理论力学实验报告2017年

理论力学实验报告2017年

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1、《理论力学》实验报告班级:姓名:学号:成绩: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、用称重法测物体的重心位置并用力学方法计算重量。二、实验设备和仪器1、理论力学多功能实验装置;2、不规则物体(各种型钢组合体);3、连杆模型;4、台秤。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的重量。物体的重量:;重心位置: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

2、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。B、称重法1、取出实验用连杆。将连杆一端放在台秤上,一端放在木架上,并使连杆保持水平。2、读取台秤的读数,并记录;3、将连杆两端调换,并使摆杆保持水平;4、重复步骤2;五、数据记录与处理A、悬挂法(请同学另附图)B、称重法左边读数(kg)F1右

3、边读数(kg)F2重量(kg)W重心位置(mm)xC六、注意事项1、实验时应保持重力摆水平;2、台称在使用前应调零。实验二、四种不同类型载荷的比较实验一、实验目的1、了解四种常见的不同载荷;2、比较四种不同类型载荷对承载体的作用力特性。二、实验仪器和设备1、理论力学多功能实验装置;2、2kg台秤1台;3、0.5kg重石英沙1袋;4、偏心振动装置1个。三、实验原理渐加载荷、突加载荷、冲击载荷和振动载荷是常见的四种载荷。不同类型的载荷对承载体的作用力是不同的。将不同类型的载荷作用在同一台秤上,可以方便地观察到各自的作用力与时间的关系曲线,并进行相互比较。四、实验方法和步骤1、

4、将台秤置于实验装置合适的位置并放平稳;2、渐加载荷:取出装有石英沙的袋子,将沙子缓慢、渐渐地倒入台秤上的托盘中,仔细观察台秤指针的变化,并描绘出作用力的时程曲线示意图;3、突加载荷:将托盘中的石英沙装回原袋子,用手将沙袋拎起至刚好与托盘分离时突然松手,仔细观察台秤指针的变化,并描绘出作用力的时程曲线示意图;4、冲击载荷:再将沙袋拎起至某一高度(如5cm)后自由释放,沙袋对台秤造成一定的冲击,仔细观察台秤指针的变化,并描绘出作用力的时程曲线示意图;5、振动载荷:用偏心振动装置代替沙袋。先打开偏心振动装置上的电源开关让其上的电机旋转,然后轻轻置于台秤的托盘上。仔细观察台秤指针

5、的变化,并描绘出作用力的时程曲线示意图。五、实验结果与数据处理画出各种载荷的力与时间的关系曲线(见图)。六、注意事项1、观察渐加载荷时,应掌握好倒沙的速度,适中即可;2、观察冲击载荷时,无须将沙袋拎得太高,以免对台秤造成过度冲击;3、振动装置上,有一个电位器。它被用以调节偏心电机的转速,控制电机转速不要太快。FOtFOtFOtFOt渐加载荷突加载荷振动载荷冲击载荷实验三、“三线摆”法测定圆盘的转动惯量一、实验目的1、了解并掌握用“三线摆”方法测取物体转动惯量的方法;2、分析“三线摆”摆长对测量的误差。二、实验仪器和设备1、理论力学多功能实验装置;2、不锈钢圆盘“三线摆”1

6、个;3、秒表1个;4、卷尺1支。三、实验原理“三线摆”是测取转动惯量的一种常用方法。给摆一个微小偏转,然后自然释放,摆就会产生扭振。同样的摆线长,不同的转动惯量,摆动的周期就不同;同样的转动惯量,不同的摆长,摆动的周期也不同。因此,“三线摆”的摆动周期不仅与物体的转动惯量有关,而且与摆线的长度有关。根据摆的线长和摆动的周期,可以推算出物体物体的转动惯量。圆盘转动惯量的理论计算式:“三线摆”测周期,转动惯量的计算式:四、实验方法和步骤1、松动理论力学多功能实验装置上右边的转轮锁紧开关,摇动手轮,将右边的一个圆盘往下放;2、用卷尺量摆线长,使圆盘下降至线长为30cm处,锁紧手

7、轮;3、给圆盘一个微小的摆角,自然释放。用秒表测取10个摆动周期的时间,并记录;4、再使圆盘下降10cm,重复上述步骤3;5、重复上述步骤3-4,直至摆线长为60cm位置。1、将圆盘恢复原来状态,并锁紧手轮。五、实验结果与数据处理已知:圆盘直径D=100mm,摆线直径r=38mm,厚度δ=5.3mm,材料密度γ=7.8*103kg/m3摆线长度(cm)摆动10周期(s)平均周期(s)转动惯量理论值转动惯量实测值误差(%)30405060六、注意事项1、摆的原始偏转角应小于或等于5°角;2、摆的三根线应等长,以保持圆盘水平;3、

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