惯性称实验报告
实验报告总体不错！ 班 级_____信工c班________ 组 别_____f________ 姓 名
______郭洁_______ 学 号_1111000187__ 日 期
_______2013.3.6______ 指导教师___刘丽峰__ 【实验题目】 惯性秤
【实验目的】 1. 掌握用惯性秤测量物体质量的原理和方法； 2. 学习惯性秤的
定标和使用方法； 3. 研究重力对惯性秤的影响。 【实验仪器】 惯性秤及附件一套，光电控制数字计时器，米尺，天平( 公用) ，水平仪 【实验原理】 【实验内容】 1. 安装和调整测量系统，包括惯性秤和计时系统。使用前要将平
台c调成 水平，并检查计时器工作是否正常。
2. 检查标准质量块的质量是否相等，可逐一将标准质量块置于秤
台上测周 期，如果各质量块的周期测定值的平均值相差不超过1%，在这里就
认为标准质量块的质量是相等的，并取标准质量块的质量的平均值为此
实验中的质量单位。用所给质量大致相等的砝码作出惯性秤的 定标曲
线。 3. 测定以圆柱体为负载时秤的周期 ，并由定标曲线查出该圆柱
体的惯性质 量。
4. 测定惯性秤的劲度系数 和秤台的有效质量 。
5. 将被测圆柱体悬吊于支架上，细心调整其自由悬垂位置，使之
恰好处在秤 台中心。测定悬点到圆柱体中心的距离 (用米尺测量)和此时秤台
的周期，研究重力对系统周期的影响，验证(2-9)式是否成立。
6. 将秤臂铅直放置，测定秤臂长 (用米尺测量)和秤的周期(负载
仍为圆柱 体)，验证(2-10)式是否成立(选做)。
7. 用天平称衡砝码和被测圆柱体的引力质量，分析它与惯性质量
的关系。 【预习报告】 小圆柱质量 大圆柱质量 103 189．5
s k b m 小圆柱质量 大圆柱 拉线 1.9251 20.50720358 0.0962
0.04997143 0.101750661 0.197021902 0.158752856 【实验数据分析】 1.小圆柱本身质量是103g，用我们这种方法测出来的是102g，相差
1g。 2.大圆柱本身质量是189.5g，用我们这种方法测出来的是197g，
相差7g。
3.验证公式。等式左边1.183347，等式右边1.244553，相差
0.061206。 可见这些实验都是有误差的。 我们自己测出来的值出现误差的原因可能和钢带振动幅度有很大关
系，因为同一个物体幅度只要变化一点儿，我们就能在周期上发现直观
发现区别。有些质量较大的物体，我们为了使它达到30次的周期，会把
幅度调大。而实验并不是在真空无空气阻力的条件下进行。这应该会对
实验结果造成一定影响。 另外测量l的值，估读时也会具有误差，这就导致等式左右可能不
完全相等。 【思考题】 在太空失重的条件下，宇航员是如何测体重的？ 答：宇航员在空间站上称体重时，宇航员坐在特制的振动装置中
（已知的装置弹簧劲度系数）使弹簧发生振动。测量仪通过测量弹簧的
振动周期，即可测量出宇航员的体重。篇二：物理实验-惯性秤-实验报
告 班 级__信工c班___ 组 别______d______ 姓 名____李铃______ 学 号_1111000048_ 日 期___2013.3.20___ 指导教师__刘丽峰__ 【实验题目】_________惯性秤 【实验目的】 1.掌握用惯性秤测量物体质量的原理和方法； 2.学习惯性秤的定
标和使用方法； 3.研究重力对惯性秤的影响。 【实验仪器】 惯性秤及附件一套，光电控制数字计时器，米尺，天平(公用)，水
平仪。 【实验原理】 惯性秤的主要部分是两条相同的弹性钢带(称为 秤臂)连成的一个悬臂振动体a，振动体的一端是秤台 b，秤台的槽中可放入定标用的标准质量块。a的另一
端是平台c，通过固定螺栓d把a固定在e座上，旋松 固定螺栓d ，则整个悬臂可绕固定螺栓转动，e座可 在立柱f上移动，挡光片g和光电门h是测周期用的。 光电门和计时器用导线相连。将秤台沿水平方向稍稍 拉离平衡位置后释放，则秤台在秤臂的弹性恢复力作 用下，沿水平方向作往复振动。其振动频率随着秤台 的载荷的变化而变化，其相应周期可用光电控制的数 字计时器测定，进而以此为基础，可测定负载的惯性 质量。立柱顶上的吊竿i可用来悬挂待测物(一圆柱形 物体)，另外本仪器还可将秤臂铅垂地安装，研究重力 对秤的振动周期的影响。 根据牛顿第二定律f=ma，可以写成m=f/a。若以此式作为质量的定
义，则称为惯性质量。 在秤臂水平放置时，将秤台沿水平方向拉离平衡位置后释放。秤台
及加于其上的负载在秤臂弹性恢复力f作用下，将做水平往复振动，此
时重力因与运动方向垂直，对水平方向的运动影响很小，可以忽略不
计。当振幅较小时，可以把这一振动当作简谐振动处理。若秤台偏离平
衡位置的位移为x时，秤台所受到的弹性恢复力为f=-kx，其中k为悬臂
振动体的劲度系数。根据牛顿第二定律，其运动方程可写成 (2-1) 其中m0为振动体空载时的等效质量，m为秤台上加入的附加质量块
(砝码或被测物)的质量。当初相为零时，(2-1)式的解可表示为 其中x0为秤台的振幅，其圆频率， 其周期t则可表示为 (2-2) 一、惯性质量的测定与惯性秤的定标 在弹性限度内，即k为常数(更确切的说是忽略随负载的微小变化)
的情况下，对应于空秤和不同负载m1和mx，由(2-2)式可以分别得到 (2-3) 从(2-3)式中消去k及m0，得： (2-4) 由(2-4)式可见，当已知质量m1时，只要分别测得t0、t1和tx，就
可以求得未知质量mx。这就是使用惯性秤测质量的基本原理和方法。这
种方法是以牛顿第二定律为基础的，是通过测量周期求得质量值，不依
赖于地球的引力，因此以这种方式测定的物体质量即为惯性质量。在失
重状态下，无法用天平称衡质量，而惯性秤仍然可以使用。由(2-4)式
还可以看到，该秤不能只通过测定tx来确定mx，还必须测定以某已知惯
性质量m1为负载时秤的周期t1，因此这样使用该秤很不方便。为了更迅
速、更准确地读出被测物体惯性质量的大小，可先用多个已知质量的砝
码作出t-m定标曲线备用。（定标)此后，当欲测定某负载的质量时，只
要将该负载置于秤台中心，测出其周期，再由定标曲线查出其相应惯性
质量即可。 定标曲线可用如下方法标定：先测定空秤即负载质量m=0时的周期
t0，然后依次将质量相等(或质量不等，但已知其惯性质量)的砝码加放
在秤台上，分别测出相应的周期t1、t2,……最后用这些数据作出如图
(2.2)和(2.3)所示的定标曲线。
二、惯性秤的k值 利用(2-3)式中的前两个式子，消去m0(脚标1可以略去)便可得到 (2-5) 由(2-5)式可知，通过测定空秤周期t0和负载为m时的周期t可求得
秤的劲度系数k(其中m用惯性质量单位表示)。 当k值测定以后可以根据(2-3)式中的第一式求得秤台的有效质量为 (2-6) 另外，我们也可以直接将(2-2)式两端平方，整理后得到 (2-7) 利用线形回归的方法计算出劲度系数k及振动体空载时的等效质量
