物理演示实验报告

1 / 19物理演示实验报告大学物理演示实验报告1、锥体上滚实验目的：1通过观察与思考双锥体沿斜面轨道上滚的现象，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。2说明物体具有从势能高的位置向势能低的位置运动的趋势，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：1将双锥体置于导轨的高端，双锥体并不下滚；2将双锥体置于导轨的低端，松手后双锥体向高端滚去；3重复第 2 步操作，仔细观察双锥体上滚的情况。2 / 19图片已关闭显示，点此查看2、声波可见实验目的：借助视觉暂留演示声波。实验仪器：声波可见演示仪。实验原理：不同长度，不同张力的弦振动后形成的驻波基频、协频各不相同，即合成波形各不相同。本装置产生的是横波，可借助滚轮中黑白相间的条纹和人眼的视觉暂留作用将其显示出来。实验步骤：1、将整个装置竖直放稳，用手转动滚轮。2、依次拨动四根琴弦，可观察到不同长度，不同张力的弦线上出现不同基频与协频的驻波。3、重复转动滚轮，拨动琴弦，观察弦上的波形。注意事项：1、滚轮转速不必太高。2、拨动琴弦切勿用力过猛。图片已关闭显示，点此查看3、弹性碰撞演示仪实验目的：本实验用于演示正碰撞和动量守恒定律，形象地显现弹性碰撞的情形。 实验原理3 / 19根据动量守恒定律可知，如果正碰撞的两球，撞前速度分别为 V10 和 V20,碰撞后的速度分别为 V1 和 V2,质量分别为 m1 和 m2则由碰撞定律可知：若 e=1 时，则分离速度等于接近速度解式和式可得：若 m1=m2=m;e=1 则 v1=0,v2=v10，即球 1 正碰球2 时，球 1 静止，球 2 继续以 V10 的速度正碰球 3，等等以此类推，实现动量的传递。实验器材1、实验装置如实验原理图示：1 一底座 2支架 3钢球 4拉线 5调节螺丝2、技术指标钢球质量：m=7 直径：l=735mm 拉线长度：图片已关闭显示，点此查看L=55Omm实验操作与现象l、将仪器置于水平桌面放好，调节螺丝，使七个钢球的球心在同一水平线上。2、将一端的钢球拉起后，松手，则钢球正碰下一个钢球，末端的钢球弹起，继而，又碰下一个钢球，另一端的钢球弹起，循环不已，中间的五个钢球静止不动。4 / 19但在一般情况下，两球碰撞时，总要损失一部分能量，故两端的钢球摆动的幅度将逐渐减弱。注意事项操作前一定将七个钢球的球心调至同一水平线上，否则现象不明显。在理想情况下，物体碰撞后，形变能够恢复，不发热、发声，没有动能损失，这种碰撞称为弹性碰撞，又称完全弹性碰撞。真正的弹性碰撞只在分子、原子以及更小的微粒之间才会出现。生活中，硬质木球或钢球发生碰撞时，动能的损失很小，可以忽略不计，通常也将它们的碰撞看成弹性碰撞。 碰撞时动量守恒。当两物体质量相同时，互换速度。4、大型闪电盘演示实验实验目的：观察平板晶体中的高压辉光放电现象。实验仪器：大型闪电盘演示仪图片已关闭显示，点此查看实验原理：闪电盘是在两层玻璃盘中密封了涂有荧光材料的玻璃珠，玻璃珠 充有稀薄的惰性气体。控制器中有一块振荡电路板，通过电源变换器，将 12V 低压直流电转变为高压高频电压加在电极上。5 / 19通电后，振荡电路产生高频电压电场，由于稀薄气体受到高频电场的电离作用二产生紫外辐射，玻璃珠上的荧光材料受到紫外辐射激发二发出可见光，其颜色由玻璃珠上涂敷的荧光材料决定。由于电极上电压很高，故所发生的光是一些辐射状的辉光，绚丽多彩，光芒四射，在黑暗中非常好看。实验步骤：1. 将闪电盘后控制器上的电位器调节到最小；2. 插上 220V 电源，打开开关；3. 调高电位器，观察闪电盘上图像变化，当电压超过一定域值后，盘上出现闪光；4. 