篇一：实验三 实验方法测定物体的重心
实验三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、 ZME—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、 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的重量。
四、实验方法和步骤
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。
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面顶板上，其中的一端挂于钩秤上，并使摆杆保持水平。
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
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。
篇二：理论力学转动惯量实验报告
理论力学转动惯量
实验报告
【实验概述】
转动惯量是描述刚体转动中惯性大小的物理量，它与刚体的质量分布及转轴位置有关。正确测定物体的转动惯量，对于了解物体转动规律，机械设计制造有着非常重要的意义。然而在实际工作中，大多数物体的几何形状都是不规则的，难以直接用理论公式算出其转动惯量，只能借助于实验的方法来实现。因此，在工程技术中，用实验的方法来测定物体的转动惯量就有着十分重要的意义。IM-2 刚体转动惯量实验仪，应用霍尔开关传感器结合计数计时多功能毫秒仪自动记录刚体在一定转矩作用下， 转过π角位移的时刻，测定刚体转动时的角加速度和刚体的转动惯量。因此本实验提供了一种测量刚体转动惯量的新方法，实验思路新颖、科学，测量数据精确，仪器结构合理，维护简单方便，是开展研究型实验教学的新仪器。
【实验目的】
1. 了解多功能计数计时毫秒仪实时测量（时间）的基本方法 2. 用刚体转动法测定物体的转动惯量 3. 验证刚体转动的平行轴定理
4. 验证刚体的转动惯量与外力矩无关 【实验原理】
1. 转动力矩、转动惯量和角加速度关系系统在外力矩作用下的运动方程
T×r+Mμ=Jβ2 （1）
由牛顿第二定律可知，砝码下落时的运动方程为：mg-T=ma 即绳子的张力T=m(g-rβ2) 砝码与系统脱离后的运动方程
由方程（1）（2）可得
Mμ=Jβ1（2）
J=mr(g-rβ2)/(β2-β1) （3）
2. 角加速度的测量
θ=ω0t+?βt2 （4）
若在t1、t2时刻测得角位移θ1、θ2 则θ1=ω0 t1+?β
t2 （5）
θ2=ω0 t2+?βt2 （6）
所以，由方程（5）、（6）可得
β=2（θ2 t1-θ1 t2）/ t1 t2（t2- t1）
【实验仪器】
IM-2刚体转动惯量实验仪（含霍尔开关传感器、计数计时多功能毫秒仪） 一个钢质圆环（内径为175mm，外径为215mm，质量为1010g) 两个钢质圆柱（直径为38mm，质量为400g） 【实验步骤】 1. 实验准备
在桌面上放置IM-2转动惯量实验仪，并利用基座上的三颗调平螺钉，将仪器调平。将滑轮支架固定在实验台面边缘，调整滑轮高度及方位，使滑轮槽与选取的绕线塔轮槽等高，且其方位相互垂直。
通用电脑计时器上光电门的开关应接通，另一路断开作备用。当用于本实验时，建议设置1个光电脉冲记数1次，1次测量记录大约20组数。2. 测量并计算实验台的转动惯量
1) 放置仪器，滑轮置于实验台外3-4cm处，调节仪器水平。设置毫秒仪计数次数。
2) 连接传感器与计数计时毫秒仪，调节霍尔开关与磁钢间距为0.4-0.6cm，转离磁钢，复位毫秒仪，转动到磁钢与霍尔开关相对时，毫秒仪低电平指示灯亮，开始计时和计数。 3) 将质量为m=100g的砝码的一端打结，沿塔轮上开的细缝塞入，并整齐地绕于半径为r的塔轮。
4) 调节滑轮的方向和高度，使挂线与绕线塔轮相切，挂线与绕线轮的中间呈水平。 5) 释放砝码，砝码在重力作用下带动转动体系做加速度转动。
6) 计数计时毫秒仪自动记录系统从0π开始作1π，2π……角位移相对应的时刻。 3. 测量并计算实验台放上试样后的转动惯量