m0，由测出的周期值得出未知惯性质量m。
三、重力对惯性秤振动的影响 1．秤臂水平安装 当质量为m的被测物体直接放在秤台中心时，其重量被秤臂铅直方
向的弹力所支撑。因而被测物的重力对秤作水平方向的运动几乎没有影
响，设此时测得的振动周期为ta，显然有 (2-8) 现将被测物悬吊于秤台中心孔的正上方，仍使被悬物处于 秤台中心，但此时被测物的重量变为由悬线张力所平衡，不再 铅直地作 用于秤臂上。若再让秤振动起来，由于被测物在偏离 平衡位置后，其重力的水平分力作用于秤台上，从而使秤的振 动周期有所变化，如图(2.4)所示 在位移x与悬线长l(由悬点到圆柱体中心的距离) 相比较 小时，作用于振动系统上的恢复力为，显然此时振动周期为 (2-9) 由(2-8)(2-9)两式可见，后一种情况下秤臂振动的周期tb比前者周
期tb要小些，两者比值为 (2-10) 这一关系可以通过实验验证。
2．秤臂铅直放置 当秤臂铅直放置时，秤台和砝码(或被测物)的振动亦在铅直面内进
行，由于重力的影响，其振动周期也会比水平放置时减小。 由以上原理可见，重力对惯性秤的周期是有明显影响的。对不同安
装情况，秤的定标曲线形状也会有所不同。因此在使用惯性秤测定质量
时，必须在同样的定标条件下测定。一般为避免重力的影响，应在水平
安装情况下使用，此时秤臂应尽量保持水平。 【实验内容】 1.安装和调整测量系统，包括惯性秤和计时系统。使用前要将平台
c调成水平，并检查计时器工作是否正常。
2.检查标准质量块的质量是否相等，可逐一将标准质量块置于秤台
上测周期，如果各质量块的周期测定值的平均值相差不超过1%，在这里
就认为标准质量块的质量是相等的，并取标准质量块的质量的平均值为
此实验中的质量单位。用所给质量大致相等的砝码作出惯性秤的定标曲
线。
3.测定以圆柱体为负载时秤的周期t，并由定标曲线查出该圆柱体
的惯性质量。
4.测定惯性秤的劲度系数k和秤台的有效质量 。
5.将被测圆柱体悬吊于支架上，细心调整其自由悬垂位置，使之恰
好处在秤台中心。测定悬点到圆柱体中心的距离 (用米尺测量)和此时
秤台的周期，研究重力对系统周期的影响，验证(2-9)式是否成立。
6.将秤臂铅直放置，测定秤臂长 (用米尺测量)和秤的周期(负载仍
为圆柱体)，验证(2-10)式是否成立(选做)。
7.用天平称衡砝码和被测圆柱体的引力质量，分析它与惯性质量的
关系。 注意：
1.水平或铅直安装惯性秤时应使用水平仪检验。
2.测定周期时，累计20~30个周期即可。
3.秤台振动时，摆角要尽量小些(5°以内)，秤台的水平位移约
1~2cm即可，并且使各次测量时都相同。 【原始数据】 篇三：惯性秤实验报告 由图表可知，在误差允许范围内，所测数据绘制出的图表线性相关
r2=0.9994，基本符 4π2?m0?m?合t?，误差原因是与钢带振动幅度有关；存在空气阻
力。 k2 思考题：
1.说明惯性秤的特点 惯性秤称量质量的最大特点是用振动法来测定物体惯性质量的装
置；称量时秤台一定要严格地保持在水平方向运动，避免重力对运动的
影响；所称物体的质量不宜过大。
2. 能否设想出其他的测量惯性质量的方案 在物体处于特定存在状态的时候，如果要改变这种存在状态，那么
必然要对这个物体施加作用力，根据牛顿第二运动定律，我们可以得
到，在物体所受到的作用力不变的情况下，物体的质量同加速度成反
比。我们只要测定了作用力的大小和物体加速度的大小，那么就可以确
定物体的惯性质量。 dt4π2?m0?m?23. 根据t?，分析惯性秤的测量灵敏度，即和那些因
素有关？根据所dmk2 用周期测试仪的时间测量的分辨率，此惯性秤所能达到的质量灵敏
度是多少（不考虑其他误差）。 秤臂的倔强系数k和秤台的质量有关，所能达到的灵敏度为0.01。
篇四：惯性称实验报告 班 级 b班 组 别 c组6号 姓 名 胡艳双 学 号1111000021 日
期2013.3.27 指导教师 刘丽峰 【实验题目】 【实验目的】 1. 掌握用惯性秤测量物体质量的原理和方法； 2. 学习惯性秤的
定标和使用方法； 3. 研究重力对惯性秤的影响。 【实验仪器】 惯性秤及附件一套，光电控制数字计时器，米尺，天平(公用)，水
平仪 【实验原理】 1、 安装好实验装置后，逐次增加砝码个数，测出周期，得到曲线，由
公式
，转化可得公式 的斜率和截距，得惯性劲度和惯性秤的质量以及圆柱的质量。 2、 为了了解重力对惯性秤振动的影响： 1) 秤臂水平安装： 由曲线 当被测物体直接放在秤台中心时，周期为， 当被测物体悬挂在秤
台中心孔的正上方时，重力由拉力所平衡， 周期为 ，所以为验证 （2-9） 2）秤臂铅直放置
当秤臂铅直放置时，由于重力的影响，振动周期会比水平放置时
小，所以在使用时，要让其在相同的条件下进行，尽量保持水平。 【实验内容】 1. 安装和调整测量系统，包括惯性秤和计时系统。使用前要将平
台c调成水平，并检 查计时器工作是否正常。
2. 检查标准质量块的质量是否相等，可逐一将标准质量块置于秤
台上测周期，如果各 质量块的周期测定值的平均值相差不超过1%，在这里就认为标准质
量块的质量是相等的，并取标准质量块的质量的平均值为此实验中的质
量单位。用所给质量大致相等的砝码作出惯性秤的 定标曲线。
3. 测定以圆柱体为负载时秤的周期 ，并由定标曲线查出该圆柱体
的惯性质量。 4. 测定惯性秤的劲度系数 和秤台的有效质量 。
5. 将被测圆柱体悬吊于支架上，细心调整其自由悬垂位置，使之
恰好处在秤台中心。 测定悬点到圆柱体中心的距离 (用米尺测量)和此时秤台的周期，
研究重力对系统周期的影响，验证(2-9)式是否成立。
6. 将秤臂铅直放置，测定秤臂长 (用米尺测量)和秤的周期(负载
仍为圆柱体)，验证(2-10) 式是否成立(选做)。
7. 用天平称衡砝码和被测圆柱体的引力质量，分析它与惯性质量
的关系。 【预习报告】 【原始数据】 惯性秤实验数据 砝码质30t1(s） 30t2(s） 30t3(s） 30平均 t平均 量（g） (s） (s） 0 9.27 9.27 9.26 9.267 0.3089 25 11.14 11.16 11.17
11.157
0.3719 t平方(s^2) 0.0954 0.1383 50 75 100 125 150 175 小圆柱 大圆柱 大圆柱吊起 12.81 14.31 15.57 16.99 18.17 19.35 15.85 20.04 17.48 12.8 14.26 15.68 16.94 18.17 19.39 15.85 20.04 17.47 12.78 14.25 15.65 16.96 18.15 19.4 15.86 20.05 17.47 12.797 14.273 15.633 16.963 18.163 19.38 15.853 20.043 0.4266 0.4758 0.5211 0.5654 0.6054 0.646 0.5284 0.6681