用手触摸玻璃表面，观察闪光随手指移动变化；5. 缓慢调低电位器到闪光恰好消失，对闪电盘拍手或说话，观察辉光岁声音的变化。注意事项：1. 闪电盘为玻璃质地，注意轻拿轻放；2. 移动闪电盘时请勿在控制器上用力，避免控制器与盘面连接断裂； 闪电盘不可悬空吊挂。图片已关闭显示，点此查看【实验目的】：借助视觉暂留演示声波。 【实验仪器】：声波可见演示仪。6 / 19【实验原理】：不同长度，不同张力的弦振动后形成的驻波基频、协频各不相同，即合成波形各不相同。本装置产生的是横波，可借助滚轮中黑白相间的条纹和人眼的视觉暂留作用将其显示出来。 【实验步骤】：1、将整个装置竖直放稳，用手转动滚轮。2、依次拨动四根琴弦，可观察到不同长度，不同张力的弦线上出现不同基频与协频的驻波。 3、重复转动滚轮，拨动琴弦，观察弦上的波形。 【注意事项】：1、滚轮转速不必太高。 2、拨动琴弦切勿用力过猛。图片已关闭显示，点此查看【实验目的】：演示翼形升力的产生。 【实验仪器】：飞机升力演示仪。【实验原理】：一般翼型的前端圆钝、后端尖锐，上表面拱起、下表面较平，呈鱼侧形。当气流迎面流过机翼时，流线分布情况如图。原来是一股气流，由于机翼的插入，被分成上下两股。通过机翼后，在后缘又重合成一股。由于机翼上表面拱起，使上方的那股气流的通道变窄，流速加快。根据伯努利原理可以得知：流速大的地方压强小。机翼上方的压强比机翼下方的压强小，也就是说，机7 / 19翼下表面受到向上的压力比机翼上表面受到向下的压力要大，这个压力差就是机翼产生的升力。 【实验步骤】：1打开位于底座前方的电源开关，用手感受一下出风口处的气流； 2把手移开，观察到小球从管内升起； 3用手挡住出风口，小球立即从管内下落； 4重复操作 2、3，观察小球在管内的起落。 5实验结束，关闭电源。 【注意事项】：如果小球不能从管内升起，适当调节机翼的高度，使机翼的上部对准气咀,使流过机翼上部的气流最大。 【思考】：飞机的机翼为何做成上凸下平的形状？图片已关闭显示，点此查看【实验目的】：1通过观察与思考双锥体沿斜面轨道上滚的现象，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。2说明物体具有从势能高的位置向势能低的位置运动的趋势，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【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8 / 19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】：1将双锥体置于导轨的高端，双锥体并不下滚；2将双锥体置于导轨的低端，松手后双锥体向高端滚去； 3重复第 2 步操作，仔细观察双锥体上滚的情况。 【注意事项】：1不要将锥体搬离轨道。2锥体启动时位置要正，防止它滚动时摔下来造成变形或损坏。图片已关闭显示，点此查看【实验目的】：了解扫描成像原理及视觉暂留现象。 【实验仪器】：扫描成像原理演示仪。【实验原理】：本仪器中的铝盘上沿螺旋线均匀排布小孔,目的是使盘旋转时小孔能够从上到下依次扫过画面,有如电视机中的逐行扫描.画面虽然是被依次扫过, 只要扫过整个画面的时间短于人眼的视觉暂留时间,人眼看到的就是一幅完整的画面. 【实验步骤】：1、接上电源,打开仪器电源开关;2、观察窗口处铝盘小孔及其后面的图画,此时9 / 19看不到完整的的画面;3、顺时针旋转仪器正面板右下角的调速旋钮,使铝盘转起来.先使旋钮上的箭头旋至“起动”位置,待铝盘转动平稳后再将旋钮上的箭头旋至“运行”位置;4、透过铝盘上的小孔观察其后面的图画,发现可看到一幅完整的画面;5、注意在铝盘转速由慢变快的过程中,其后面的图画由看不见,到断续看见,到连续看见一幅完整画面的过程.