理论力学组合实验指导书-力学实验教学示范中心

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1、实验一实验方法测定物体的重心一、实验目的：1、通过实验加深对合力概念的理解；2、用悬挂法测取不规则物体的重心位置；3、用称•重法测取重力摆(两个圆盘和一跟直杆可自由组合成不同的摆)的重心位置并用力学方法计算重量。二、实验设备和仪器1、TME—1理论力学多功能实验台；2、不规则物体(各种型钢组合体)；3、重力摆模型；4、弹簧秤。三、实验原理物体的重心的位置是固定不变的。再利用柔软细绳的受力特点和两力平衡原理，我们可以用悬挂的方法决定重心的位置；又利用平面一般力系的平衡条件，可以测取杆件的重心位置和物体

2、的重量。四、实验方法和步骤(A)悬挂法1、从柜子里取出求重心用的组合型钢试件，用将把它描绘在一张白纸上；2、用细索将其挂吊在上顶板前面的螺钉上(平面铅垂)，使之保持静止状态；3、用先前描好的白纸置于该模型后面，使描在白纸上的图形与实物重叠。再用笔在沿悬线在白纸上画两个点，两点成一线，便可以决定此状态的重力作用线；4、变更悬挂点，重复上述步骤2-3,可画出另一条重力作用线；5、两条垂线相交点即为重心。⑻称重法1、取出实验用平衡摆。按图将摆通过线绳悬挂于实验装置的前而顶板上，其中的一端挂于钩秤上，并使摆

3、杆保持水平。2、读取钩秤的读数，并记录；3、将钩秤置换到另一端，并使摆杆保持水平；4、重复步骤2；五、数据记录与处理悬挂法(请同学另附图)称重法左边读数(kg)右边读数(kg)重量(kg)重心位置(mm)六、注意事项1、实验时应保持重力摆水平;2、弹簧称在使用前应调零。七、思考题1、实验时重力摆不能保持水平，对实验精度有何影响?2.试分析可能引起误差的原因。实验二求振动系统的刚度系数和固有频率一、实验目的：1、了解并掌握一维振动系统的刚度系数的测定；2、求取振动系统的固有频率；3、了解考虑弹簧质量时

4、，对振动周期的影响并进行等效质量的计算。二、实验设备和仪器1、TME—1理论力学多功能实验台；2、100g祛码1个，200g祛码2个;3、祛码托盘一个；三、实验原理弹簧质量组成的振动系统，在弹簧的线性变形范围内，系统的变形和所受到的外力的大小成线性关系。据此，施加不同的力，得到不同的变形，可以得到系统的刚度系数。四、实验方法和步骤1、将畦码托盘钩挂在“弹簧质量系统”的塑料质量模型上2、记录此时塑料质量模型上指针所在的初始位置；3、将100g的舷码放置于磁码托盘上，读取指针的位置并做记录；4、按100

5、g的增量变换舷码，直到舷码重量达500g,并记录相应的指针位置；5、在坐标上画出系统变形与祛码重量之间的关系曲线；6、计算振动系统的刚度系数和固有频率。五、数据记录与处理1、系统刚度系数的测定指针位置变形量刚度系数平均刚度系数Og100g100g100glOOglOOg2、系统固有频率的计算六、注意事项1、实验前，应通过调节弹簧固定端的调节螺栓使系统的模型保持水平；2、读数时眼睛应平视，以尽量减小读数误差；七、思考题1、在考虑弹簧质量的情况下，系统的等效质量是否等于塑料模型的质量加四根弹簧的质量？2

6、、试分析系统的误差。实验三、测定“空中输电线”模型的振幅与风速关系曲线一、实验目的1、了解风激励对空小输电线产生的振动响应，认识共振的危害性；2、了解模型的抽彖结果；3、测取“空屮输电线”模型的振动幅值与风激励速度之间的关系曲线二、实验仪器和设备1、TME-1理论力学多功能实验台；2、“空中输电线”模型；3、调压器1只；4、风速仪1台；5、光电转速表1只。三、实验原理“空中输电线”可以抽象为由弹簧和质量块组成的系统模型。在风激励下，该系统将产生振动。激励频率与风速有关，而系统振幅又与激励频率有关。在

7、不同的风速下，系统的振动频率是不同的。当激励频率接近系统的固有频率时，系统将产生共振。四、实验方法与步骤1、接通调压器电源，并将输出电压调节到100V,风机旋转；2、熟悉并试用光电转速表和风速仪，观察仪表是否均正常；3、待系统模型达到稳定振幅后，按住光电转速表的电源开关，激光对准风机后面的感光纸，并使激光照头离开感光纸约15cm左右的距离。读取光电转速表上的读数即测取风机的转速，并作记录；4、打开风速仪电源开光，使风速感应风扇的迎风面(有黄色标记)正面迎风，读収风速仪上的数据即风速，并作记录；5、调

8、节调压器使输出电压升高20V,重复上述步骤3-4,直到电压升高到200V为止。五、实验结果与数据处理风机电压(V)风机转速(rpm)风速(m/s)模型振幅(mm)100120140160180200六、注意事项1、测量风机转速时，要注意转速表与风机I'可的距离I'可隔，不宜太大或太小；2、风机测速面，应保持清洁，以免产生测速干扰；3、风速仪应在整个测试过程中，保持同位置、同方位，并避免将吹向模型的风挡住。七、思考题1、你认为风机的极限转速是多少？2、分析转速跳动的原因