0.182 0.2264 0.2715 0.3197 0.3665 0.4173 0.2792 0.4464 17.473 0.5824 0.3392 大圆柱吊起时，测得长度l为32.55cm 【数据处理】 根据每组数据中三次测量的t值求出平均值,之后算出t2,具体数据
如上表。 利用线形回归的方法计算出劲度系数k及振动体空载时的等效质量
m0，由测出的周期值得出未知惯性质量m。 【实验数据分析】 1. 由 得:k=21.5160(n/m) m0=0.0499kg，小圆柱体质量
m=0.1022kg，大圆柱体的质量mb=0.1934kg。
2. 因为ta/tb=1.0134，1+mg/kl=1.2706，可得在误差范围内，两
者是相等的，所以结论篇五：物理实验-惯性秤-实验报告 班 级__信工c班___ 组 别______d______ 姓 名____李铃______ 学 号_1111000048_ 日 期___2013.3.13__ 指导教师___张波____ 【实验题目】_________霍尔效应测磁场 【实验目的】 1.研究霍尔元件的特性，并测定其灵敏度； 2.测量电磁铁气隙中
的磁感应强度； 3.了解霍尔效应的产生原理及其副效应的产生原理和
消除方法。 【实验仪器】 马蹄形电磁铁，霍尔片，电流表，电池盒，数字万用表，换向开
关，导线若干，霍尔效应实验仪。 【实验原理】 霍尔最初的实验是这样的：在一块长方形的薄金属片（霍尔片）两
边的对称点1和2之间接上一个检流计(如图7.1所示)。为方便，取如图
所示
的直角坐标系。沿x轴正向通以电流i。若不加磁场，则检流 计不显示任何偏转，这说明1和2两点电位相等。若在z轴 方向加上磁场b，则检流计立即偏转。这说明1和2两点之间 存在电位差。霍尔发现这个电位差与电流i及磁感应强度 b 均成正比，与板的厚度d成反比，即 （7-1） 这叫霍尔公式。通常称uh为霍尔电压，rh为霍尔系 数，kh为霍尔片的灵敏度，且kh=rh/d。在当时，式(7-1)纯 粹是一个经验公式 ，在洛伦兹的电子论提出来以后从理论上 得到证明。霍尔电压的产生可以用洛伦兹力来解释。 磁场力即洛
仑兹力为=×b（7-2） 按矢积的定义，上式中f
的大小为： （7-3），式中，为和b之间 的夹角，f的方向垂直和b 构成的平面，并遵守右手螺旋 法则，如图7.2所示。式（7-2)表明，洛仑兹力f的方向与 电荷的正负有关。图2所示的是正电荷受力的方向，若是负 电荷，则受力方向与此相反。 若电流沿x轴正方向通过霍尔 片，如图7.3所示. 则霍尔片中的载流子在磁场力作用下发生定向偏转，霍 尔片两长边分别出现了正负电荷的聚积，因而两个端面有了 电位差，并由此产生一个静电场，设其电场强度为ey则电子又受到
一个静电力作用，其大小为（7-4） 它的方向正好与洛仑兹力的方向相
反。当这两个力的大小相等时， （7-5），即（7-6），电子不再偏转，两边所积累的电荷也不再增
加，此时 或（7-7） 两个端面的电位差uh与场强e的关系是： 的宽度。设载流子浓度为n，单位时间内体积为 流强度i与载流子平均速度的关系为: 求得电位差（7-8） 其中b为霍尔片里的载流子全部通过横截面，
则电(7-9)，得到(7-10)，因而 (7-11)，式中，n为单位体积内的载流
子数；e为载流子电荷；d为霍尔片厚度。令（称为霍耳系数），则端面
出现的电位差可表示为（7-12），kh称为霍尔元件的灵敏度．由(7-12)
式可见： 1．在一定的外磁场中，霍尔电压uh和通过霍尔片的电流强度i(工
作电流)成正比。 2．在一定的工作电流i下，霍尔电压uh和外磁场磁感应强度b成正
比。因此，根据工作电流i和对uh的测量，就可以算出b值：（7-13） 这就是霍尔效应测磁场的原理。若将测得的uh值进行放大，最后用
电表来指示，并通过一定的换算，在电表面板上直接刻以b的数值，这
样就成为测量磁场的特斯拉计了． 由于霍尔效应的建立需要的时间很
短(约在10-12～10-14s内)，因此使用霍尔元件时可以用直流电或交流
电，若工作电流用交流电，则 所得的霍尔电压也是交变的。在使用
交流电情况下，(7-12)式仍可使用，只是式中i和uh应理解为有效值。 值得注意的是以上讨论都是在磁场方向与电流方向垂直的条件下进
行的，这时霍尔电压最大，因此测量时应使霍尔片平面与被测磁感应强
度矢量b的方向垂直，这样测量才能得到正确的结果. 利用霍尔效应不仅可以测量磁场，而且还可以根据霍尔电压的正负
及磁场的方向确定半导体中载流子的类型。半导体材料有“n”型(电子
型)和“p”型(空穴型)两种。前者的载流子为电子，带负电；后者的载
流子为空穴，相当于带正电的粒子。由图7.1可以看出，对 n型载流
子，霍尔电压uh<0；对p型载流子，uh>o。 伴随霍尔效应还存在其它几个副效应，给霍尔电压的测量带来附加
误差。例如，由于测电位的两电极位置不在同一等位面上而引起的电位
差u0称为不等位电位差。u0的方向随电流方向而变，与磁场无关。另外
还有几个副效应引起的附加误差ue、un、ur、u0 (详见附录1)。由于这
些电位差的符号与磁场、电流方向有关，因此在测量时改变磁场、电流
方向就可以减小和消除这些附加误差，故取(+b，+i)、(+b，-i)、(-
b，-i)、(-b，+i)四种条件下进行测量，将测量到的四个电压值取绝对
值平均，作为uh的测量结果。 【实验内容】 1．用霍尔效应实验仪测绘霍尔电压uh和工作电流is的关系曲线，
测定霍尔片的灵敏度 kh （1）为了准确测量，应先对测试仪进行调零，即将测试仪的“is
调节”和“im”调节，旋 钮均置零位，待开机数分钟后若v0显示不为零，可通过面板左下方
小孔的“调零”电位器实现调零，即“0.00”。同时观察霍尔片是否在
电磁铁气隙的中心，若有偏离，可通过调节x和y方向的螺丝将霍尔片调
至气隙的中心。 （2）仔细阅读本仪器使用说明书后，按图7.4连接测试仪和实验仪
之间相应的is、 v。和 im各组连线。is及im换向开关投向上方，表明is及im均为正值(即
is沿 x方向，b沿z方向)，反之为负值。v。、vh切换开关投向上方测
uh。(样品各电极及励磁线圈引线与对应的双刀开关之间连线已由制造
厂家连接好)。 （3）固定励磁电流im=300ma，改变工作电流is的大小，is分别取
2、4、6、8、10ma读出 霍尔电压uh的大小,测量时注意改变磁场和工作电流的方向消除副
效应。作出霍尔电压uh工作电流is的关系曲线．理论上讲，uh-is关系
图是一条过坐标原点“0”的直线．其斜率为khb．根据作出的 uh—is
关系图和给出的b值，测出霍尔元件的灵敏度kh为多少(v／a?t)。 注意：严禁将测试仪的励磁电源“im输出”误接到实验仪的“is输
入”或“v。、vh输出” 处，否则一旦通电，霍尔器件即遭损坏!