【注意事项】:1、因铝盘的转动惯量较大,起动时需加较大电压,一旦启动就要把电压调到正常值,以免转速过大,图片已关闭显示，点此查看仪器不稳.2、照明用的碘钨灯温度很高，切勿长时间使用,观察完毕立即断开,以免烤着图画发生危险!大学物理演示实验报告1、锥体上滚【实验目的】：1通过观察与思考双锥体沿斜面轨道上滚的现象，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。10 / 192说明物体具有从势能高的位置向势能低的位置运动的趋势，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【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】：1将双锥体置于导轨的高端，双锥体并不下滚；2将双锥体置于导轨的低端，松手后双锥体向高端滚去；3重复第 2 步操作，仔细观察双锥体上滚的情况。图片已关闭显示，点此查看2、混沌摆【实验目的】： 通过摆的运动演示该力学系统的混沌性质。【实验仪器】：混沌摆【实验原理】：一个动力学系统如果描述他的运动状态的动力学方程是线性的，只要初始条件给定，就11 / 19可预见以后任意时刻的运动状态。我们的动力学系统描述它的运动状态的动力学方程是非线性的，具有内在的随机性，它的运动状态对初始条件具有很强的敏感性，系统运动的外观表现是随机的，是一种貌似无规律的运动【实验步骤】： 手持轴柄给系统施一力矩，系统开始运动，运动情况复杂，前一时间难于预言后一时刻的运动状态。重新启动，由于起始冲量矩总有所不同，雇系统的运动情况差别很大、这反映了系统运动的混沌性质。图片已关闭显示，点此查看初始状态图片已关闭显示，点此查看运动中学物理演示实验报告-避雷针一、演示目的气体放电存在多种形式，如电晕放电、电弧放电和火花放电等，通过此演示实验观察火花放电的发生过程及条件。二、原理首先让尖端电极和球型电极与平板电极的距离相等。尖端电极放电，而球型电极未放电。这是由于电荷在导体上的分布与导体的曲率半径有关。导体上曲率半径越小的地方电荷积聚越多，两极之间的电场越强，空气层被击穿。反之越少，两极之间的电场越弱，空气层未被击穿。当尖端电极与平板电极之间的12 / 19距离大于球型电极与平板电极之间的距离时，其间的电场较弱，不能击穿空气层。而此时球型电极与平板电极之间的距离最近，放电只能在此处发生。三、装置一个尖端电极和一个球型电极及平板电极。四、现象演示让尖端电极和球型电极与平板电极的距离相等。尖端电极放电，而球型电极未放电。接着让尖端电极与平板电极之间的实验六十五 跳环式楞次定律【实验目的】利用通电线圈及线圈内的铁芯所产生的变化磁场与铝环的相互作用，演示楞次定律。【实验器材】楞次定律演示仪，铝环。如图 65-1 所示。开口环 闭合环 底座带孔环图 65-1【实验原理】当线圈通有电流时，在铁芯中产生交变磁场，穿过闭合的铝环中的磁通量发生变化。根据楞次定律，套在铁芯中的铝环将产生感生电流，感生电流的方向与线圈中的电流方向相反。因此与原线圈相斥，相斥的电磁力使得铝环上跳。【实验操作与现象】13 / 191闭合铝环的演示打开演示仪电源开关，将闭合铝环套入铁棒内按动操作开关。当操作开关接通时，则闭合铝环高高跳起，保持操作开关接通状态不变，闭合铝环则保持一定高度，悬在铁棒中央。断开操作开关时，闭合铝环落下。2带孔铝环的演示把闭合铝环取下，将带孔的铝环套入铁棒内按动操作开关。当操作开关接通时，则带孔的铝环也向上跳起，但跳起的高度没有闭合铝环高。保持操作开关接通状态不变，带孔的铝环也保持一定高度，悬在铁棒中央某一位置，但还是没有闭合铝环悬的高。