo)軌間距小，錐體停在此處重心被抬高了；相反，在高端兩根導(dǎo)軌較為分開(kāi)，錐體在此處下陷，重心實(shí)際上降低了。實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象仍然符合能量最低原理。【實(shí)驗(yàn)步驟】：　　1．將雙錐體置于導(dǎo)軌的高端

3、，雙錐體并不下滾；512．將雙錐體置于導(dǎo)軌的低端，松手后雙錐體向高端滾去；3．重復(fù)第2步操作，仔細(xì)觀察雙錐體上滾的情況?！咀⒁馐马?xiàng)】：1．移動(dòng)錐體時(shí)要輕拿輕放，切勿將錐體掉落在地上。2．錐體啟動(dòng)時(shí)位置要正，防止它滾動(dòng)時(shí)摔下來(lái)造成變形或損壞。51陀螺進(jìn)動(dòng)【實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹浚貉菔拘D(zhuǎn)剛體（車(chē)輪）在外力矩作用下的進(jìn)動(dòng)?！緦?shí)驗(yàn)儀器】：陀螺進(jìn)動(dòng)儀圖2陀螺進(jìn)動(dòng)儀【實(shí)驗(yàn)原理】：陀螺轉(zhuǎn)動(dòng)起來(lái)具有角動(dòng)量L,當(dāng)其傾斜時(shí)受到一個(gè)垂直紙面向里的重力矩(r×mg)作用,根據(jù)角動(dòng)量原理,其方向也垂直紙面向里。51　　下一時(shí)刻的角動(dòng)量L+△L向斜后方,陀螺將不會(huì)倒下,而是作進(jìn)動(dòng)。【實(shí)驗(yàn)步驟】：用力使陀螺快

4、速轉(zhuǎn)動(dòng)，將其傾斜放在支架上，放手后陀螺不僅繞其自轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)，而且自轉(zhuǎn)軸還會(huì)繞支架旋轉(zhuǎn)。這就是進(jìn)動(dòng)現(xiàn)象?！咀⒁馐马?xiàng)】：注意保護(hù)陀螺，快要停止轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)用手接住,以免掉到地上摔壞。51彈性碰撞儀【實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹浚?.演示等質(zhì)量球的彈性碰撞過(guò)程，加深對(duì)動(dòng)量原理的理解。2.演示彈性碰撞時(shí)能量的最大傳遞。3.使學(xué)生對(duì)彈性碰撞過(guò)程中的動(dòng)量、能量變化過(guò)程有更清晰的理解?！緦?shí)驗(yàn)儀器】：彈性碰撞儀圖3，彈性碰撞儀【實(shí)驗(yàn)原理】：由動(dòng)量守恒和能量守恒原理可知：在理想情況下，完全彈性碰撞的物理過(guò)程滿(mǎn)足動(dòng)量守恒和能量守恒。當(dāng)兩個(gè)等質(zhì)量剛性球彈性正碰時(shí)，它們將交換速度。51多個(gè)小球碰撞時(shí)可以進(jìn)行類(lèi)似的分析。

5、事實(shí)上，由于小球間的碰撞并非理想的彈性碰撞，還是有能量損失的，故最后小球還是要靜止下來(lái)?！緦?shí)驗(yàn)步驟】：　　1．調(diào)整固定擺球的螺絲，盡量使擺球的中心處于同一直線(xiàn)上；2．拉起最左邊的一個(gè)擺球，釋放，讓其撞擊其它的擺球，可以觀察到最右側(cè)的一個(gè)球立即擺起，其振幅幾乎等于左邊小球的擺幅；3．同時(shí)拉起左側(cè)的兩個(gè)、三個(gè)或四個(gè)擺球，釋放，讓其撞擊剩余的擺球，可觀察到另一側(cè)相同數(shù)目的擺球立即擺起，其擺幅幾乎等于被拉起擺球的擺幅。【注意事項(xiàng)】：1．隨時(shí)注意保持7個(gè)擺球的球心處于同一直線(xiàn)上；2．球的擺幅不要太大，否則效果反而不好；3.不要用力拉球，以免懸線(xiàn)斷開(kāi)。51伯努利懸浮球【實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹浚?/p>

6、了解伯努利原理及實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象【實(shí)驗(yàn)儀器】：伯努利懸浮球圖4伯努利懸浮球【實(shí)驗(yàn)原理】：據(jù)伯努利原理，單位質(zhì)量的流體的動(dòng)能（流速頭）、勢(shì)能（位置頭）和壓力能（壓力頭）的和在同一流線(xiàn)上為一定值。流體的流速大處，其壓強(qiáng)小，流速小時(shí)，其壓強(qiáng)大。?　由此可知：當(dāng)球體靠近噴口時(shí)，由于噴流從球體上向下噴出，就造成球體上方的壓力低于下方的大氣壓力，由于兩者之間的壓差大于球體的重量，球體就被壓在（托舉在）噴口下方不被吹離。【實(shí)驗(yàn)步驟】：　　1．打開(kāi)氣泵，觀察到氣流從喇叭噴出；2．拉起氣球至喇叭正下方，釋放，可以看球體就懸浮噴口下方不被吹離51【注意事項(xiàng)】：1．注意保護(hù)氣球的完好；2.不要用力拉

7、球，以免懸線(xiàn)斷開(kāi)。傅科擺【實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹浚?.認(rèn)識(shí)非慣性平臺(tái)的各個(gè)組成部分；2.通過(guò)傅科擺演示，觀察和理解地球的自傳規(guī)律?！緦?shí)驗(yàn)儀器】：傅科擺圖5，傅科擺【實(shí)驗(yàn)原理】：傅科擺是法國(guó)物理學(xué)家傅科（J.B.L.Foucault）于1851年首先在巴黎萬(wàn)神殿的圓拱屋頂下懸掛一個(gè)重28公斤的鉛球，掛線(xiàn)長(zhǎng)67米的大單擺。發(fā)現(xiàn)在擺的過(guò)程中，擺動(dòng)平面不斷作順時(shí)針?lè)较虻钠D(zhuǎn)，從而通過(guò)單擺擺動(dòng)平面的旋轉(zhuǎn)驗(yàn)證地球的自轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。我國(guó)北京自然博物館門(mén)口就有一個(gè)傅科擺。地球自西向東旋轉(zhuǎn)，其角速度的方向沿地軸指向北極（Z軸）。處于北半球某點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)物體速度為，那么該物體所受