2.用霍尔效应实验仪测定电磁铁气隙的磁感应强度b
通过上面的实验可求出霍尔片的灵敏度系数kh，在此基础上，若已知通过霍尔片的工作电流is，从仪器上读出霍尔电压uh，便可求出霍尔片所在的电磁铁气隙中的磁感应强度b。
大学物理实验报告及答案
(此文档为word格式，下载后您可任意编辑修改！) 大学物理实验报告答案大全（实验数据及思考题答案全包括） 伏安法测电阻 实验目的(1) 利用伏安法测电阻。 (2) 验证欧姆定律。 (3) 学会间接测量量不确定度的计算；进一步掌握有效数字的概念。 U 实验方法原理根据欧姆定律，R =，如测得U 和I 则可计算出R。值得注意的是，本实验待测电阻有两只， I 一个阻值相对较大，一个较小，因此测量时必须采用安培表内接和外接两个方式，以减小测量误差。 实验装置待测电阻两只，0～5mA 电流表1 只，0－5V 电压表1 只，0～50mA 电流表1 只，0～10V 电压表一只，滑线变阻器1 只，DF1730SB3A 稳压源1 台。 实验步骤本实验为简单设计性实验，实验线路、数据记录表格和具体实验步骤应由学生自行设计。必要时，可提示学生参照第2 章中的第2.4 一节的有关内容。分压电路是必须要使用的，并作具体提示。 (1) 根据相应的电路图对电阻进行测量，记录U 值和I 值。对每一个电阻测量3 次。 (2) 计算各次测量结果。如多次测量值相差不大，可取其平均值作为测量结果。 (3) 如果同一电阻多次测量结果相差很大，应分析原因并重新测量。 数据处理 (1) 由?U =U max ×1.5% ，得到?U 1 = 0.15V,?U2 = 0.075V ； (2) 由?I = I max ×1.5% ，得到?I 1 = 0.075mA,?I 2 = 0.75mA； (3) 再由u= R ( ?U )2 + ( ?I ) 2 ，求得u= 9 ×101?, u= 1?； R 3V 3I R1 R2 (4) 结果表示R1 = (2.92 ± 0.09) ×10光栅衍射实验目的 (1) 了解分光计的原理和构造。 (2) 学会分光计的调节和使用方法。?, R 2 = (44 ±1)? (3) 观测汞灯在可见光范围内几条光谱线的波长实验方法原理
惯性矩的计算方法
I等．I等是从不同角度反映了截 S，其数学表达式 (4 -1a ) (4-1b) (4 -2a )
(4-2b) 式中y、z 为截面图形形心的坐标值．若把式(4-2) 改写成 (4-3) 性质： ?若截面图形的静矩等于零，则此坐标轴必定通过截面的形心． ?若坐标轴通过截面形心，则截面对此轴的静矩必为零． ?由于截面图形的对称轴必定通过截面形心，故图形对其对称轴的静矩恒为零。 4 ）工程实际中，有些构件的截面形状比较复杂，将这些复杂的截面形状看成是由若干简单图形( 如矩形、圆形等) 组合 而成的．对于这样的组合截面图形，计算静矩(S) 与形心坐标(y、z ) 时，可用以下公式 (4-4) (4-5) 式中A，y ，z 分别表示第个简单图形的面积及其形心坐标值，n 为组成组合图形的简单图形个数． 即：组合图形对某一轴的静矩等于组成它的简单图形对同一轴的静矩的代数和．组合图形的形心坐标值等于组合图形对相应坐标轴的静矩除以组合图形的面积．组合截面图形有时还可以认为是由一种简单图形减去另一种简单图形所组成的． 例4-1 已知T 形截面尺寸如图4-2 所示，试确定此截面的形心坐标值．
、两个矩形，则 设任一截面图形( 图4 — 3) ，其面积为A ．选取直角坐标系yoz ，在坐标为(y 、z) 处取一微小面积dA ，定义此微面积dA 乘以到坐标原点o的距离的平方，沿整个截面积分，为截面图形的极惯性矩I．微面积dA 乘以到坐标轴y 的距离的平方，沿整个截面积分为截面图形对y 轴的惯性矩I．极惯性矩、惯性矩常简称极惯矩、惯矩． 数学表达式为
极惯性矩(4-6) 对y 轴惯性矩(4 -7a ) 同理，对z 轴惯性矩(4-7b) 由图4-3 看到所以有 即(4-8) 式(4 — 8) 说明截面对任一对正交轴的惯性矩之和恒等于它对该两轴交点的极惯性矩。 在任一截面图形中( 图 4 — 3) ，取微面积dA 与它的坐标z 、y 值的乘积，沿整个截面积分，定义此积分为截面图形对y 、z 轴的惯性积，简称惯积．表达式为 (4-9) 惯性矩、极惯性矩与惯性积的量纲均为长度的四次方．I,I,I恒为正值．而惯性积I其值能为正，可能为负，也可能为零．若选取的坐标系中，有一轴是截面的对称轴，则截面图形对此轴的惯性积必等于零． 当截面图形对某一对正交坐标轴的惯性积等于零时，称此对坐标轴为截面图形的主惯性轴．对主惯性轴的惯性矩称为主惯性矩．而通过图形形心的主惯性轴称为形心主惯性轴( 或称主形心惯轴) ．截面对形心主惯性轴的惯性矩称为形心主惯性矩( 或称主形心惯矩) ．例如，图4-4 中若这对yz 轴通过截面形心，则它们就是形心主惯性轴．对这两个轴的惯性矩即为形心主惯性矩．
大学物理实验报告优秀模板
大学物理实验报告优秀模板 大学物理实验报告模板 实验报告 一.预习报告 1.简要原理 2.注意事项 二.实验目的 三.实验器材 四.实验原理 五.实验内容、步骤 六.实验数据记录与处理 七.实验结果分析以及实验心得 八.原始数据记录栏(最后一页) 把实验的目的、方法、过程、结果等记录下来，经过整理，写成的书面汇报，就叫实验报告。 实验报告的种类因科学实验的对象而异。如化学实验的报告叫化学实验报告，物理实验的报告就叫物理实验报告。随着科学事业的日益发展，实验的种类、项目等日见繁多，但其格式大同小异，比较固定。实验报告必须在科学实验的基础上进行。它主要的用途在于帮助实验者不断地积累研究资料，总结研究成果。 实验报告的书写是一项重要的基本技能训练。它不仅是对每次实验的总结，更重要的是它可以初步地培养和训练学生的逻辑归纳能力、综合分析能力和文字表达能力，是科学
论文写作的基础。因此，参加实验的每位学生，均应及时认真地书写实验报告。要求内容实事求是，分析全面具体，文字简练通顺，誊写清楚整洁。 实验报告内容与格式 (一) 实验名称 要用最简练的语言反映实验的内容。如验证某程序、定律、算法，可写成“验证×××”；分析×××。 (二) 所属课程名称 (三) 学生姓名、学号、及合作者 (四) 实验日期和地点（年、月、日） (五) 实验目的 目的要明确，在理论上验证定理、公式、算法，并使实验者获得深刻和系统的理解，在实践上，掌握使用实验设备的技能技巧和程序的调试方法。一般需说明是验证型实验还是设计型实验，是创新型实验还是综合型实验。 (六) 实验内容 这是实验报告极其重要的内容。要抓住重点，可以从理论和实践两个方面考虑。这部分要写明依据何种原理、定律算法、或操作方法进行实验。详细理论计算过程. (七) 实验环境和器材 实验用的软硬件环境（配置和器材）。 (八) 实验步骤 只写主要操作步骤，不要照抄实习指导，要简明扼要。还应该画出实验流程图（实验装置的结构示意图），再配以
惯性秤实验报告(完全版)
惯性秤实验报告(完全版) 首都师范大学 物理实验报告 实验报告总体不错！ 班级_____信工C班________ 组别_____F________ 姓名______郭洁_______ 学号_1111000187__ 日期_____________ 指导教师___刘丽峰__ 【实验题目】惯性秤【实验目的】 1. 掌握用惯性秤测量物体质量的原理和方法； 2. 学习惯性秤的定标和使用方法； 3. 研究重力对惯性秤的影响。 【实验仪器】 惯性秤及附件一套，光电控制数字计时器，米尺，天平(公用)，水平仪 【实验原理】 【实验内容】 1. 安装和调整测量系统，包括惯性秤和计时系统。使用前要将平台C调成 水平，并检查计时器工作是否正常。 首都师范大学 物理实验报告
