傅科摆实验报告(共19页)

傅科摆原理傅科摆实验报告
篇一:
班级:电气112学号:1108140728  姓名:杨雪飞大
演示实验报告
项目名称:
傅科摆演示实验
实验目的:
通过傅科摆演示,观察和理解地球的自转规律。加深对科氏奥利力的理解。简单操作:
1、将单摆拉开一定角度(不要超过底盘限定的范围),使其在竖直平面内摆动。
2、调节底盘上的定标尺,使其方向与单摆的摆动方向一致。实验现象:经过一段时间(大约1-2小时),单摆的摆动面与定标尺方向的夹角发生变化(大约10
——20度)。
原理分析:
地球自西向东旋转,其角速度ω的方向沿地轴指向北极(ζ轴)。处于北半球某点的运动
物体速度为υ,那么该物体所受的科氏奥利力的表达式为:
f=2mv×ω.科氏奥利力f的方向
垂直于一个平面,这个平面是由υ和?的方向所组成的平面,所以f垂直于υ,使υ发生偏转。傅科摆的演示直接证明了地球自西向东的自转。在地球的两级,傅科摆的摆动平面24
小时转一圈,而在赤道上,傅科摆没有方向旋转的现象;在两极与赤道之间的区域,傅科摆
方向的旋转速度介于两者之间。傅科摆在地球的不同地点旋转的速度不同,说明了地球表面
不同地点的线速度不同,因此,傅科摆可以用来确定摆所处的纬度。实验拓展:1851年,法国著名物理学家傅科(foucaultjeanbernarleon)为验证地球自转进行了一系
列壮观的实验,所用的实验装置被后人称为傅科摆.这也是人类第一次用来验证地球自转的实
双合金螺杆验装置.该装置可以显示由于地球自转而产生科氏奥利(coriolis)力的作用效应,也就是傅科
摆振动平面绕铅垂线发生偏转的现象,即傅科效应。实际上这等同于观察者观察到地球在摆下
的自转。
傅科摆的摆锤直径0.30m,摆锤质量28kg,摆线长达67m,对于这样的庞然大物,一般的大学实验室根本无法容纳得下,更不用说在课堂上当堂演示。因地球自转角速度极小(ω≈10-5/s),故傅科摆振动平面偏转周期t≥105s.为了达到既
能模拟傅科摆在地球自转影响下产生的傅科效应,同时又可大大
nfc天线缩短演示时间的双重目的,可
以设计一匀角速转动的转盘来模拟地球的自转,然后考虑用置于该非惯性系中单摆的微小振
动来近似傅科摆在地球的南、北两极点的运动。由于转盘的转动角速度可任意选定,从而可人为控制摆振动平面的偏转周期。但角速度太
大时不便观察,太小时则周期过大使演示时间过长。所以应合适的选择转盘角速度。篇二:大
学物理演示实验报告实验一锥体上滚
【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。
apm监控系统【实验仪器】:锥体上滚演示仪图1,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】:
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.移动锥体时要轻拿轻放,切勿将锥体掉落在地上。遥控直升机制作
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。实验二陀螺进动
【实验目的】:
演示旋转刚体(车轮)在外力矩作用下的进动。
【实验仪器】:陀螺进动仪图2陀螺进动仪
dc-ac
【实验原理】:
陀螺转动起来具有角动量l,当其倾斜时受到一个垂直纸面向里的重力矩(r×mg)作用,
根据角动量原理, 其方向也垂直纸面向里。下一时刻的角动量l+△l向斜后方,陀螺将不会倒下,而是作进动。
【实验步骤】:
用力使陀螺快速转动,将其倾斜放在支架上,放手后陀螺不仅绕其自转轴转动,而且自
转轴还会绕支架旋转。这就是进动现象。
【注意事项】:
注意保护陀螺,快要停止转动时用手接住,以免掉到地上摔坏。
实验三弹性碰撞仪
【实验目的】:
1. 演示等质量球的弹性碰撞过程,加深对动量原理的理解。
2. 演示弹性碰撞时能量的最大传递。
3. 使学生对弹性碰撞过程中的动量、能量变化过程有更清晰的理解。
【实验仪器】:弹性碰撞仪图3,弹性碰撞仪
【实验原理】:
由动量守恒和能量守恒原理可知:在理想情况下,完全弹性碰撞的物理过程满足动量守
恒和能量守恒。当两个等质量刚性球弹性正碰时,它们将交换速度。多个小球碰撞时可以进
行类似的分析。事实上,由于小球间的碰撞并非理想的弹性碰撞,还是有能量损失的,故最
后小球还是要静止下来。
【实验步骤】:
1.调整固定摆球的螺丝,尽量使摆球的中心处于同一直线上;
2.拉起最左边的一个摆球,释放,让其撞击其它的摆球,可以观察到最右侧的一个球立
即摆起,其振幅几乎等于左边小球的摆幅;
3.同时拉起左侧的两个、三个或四个摆球,释放,让其撞击剩余的摆球,可观察到另一

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