断开操作开关时，带孔的铝环落下。这是由于带孔的铝环产生的感生电流没有闭合铝环大，所以带孔的铝环没有闭合铝环跳的高。3开口铝环的演示把带孔的铝环取下，将开口铝环套入铁棒内按动操作开关。当操作开关接通时，开口铝环静止不动。这是由于开口铝环没有形成闭合回路，无感生电流，没有受到电磁力的作用，故静止不动。4演示完毕后，关闭楞次定律演示仪电源。【注意事项】不要长时间按动操作开关，以免使线圈过热而损坏。14 / 19阻尼摆与非阻尼摆【实验目的】演示涡电流的机械效应。【实验器材】阻尼摆与非阻尼摆演示仪，如图 66-1 所示。其中直流电源接线柱；矩形磁轭，作用是当线圈中通有直流电源时，可在磁轭两极缝隙中间产生很强的磁场；支撑架；摆架；非阻尼摆；横梁；阻尼摆；线圈；底座。直流稳压电源。【实验原理】处在交变电磁场中的金属块，由于受变化电磁场产生的感生电动势作用，将在金属块内引起涡旋状的感生电流，把这种电流称为涡电流。在图 66-1 所示的实验装置中，但金属摆在两磁极间摆动时，由于受切割磁力线运动产生的动生电动势的作用，也将在金属摆内出现涡电流。根据安培定律，当金属摆进入磁场时，磁场对环状电流的上、下两段的作用力之和为零；对环状电流的左、右两段的作用力的合力起阻碍金属摆块摆进的作用。当金属块摆出磁场时，磁场对环状电流的左、右两段的作用力的合力则起阻碍金属摆块摆出的作用。因此，金属摆总是受到一个阻尼力的作用，就像在某种粘滞介质中摆动15 / 19一样，很快地停止下来，这种阻尼起源于电磁感应，故称电磁阻尼。若将图 66-1 中的金属摆制成有许多隔槽的，使得涡流大为减小，从而对金属摆的阻尼作用变的不明显，金属摆在两磁极间要摆动较长时间才会停止下来。电磁阻尼摆在各种仪表中被广泛应用，电气机车和电车中的电磁制动器就是根据此原理而制造的。【实验操作与现象】图 66-11把稳压电源输出的正负极连接到阻尼摆与非阻尼摆演示仪的直流电源接线柱，阻尼摆按图 66-1 所示接好。2打开稳压电源电源开关，先不要打开稳压电源的“输出”开关，即不通励磁电流，让阻尼摆在两极间作自由摆动，可观察到阻尼摆经过相当长的时间才停止下来。3再打开稳压电源的“输出”开关，电压指示为 28 伏，此时在磁轭两极间产生很强的磁场。当阻尼摆在两极间前后摆动时，阻尼摆会迅速停止下来，说明了两极间有很强的磁阻尼。解释现象。4将带有间隙的类似梳子的非阻尼摆代替阻尼摆作上述 2 和 3 的实验，可以观察到不论通电与否，其摆16 / 19动都要经过较长的时间才停止下来。为什么？【注意事项】1操作前应把矩形磁轭和支撑架调整到位，确保摆动顺畅。2注意不要长时间通电，以免烧坏线圈。实验六十七 通电、断电自感现象【实验目的】演示通电、断电自感现象，了解产生自感的原因。【实验器材】通电、断电自感演示仪。【实验原理】线圈中电流 i 发生改变时，通过自身回路的磁通量 n 发生变化，从而产生自感电动势。理论计算表明i?Ldi dt式中 L 称为自感系数。由式可知，在通电时，因为自感作用使的电流缓慢增加。当在断电瞬间，因为 di 相当大，从而产生一个相当高的自感电动势。 dt实验原理图如 67-1 所示， 220V 交流电压经变压器降压、桥式全波整流电容滤波之后输出直流电源 E。由于通电的一瞬间、电感 L 会产生一个自感电动势。同样，17 / 19断电的瞬间，电感 L 也会产生一个自感电动势。K1+ E 220 伏K图 67-1 L L2【实验操作与现象】1通电自感现象首先将 K1、K2 断开，再接通交流电源，按下 K1开关，同时观察灯泡 L1 和 L2 亮的顺序。可看到当 K1 接通的瞬间， 灯泡 L1 先亮，灯泡 L2 滞后 L1 才亮。这是由于K1 接通瞬间，L1 直接并接在电源 E 上，所以接通后，它马上就亮；而 L2 是