2. 检查标准质量块的质量是否相等，可逐一将标准质量块置于秤台上测周 期，如果各质量块的周期测定值的平均值相差不超过1%，在这里就认为标准质量块的质量是相等的，并取标准质量块的质量的平均值为此实验中的质量单位。用所给质量大致相等的砝码作出惯性秤的定标曲线。 3. 测定以圆柱体为负载时秤的周期，并定标曲线查出该圆柱体的惯性质量。 4. 测定惯性秤的劲度系数和秤台的有效质量。 5. 将被测圆柱体悬吊于支架上，细心调整其自悬垂位置，使之恰好处在秤 台中心。测定悬点到圆柱体中心的距离 (用米尺测量)和此时秤台的周期，研究重力对系统周期的影响，验证(2-9)式是否成立。 6. 将秤臂铅直放置，测定秤臂长 (用米尺测量)和秤的周期(负载仍为圆柱 体)，验证(2-10)式是否成立(选做)。 7. 用天平称衡砝码和被测圆柱体的引力质量，分析它与惯性质量的关系。【预习报告】 首都师范大学 物理实验报告 首都师范大学
大学物理实验报告答案大全(实验数据)
U 2 I 2 大学物理实验报告答案大全（实验数据及思考题答案全包括） 伏安法测电阻 实验目的 (1) 利用伏安法测电阻。 (2) 验证欧姆定律。 (3) 学会间接测量量不确定度的计算；进一步掌握有效数字的概念。 实验方法原理 根据欧姆定律， R = U ，如测得 U 和 I 则可计算出 R 。值得注意的是，本实验待测电阻有两只， 一个阻值相对较大，一个较小，因此测量时必须采用安培表内接和外接两个方式，以减小测量误差。 实验装置 待测电阻两只，0～5mA 电流表 1 只，0－5V 电压表 1 只，0～50mA 电流表 1 只，0～10V 电压表一 只，滑线变阻器 1 只，DF1730SB3A 稳压源 1 台。 实验步骤 本实验为简单设计性实验，实验线路、数据记录表格和具体实验步骤应由学生自行设计。必要时，可提示学 生参照第 2 章中的第 2.4 一节的有关内容。分压电路是必须要使用的，并作具体提示。 (1) 根据相应的电路图对电阻进行测量，记录 U 值和 I 值。对每一个电阻测量 3 次。 (2) 计算各次测量结果。如多次测量值相差不大，可取其平均值作为测量结果。 (3) 如果同一电阻多次测量结果相差很大，应分析原因并重新测量。 数据处理 (1) 由 U = U max ? 1.5% ，得到 U 1 = 0.15V , U 2 = 0.075V ； (2) 由 I = I max ? 1.5% ，得到 I 1 = 0.075mA , I 2 = 0.75mA ； (3) 再由 u R = R ( 3V ) + ( 3I ) ，求得 u R 1 = 9 ? 101 &, u R 2 = 1& ； (4) 结果表示 R 1 = (2.92 ± 0.09) ?10 3 &, R 2 = (44 ± 1)& 光栅衍射 实验目的 (1) 了解分光计的原理和构造。 (2) 学会分光计的调节和使用方法。 (3) 观测汞灯在可见光范围内几条光谱线的波长 实验方法原理
惯性称实验报告
惯性称实验报告 篇一：惯性秤实验报告(完全版) 实验报告总体不错！ 班级_____信工C班________组别_____F________ 姓名______郭洁_______ 学号_87__ 日期_______ 【实验题目】惯性秤【实验目的】 1. 掌握用惯性秤测量物体质量的原理和方法； 2. 学习惯性秤的定标和使用方法； 3. 研究重力对惯性秤的影响。 【实验仪器】 惯性秤及附件一套，光电控制数字计时器，米尺，天平( 公用) ，水平仪 【实验原理】 【实验内容】 1. 安装和调整测量系统，包括惯性秤和计时系统。使用前要将平台C调成 水平，并检查计时器工作是否正常。 2. 检查标准质量块的质量是否相等，可逐一将标准质量块置于秤台上测周 期，如果各质量块的周期测定值的平均值相差不超过1%，在这里就认为标准质量块的质量是相等的，并取标准质量块
的质量的平均值为此实验中的质量单位。用所给质量大致相等的砝码作出惯性秤的定标曲线。 3. 测定以圆柱体为负载时秤的周期，并由定标曲线查出该圆柱体的惯性质量。 4. 测定惯性秤的劲度系数和秤台的有效质量。 5. 将被测圆柱体悬吊于支架上，细心调整其自由悬垂位置，使之恰好处在秤 台中心。测定悬点到圆柱体中心的距离 (用米尺测量)和此时秤台的周期，研究重力对系统周期的影响，验证(2-9)式是否成立。 6. 将秤臂铅直放置，测定秤臂长 (用米尺测量)和秤的周期(负载仍为圆柱 体)，验证(2-10)式是否成立(选做)。 7. 用天平称衡砝码和被测圆柱体的引力质量，分析它与惯性质量的关系。【预习报告】 小圆柱质量大圆柱质量 103 189．5 s k b m 小圆柱质量大圆柱拉线 1.9251 20. 0.0962 0.04997143 0.1 0.2 0.6 【实验数据分析】 1.小圆柱本身质量是103g，用我们这种方法测出来的是
物理实验-惯性秤-实验报告
班级__信工C班___ 组别______D______ 姓名____李铃______ 学号_1111000048_ 日期___2013.3.20___ 指导教师__刘丽峰__ 【实验题目】_________惯性秤 【实验目的】 1.掌握用惯性秤测量物体质量的原理和方法； 2.学习惯性秤的定标和使用方法； 3.研究重力对惯性秤的影响。 【实验仪器】 惯性秤及附件一套，光电控制数字计时器，米尺，天平(公用)，水平仪。【实验原理】 惯性秤的主要部分是两条相同的弹性钢带(称为秤 臂)连成的一个悬臂振动体A，振动体的一端是秤台B， 秤台的槽中可放入定标用的标准质量块。A的另一端 是平台C，通过固定螺栓D把A固定在E座上，旋松 固定螺栓D ，则整个悬臂可绕固定螺栓转动，E座可 在立柱F上移动，挡光片G和光电门H是测周期用的。 光电门和计时器用导线相连。将秤台沿水平方向稍稍 拉离平衡位置后释放，则秤台在秤臂的弹性恢复力作 用下，沿水平方向作往复振动。其振动频率随着秤台 的载荷的变化而变化，其相应周期可用光电控制的数
字计时器测定，进而以此为基础，可测定负载的惯性质量。立柱顶上的吊竿I可用来悬挂待测物(一圆柱形物体)，另外本仪器还可将秤臂铅垂地安装，研究重力对秤的振动周期的影响。 根据牛顿第二定律f=ma，可以写成m=f/a。若以此式作为质量的定义，则称为惯性质量。 在秤臂水平放置时，将秤台沿水平方向拉离平衡位置后释放。秤台及加于其上的负载在秤臂弹性恢复力f作用下，将做水平往复振动，此时重力因与运动方向垂直，对水平方向的运动影响很小，可以忽略不计。当振幅较小时，可以把这一振动当作简谐振动处理。若秤台偏离平衡位置的位移为x时，秤台所受到的弹性恢复力为f=-kx，其中k 为悬臂振动体的劲度系数。根据牛顿第二定律，其运动方程可写成 (2-1) 其中m0为振动体空载时的等效质量，m为秤台上加入的附加质量块(砝码或被测物)的质量。当初相为零时，(2-1)式的解可表示为
大学物理实验报告示例(含数据处理)
怀化学院 大学物理实验实验报告 系别物信系年级2009专业电信班级09电信1班姓名张三学号09104010***组别1实验日期2009-10-20 实验项目:长度和质量的测量