将待测试样放上载物台并使试样几何中心轴与转动轴中心重合，按与测量空实验台转动惯量同样的方法可分别测量砝码作用下的角加速度β2与砝码脱离后的角加速度β1，由（3）式可计算实验台放上试样后的转动惯量J，再减去实验步骤2中算得的空实验台转动惯量即可得到所测试样的转动惯量。将该测量值与理论值比较，计算测量值的相对误差。4. 验证平行轴定理
将两圆柱体对称插入载物台上与中心距离为d的圆孔中，测量并计算两圆柱体在此位置的转动惯量，将测量值与理论计算值比较，计算测量值的相对误差。5. 验证刚体定轴转动惯量与外力矩无关
通过改变塔轮直径对转盘施加不同的外力矩，测定在不同外力矩下转盘的转动惯量，与理论值进行比较，在一定允许的误差范围内验证结论。
【实验数据与处理】（底纹部分为砝码落地） 1.测量空盘的转动惯量
2.测量圆环的转动惯量
3.验证平行轴定理（圆柱体直径38mm 质量2×400g）
篇三：理论力学实验报告
实验法测量物体重心实验报告书
试验设备名称： 实验内容：1、悬吊法；
试验方法：
1、悬吊法：对组合型钢悬吊两次，利用二力平衡原理，用一张A4纸图示出重心位置。对于学习过CAD绘图的同学，可以相机成像后输入到计算机内，用CAD绘图技术找出重心位置。
实验结果的图形附于报告后。
2、称量法：连杆重量超出弹簧秤的称量范围，此时要称出连杆的重量，并确定其重心，就要应用理论力学中的合力矩定理。 1）首先将弹簧秤的托盘拿下，将弹簧秤调零；
2）将连杆两端分别放置在弹簧秤的中心，并将连杆的圆心对准弹簧秤的重心； 3）通过积木块，设法调整连杆水平，记下弹簧秤的读数F1和F2；
4）根据平衡方程：
FN1?FN2?W，FN1?(l?xC)?FN2?xC，xC?
FN1?l
FN1?FN2
即可得到连杆重量和重心位置。
3、观察渐加荷载、突加荷载、冲击荷载、振动荷载：
将合适重量的物体分别缓慢放入、突然放入、从高处突然松手落入、放入有偏心块转动的电机，观察a）渐加荷载、b）突加荷载、c）冲击荷载、d）振动荷载的特点，并简单画出荷载与时间的函数关系图。
O
（a）
t
O
（b）
t
O
（c）
t
O
（d）
t
测量动滑动摩擦系数实验报告书
试验设备名称： 实验内容：测量摩擦角；
测量动滑动摩擦系数；
试验方法： 1、测量摩擦角：
两名同学合作，在摩擦测试仪底板上放置好摩擦块，缓慢抬升摩擦测试仪底板，使其倾角慢慢增加，增加到某一角度，物块开始下滑，记下此时摩擦测试仪底板的倾角?；反复实验5次，求出平均值?f，此即摩擦角，并计算静摩擦系数：
f?tg?f
2、测量动滑动摩擦系数：
1）实验装置： 如图所示 A：试块甲
B：倾角为φ的被测试材料
C：试块甲上的不透光档距，s1=3cm L1,L2：光电管
D：CDY-1智能计量仪
t1（或仪器上的Δt1）为计量器上显
示物块A经过光电管L1时通过路
程s1的时间，t2（或仪器上的Δt2）为显示物块A经过光电管L2时通过路程s1的时间，t4=t3+（t2-t1）/2，t3为从L1到L2的路程所需的时间。 2）实验原理：
根据以上叙述可知，物块的加速度为：a?
v2?v1
t4
动滑动摩擦因数计算公式推导;由下图写出y方向的静力平衡方程和x
方向的动
力学方程，分别为
?F?F
y
?0，FN?mgcos? ?0，mgsin??FS?ma
x
其中动摩擦力： FS?f?FN 故动摩擦系数为：
f?tg??
a
gcos?
3）实验数据处理：
动摩擦因数受材料的温度湿度等因素影响，一般是某个范围内的随机数。因此对实验数据的选择需要有一个原则，即取相对比较集中的数据，去掉离散性较大的大数和小数。然后在选取的10组数据中，计算最大值f2、最小值f1和平均值f。 则所测两种材料间的动摩擦系数的取值范围为：f1?f?f2。 测量和计算数据填入下表：
附：四种荷载的图形参考；另附两组摩擦系数测量的实验数据，根据测算，动摩擦系数是一个范围量，允许所测加速度值有较大范围的变化，所以大家测得的数据均可应用！
《理论力学实验测定物体的重心》
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