【实验题目】长度和质量的测量 【实验目的】 1. 掌握米尺、游标卡尺、螺旋测微计等几种常用测长仪器的读数原理和使用方法。 2. 学会物理天平的调节使用方法，掌握测质量的方法。 3. 学会直接测量和间接测量数据的处理，会对实验结果的不确定度进行估算和分析，能正确地表示测量结果。 【实验仪器】(应记录具体型号规格等，进实验室后按实填写) 直尺(50cm)、游标卡尺(0.02mm)、螺旋测微计(0～25mm,0.01mm),物理天平(TW-1B 型，分度值0.1g ，灵敏度1div/100mg),被测物体 【实验原理】(在理解基础上，简明扼要表述原理，主要公式、重要原理图等) 一、游标卡尺 主尺分度值：x=1mm,游标卡尺分度数：n （游标的n 个小格宽度与主尺的n-1小格长度相等）,游标尺分度值： x n n 1-（50分度卡尺为0.98mm,20分度的为：0.95mm ）,主尺分度值与游标尺 分度值的差值为：n x x n n x = -- 1,即为游标卡尺的分度值。如50分度卡尺的分度值为： 1/50=0.02mm,20分度的为：1/20=0.05mm 。 读数原理：如图，整毫米数L 0由主尺读取，不足1格的小数部分l ?需根据游标尺与主尺对齐的刻线数 k 和卡尺的分度值x/n 读取： n x k x n n k kx l =--=?1 读数方法（分两步）： (1)从游标零线位置读出主尺的读数.(2)根据游标尺上与主尺对齐的刻线k 读出不足一分格的小数,二者相加即为测量值.即: n x k l l l l +=?+=00,对于50分度卡尺：02.00?+=k l l ; 对20分度：05.00?+=k l l 。实际读数时采取直读法读数。 二、螺旋测微器 原理：测微螺杆的螺距为0.5mm ，微分筒上的刻度通常为50分度。当微分筒转一周时，测微螺杆前进或后退0.5mm ，而微分筒每转一格时，测微螺杆前进或后退0.5/50=0.01mm 。可见该螺旋测微器的分度值为0.01mm ，即千分之一厘米，故亦称千分尺。 读数方法：先读主尺的毫米数（注意0.5刻度是否露出），再看微分筒上与主尺读数准线对齐的刻线（估读一位）,乖以0.01mm, 最后二者相加。 三：物理天平 天平测质量依据的是杠杆平衡原理 分度值:指针产生1格偏转所需加的砝码质量，灵敏度是分度值的倒数，即n S m = ?，它表示 天平两盘中负载相差一个单位质量时，指针偏转的分格数。如果天平不等臂，会产生系统误差，消除方法：复称法，先正常称1次，再将物放在右盘、左盘放砝码称1次(此时被测质量应为砝码质量减游码读数)，则被测物体质量的修正值为：21m m m ?=。 【实验内容与步骤】(实验内容及主要操作步骤)
惯性质量的测定
2.8 惯性质量的测定 惯性质量和引力质量是由两个不同的物理定律——牛顿第二定律和万有引力定律引入的两个物理概念，前者是物体惯性大小的量度，后者则是物体引力大小的量度。现已精确证明，任一物体的引力质量和它的惯性质量成正比，两种质量若以同一物体作为单位质量，则任何物体的两种质量是相同的，可以用同一物理量“质量”来表示惯性质量和引力质量。因此，原则上讲，可以有两种测定质量的方法：一是通过待测物体和选作质量标准的物体达到力矩平衡的杠杆原理求得，用天平称量质量就是根据该原理；另一种是由测定待测物体和标准物体在相同的外力作用下的加速度而求得。惯性秤测定质量就是根据后者。但惯性秤不是直接比较物体的加速度，而是用振动法比较反映物体加速度的振动周期，来确定物体的质量。该方法对处于失重状态下物体质量的测定有独特的优点。 本实验的主要内容是用惯性秤测定待测金属圆柱体的惯性质量，并且研究重力对惯性秤的影响。 一、实验目的 1、掌握用惯性秤测定物体质量的原理和方法。 2、了解仪器的定标和使用。 二、实验仪器 惯性秤 周期测定仪 用于仪器的定标采用的标准质量块 待测圆柱体 三、实验原理 惯性秤是用振动法来测定物体惯性质量的装置，其装置图如图（2-8-1）所示惯性秤平台调平后，将其沿水平方向推开一小段距离，然后松手，平台及其上的物体将在振臂的弹性恢复力作用下左右摆动。在平台上负载不大且平台位移较小的情况下，可以近似地认为弹性恢复力和平台位移成正比，即平台是在水平方向作简谐振动。设弹性恢复力kx F -=（k 为秤臂的弹性系数，x 为平台质心偏离平衡位置的距离），根据牛顿第二定律，可得 kx dt x d m m i -=+220)( （2-8-1） 式中0m —平台的等效惯性质量， i m －为砝码或待测物的惯性质量， k －为悬臂振动体的倔强系数。 解此方程，得平台及其上物体的周期为 k m m T i +=02π （2-8-2） 将(2-8-2)式两侧平方，改写成 i m k m k T 2 022 44ππ+= 即 22 04T k m m i π + -= （2-8-3） 上式表明，惯性秤水平振动周期T 的平方和附加质量成线性关系。当测出各已知附加 质量所对应的周期值，可作直线图或曲线图，就是该惯性秤的定标线（如图（2-8-2）所示），
大学物理实验报告范例
怀化学院 大学物理实验实验报告系别数学系年级2010专业信息与计算班级10信计3班姓名张三学号**组别1实验日期2011-4-10 实验项目:验证牛顿第二定律
1.气垫导轨的水平调节 可用静态调平法或动态调平法，使汽垫导轨保持水平。静态调平法：将滑块在汽垫上静止释放，调节导轨调平螺钉，使滑块保持不动或稍微左右摆动，而无定向运动，即可认为导轨已调平。 2.练习测量速度。 计时测速仪功能设在“计时2”，让滑块在汽垫上以一定的速度通过两个光电门，练习测量速度。 3.练习测量加速度 计时测速仪功能设在“加速度”，在砝码盘上依次加砝码，拖动滑块在汽垫上作匀加速运动，练习测量加速度。 4.验证牛顿第二定律 （1）验证质量不变时，加速度与合外力成正比。 用电子天平称出滑块质量滑块m ，测速仪功能选“加速度”， 按上图所示放置滑块，并在滑块上加4个砝码(每个砝码及砝码盘质量均为5g)，将滑块移至远离滑轮一端，使其从静止开始作匀加速运动，记录通过两个光电门之间的加速度。再将滑块上的4个砝码分四次从滑块上移至砝码盘上，重复上述步骤。 （2）验证合外力不变时，加速度与质量成反比。 计时计数测速仪功能设定在“加速度”档。在砝码盘上放一个砝码（即 g m 102=），测量滑块由静止作匀加速运动时的加速度。再将四个配重块(每个配重 块的质量均为m ′=50g)逐次加在滑块上，分别测量出对应的加速度。 【数据处理】 (数据不必在报告里再抄写一遍，要有主要的处理过程和计算公式，要求用作图法处理的应附坐标纸作图或计算机打印的作图) 1、由数据记录表3，可得到a 与F 的关系如下： 由上图可以看出，a 与F 成线性关系，且直线近似过原点。 上图中直线斜率的倒数表示质量，M=1/=172克，与实际值M=165克的相对误差： %2.4165 165 172=- 可以认为，质量不变时，在误差范围内加速度与合外力成正比。
实验1.3 惯性秤测量质量
实验1.3 用惯性秤测量质量 物理天平和分析天平是用来测量质量的仪器，但它们的原理都是基于引力平衡，因此测出的都是引力质量，为进一步加深对惯性质量概念的了解，本实验使用动态的方法，测量物体的惯性质量，以期与引力质量作出比较． 【实验目的】 1．掌握用惯性秤测定物体质量的原理和方法； 2．了解仪器的定标和使用。 【实验仪器】 惯性秤，周期测定仪，定标用标准质量块（共10块），待测圆柱体。 【实验原理】 根据牛顿第二定律F ma =，有/m F a =，把同一个力作用在不同物体上，并测出各自的加速度，就能确定物体的惯性质量。 常用惯性秤测量惯性质量，其结构如图1.3-1所示．惯性秤由平台(12)和秤台(13)组成，它们之间用两条相同的金属弹簧片(8)连接起来。平台由管制器(9)水平地固定在支撑杆上，秤台用来放置砝码和待测物(5)，此台开有一圆柱孔，该孔和砝码底座(包括小砝码和已知圆柱体)一起用以固定砝码组和待测物的位置。 当惯性秤水平固定后，将秤台沿水平方向拨动1 cm 左右的距离，松开手后，秤台及其上面的物体将做水平的周期性振动，它们虽同时受到重力和秤臂的弹性恢复力的作用，但重力垂直于运动方向，对此运动不起作用，起作用的只有秤臂的弹性恢复力。在秤台上的负荷不大，且秤台位移很小的情况下，可以近似地认为秤台的运动是沿水平方向的简谐运动。 设秤台上的物体受到秤臂的弹性恢复力为F kx =-，k 为秤臂的劲度系数，x 为秤台水平偏离平衡位置的距离，根据牛顿第二定律，运动方程为： ()202i d x m m kx dt +=- (1.3-1) 图1.3-1 惯性秤示意图
《大学物理(一)》实验报告
中国石油大学（华东）现代远程教育 实验报告 课程名称：大学物理(一) 实验名称：速度、加速度的测定和牛顿运动定律的验证 实验形式：在线模拟+现场实践 提交形式：在线提交实验报告 学生姓名：学号： 年级专业层次： 学习中心： 提交时间：2020 年04月05 日
一、实验目的 1．了解气垫导轨的构造和性能，熟悉气垫导轨的调节和使用方法。 2．了解光电计时系统的基本工作原理，学会用光电计时系统测量短暂时间的方法。 3．掌握在气垫导轨上测定速度、加速度的原理和方法。 4．从实验上验证F=ma的关系式，加深对牛顿第二定律的理解。 5．掌握验证物理规律的基本实验方法。 二、实验原理 1．速度的测量 一个作直线运动的物体，如果在t~t+Δt时间内通过的位移为Δx（x~x+Δx），则该物体在Δt时间内的平均速度为，Δt越小，平均速度就越接近于t时刻的实际速度。当Δt→0时，平均速度的极限值就是t时刻（或x位置）的瞬时速度 （1） 实际测量中，计时装置不可能记下Δt→0的时间来，因而直接用式（1）测量某点的速度就难以实现。但在一定误差范围内，只要取很小的位移Δx，测量对应时间间隔Δt，就可以用平均速度近似代替t时刻到达x点的瞬时速度。本实验中取Δx为定值（约10mm），用光电计时系统测出通过Δx所需的极短时间Δt，较好地解决了瞬时速度的测量问题。 2．加速度的测量 在气垫导轨上相距一定距离S的两个位置处各放置一个光电门，分别测出滑块经过这两个位置时的速度v1和v2。对于匀加速直线运动问题，通过加速度、速度、位移及运动时间之间的关系，就可以实现加速度a的测量。 （1）由测量加速度 在气垫导轨上滑块运动经过相隔一定距离的两个光电门时的速度分别为v1和v2，经过两个光电门之间的时间为t21，则加速度a为
大学物理实验报告复摆法测重力加速度
山东理工大学物理实验报告 实验名称： 复摆法侧重力加速度 姓名：李 明 学号：05 1612 时间代码：110278 实验序号：19 院系： 车辆工程系 专业： 车辆工程 级.班： 2 教师签名： 仪器与用具：复摆、秒表。复摆，一块有刻度的匀质钢板，板面上从中心向两侧对称的开一些悬孔。 另有一固定刀刃架用以悬挂钢板。调节刀刃水平螺丝，调节刀刃水平。 实验目的：①了解复摆小角摆动周期与回转轴到复摆重心距离的关系。②测量重力加速度。 实验报告内容（原理预习、操作步骤、数据处理、误差分析、思考题解答） [实验原理] 一个围绕定轴摆动的刚体就是复摆。当复摆的摆动角θ很小时，复摆的振动可视为角谐振动。根据转动定律有 22dt d J J mgb θ βθ-=-= 即 02 2=+θθJ m gb dt d 可知其振动角频率 J mgb = ω 角谐振动的周期为 mgb J T π 2= （3.3.10） 式中J 为复摆对回转轴的转动惯量；m 为复摆的质量；b 为复摆重心至回转轴的距离；g 为重力加速度。如果用Jc 表示复摆对过质心轴的转动惯量，根据平行轴定理有 2mb Jc J += (3.3.11) 将式（3.3.11）代入式（3.3.10）得 mgb mb Jc T 2 2+=π （3.3.12） 以b 为横坐标，T 为纵坐标，根据实验测得b 、T 数据，绘制以质心为原点的T-b 图线，如图3.3.3所示。左边一条曲线为复摆倒挂时的b T '-'曲线。过T 轴上1T T =点作b 轴的平行线交两条曲线于点A 、B 、C 、D 。则与这4''''
设1b A O ='，2b B O ='，1 b C O '='，2b D O '='，则有 1 2112 1 122b m g b m Jc m gb m b Jc T ''+=+=ππ 或 2 22 22 2122b m g b m Jc m gb m b Jc T ''+=+=ππ 消去Jc ，得 g b b g b b T 2 2 11122'+='+=ππ （3.3.13） 将式（3.3.13）与单摆周期公式相比较 ，可知与复摆周期相同的单摆的摆长 1 1b b l '+=或 22b b l '+=，故称1 1b b '+（或22b b '+）为复摆的等值摆长。因此只要测得正悬和倒悬的T-b 曲线，即可通过作b 轴的平行线，求出周期T 及与之相应的1 1b b '+或22b b '+，再由式（3.3.13）求重力加速度g 值。 [实验内容] (1) 将复摆一端第一个悬孔装在摆架的刀刃上，调解调节螺丝，使刀刃水平，摆体竖直。 (2) 在摆角很小时（θ
大学物理实验报告霍尔效应
大学物理实验报告霍尔效应 一、实验名称：霍尔效应原理及其应用二、实验目的：1、了解霍尔效应产生原理；2、测量霍尔元件的、曲线，了解霍尔电压与霍尔元件工作电流、直螺线管的励磁电流间的关系；3、学习用霍尔元件测量磁感应强度的原理和方法，测量长直螺旋管轴向磁感应强度及分布；4、学习用对称交换测量法(异号法)消除负效应产生的系统误差。 三、仪器用具：YX-04 型霍尔效应实验仪(仪器资产编号)四、实验原理：1、霍尔效应现象及物理解释霍尔效应从本质上讲是运动的带电粒子在磁场中受洛仑兹力作用而引起的偏转。当带电粒子(电子或空穴)被约束在固体材料中，这种偏转就导致在垂直于电流和磁场的方向上产生正负电荷的聚积，从而形成附加的横向电场。对于图1 所示。半导体样品，若在x 方向通以电流，在z 方向加磁场，则在y 方向即样品A、A′电极两侧就开始聚积异号电荷而产生相应的电场，电场的指向取决于样品的导电类型。显然，当载流子所受的横向电场力时电荷不断聚积，电场不断加强，直到样品两侧电荷的积累就达到平衡，即样品A、A′间形成了稳定的电势差(霍尔电压)。设为霍尔电场，是载流子在电流方向上的平均漂移速度；样品的宽度为，厚度为，载流子浓度为，则有：(1-1) 因为，，又根据，则(1-2)其中称为霍尔系数，是反映材料霍尔效应强弱的重要参数。只要测出、以及知道和，可按下式计算：(1-3)(1-4)为霍尔元件灵敏度。 根据RH 可进一步确定以下参数。(1)由的符号(霍尔电压的正负)判断样品的导电类型。判别的方法是按图1 所示的和的方向(即测量中的+，+)，若测得的 <0(即A′的电位低于A 的电位)，则样品属N 型，反之为P 型。(2)由求载流子浓度，即。应该指出，这个关系式是假定所有载流子都具有相同的漂移速度得到的。严格一点，考虑载流子的速度统计分布，需引入的修正因子(可参阅黄昆、谢希德著《半导体物理学》)。(3)结合电导率的测量，求载流子的迁移率。电导率与载流子浓度以及迁移率之间有如下关系：(1-5)2、霍尔效应中的副效应及其消除方法上述推导是从理想情况出发的，实际情况要复杂得多。产生上述霍尔效应的同时还伴随产生四种副效应，使的测量产生系统误差，如图 2 所示。 (1)厄廷好森效应引起的电势差。由于电子实际上并非以同一速度v 沿y 轴负向运动，速度大的电子回转半径大，能较快地到达接点3 的侧面，从而导致3 侧面较4 侧面集中较多能量高的电子，结果3、4 侧面出现温差，产生温差电动势。 可以证明。的正负与和的方向有关。(2)能斯特效应引起的电势差。焊点1、2 间接触电阻可能不同，通电发热程度不同，故1、2 两点间温度可能不同，于是引起热扩散电流。与霍尔效应类似，该热扩散电流也会在 3、4 点间形成电势差。 若只考虑接触电阻的差异，则的方向仅与磁场的方向有关。(3)里纪-勒杜克效应产生的电势差。上述热扩散电流的载流子由于速度不同，根据厄廷好森效应同样的理由，又会在3、4 点间形成温差电动势。的正负仅与的方向有关，而与的方向无关。(4)不等电势效应引起的电势差。由于制造上的困难及材料的不均匀性，3、4 两点实际上不可能在同一等势面上，只要有电流沿x 方向流过，即使没有磁场，3、4 两点间也会出现电势差。的正负只与电流的方向有关，而与的方向无关。综上所述，在确定的磁场和电流下，实际测出的电压是霍尔
惯性矩的计算方法及常用截面惯性矩计算公式
惯性矩的计算方法及常用截面惯性矩计算公式 截面图形的几何性质 一.重点及难点： (一).截面静矩和形心 1.静矩的定义式 如图1所示任意有限平面图形，取其单元如面积dA ，定义它对任意轴的一次矩为它对该轴的静矩，即 ydA dSx xdA dS y ==整个图形对y 、z 轴的静矩分别为 ??==A A y ydA Sx xdA S （I-1）2.形心与静矩关系 图I-1 设平面图形形心C 的坐标为C C z y , 则 0 A S y x = ， A S x y = （I-2） 推论1 如果y 轴通过形心（即0=x ），则静矩0=y S ；同理，如果x 轴通过形心（即0=y ），则静矩0=Sx ；反之也成立。 推论2 如果x 、y 轴均为图形的对称轴，则其交点即为图形形心；如果y 轴为图形对称轴，则图形形心必在此轴上。 3.组合图形的静矩和形心 设截面图形由几个面积分别为n A A A A ??321,,的简单图形组成，且一直各族图形的形心坐标分别为??332211,,,y x y x y x ；；，则图形对y 轴和x 轴的静矩分别为
∑∑∑∑========n i n i i i xi x n i i i n i yi y y A S S x A S 1 1 11S （I-3） 截面图形的形心坐标为 ∑∑=== n i i n i i i A x A x 1 1 ， ∑∑=== n i i n i i i A y A y 1 1 （I-4） 4.静矩的特征 (1) 界面图形的静矩是对某一坐标轴所定义的，故静矩与坐标轴有关。 (2) 静矩有的单位为3m 。 (3) 静矩的数值可正可负，也可为零。图形对任意形心轴的静矩必定为零，反之，若图形对某一轴的静矩为零，则该轴必通过图形的形心。 (4) 若已知图形的形心坐标。则可由式（I-1）求图形对坐标轴的静矩。若已知图形对坐标轴的静矩，则可由式（I-2）求图形的形心坐标。组合图形的形心位置，通常是先由式（I-3）求出图形对某一坐标系的静矩，然后由式（I-4）求出其形心坐标。 （二）.惯性矩 惯性积 惯性半径 1. 惯性矩 定义 设任意形状的截面图形的面积为A （图I-3），则图形对O 点的极惯性矩定义为 ?=A p dA I 2ρ （I-5） 图形对y 轴和x 轴的光性矩分别定义为 ?=A y dA x I 2 ， dA y I A x ?=2 （I-6） 惯性矩的特征 （1） 界面图形的极惯性矩是对某一极点定义的；轴惯性矩是对某一坐
大学物理实验报告要求
大学物理实验报告要求 大学物理实验报告要求 一、预习报告要求 1.预习报告包括实验名称，实验目的，实验仪器，实验原理，实验步骤五个部分，采用学校统一的“中原工学院信息商务学院实践性环节报告用纸”书写，不允许打印。 2.预习报告要求有一定的字数，不能过少，该有的图、表一定要画上。 3.预习报告内容要求能反映实验所有环节，学生能直接看预习报告完成实验的内容。 4.无预习报告者不允许进入实验室做实验。 二、原始数据记录要求 1.原始数据记录要求清晰明了，该有的物理量、包括单位一定要写上。 2.原始数据必须得到实验老师的认可，有实验老师的签名才算有效。 3.原始数据要求用黑色或蓝色字迹签字笔书写（画图除外）。 4.原始数据记录一经教师签字即不允许作任何改动，否则视为无效。 三、实验报告要求 1.实验报告包括实验名称，实验目的，实验仪器，实验原理，实验步骤，数据记录，数据处理、思考题七个部分，采用学校统一的“中原工学院信息商务学院实践性环节报告用纸”书写，不允许打印。 2.实验报告中实验数据记录要求将原始数据的数据在实验报告中重新誊写一份，以便处理，不能直接使用原始数据记录或者在原始数据记录页上直接处理数据。 3.数据处理中所有要求画图的处理方式均应在正果的坐标纸上进行作图。 4. 实验报告和预习报告不能互用，预习报告中写过的部分实验报告要求重写。 5.实验报告数据处理要求有详细地处理步骤，不能仅有最终答案。误差处理参考课本第一章和第二章。 四、实验报告装订要求 1.装订实验报告时要求实验报告在前、实验原始数据在中间、预习报告在后统一装订在一起，不要分开装订。 2.报告的第一页要求写清楚自己的姓名、班级、学号,缺一不可。 五、实验报告上交要求 1.上交实验报告时以班级为单位放好，每班放置一摞，不要管是否同一个实验。 2.一般是第二周或者第二次做实验时上交第一个实验的实验报告。 大学物理实验预习报告
惯性矩的计算方法
I等． I等是从不同角度反映了截 S，其数学表达式 (4 -1a ) (4-1b) (4 -2a )
(4-2b) 式中 y、 z 为截面图形形心的坐标值．若把式 (4-2) 改写成 (4-3) 性质： ?若截面图形的静矩等于零，则此坐标轴必定通过截面的形心． ?若坐标轴通过截面形心，则截面对此轴的静矩必为零． ?由于截面图形的对称轴必定通过截面形心，故图形对其对称轴的静矩恒为零。 4 ）工程实际中，有些构件的截面形状比较复杂，将这些复杂的截面形状看成是由若干简单图形 ( 如矩形、圆形等 ) 组合而成的．对于这样的组合截面图形，计算静矩 (S) 与形心坐标 (y、 z ) 时，可用以下公式 (4-4) (4-5) 式中 A， y ， z 分别表示第个简单图形的面积及其形心坐标值， n 为组成组合图形的简单图形个数． 即：组合图形对某一轴的静矩等于组成它的简单图形对同一轴的静矩的代数和．组合图形的形心坐标值等于组合图形对相应坐标轴的静矩除以组合图形的面积．组合截面图形有时还可以认为是由一种简单图形减去另一种简单图形所组成的． 例 4-1 已知 T 形截面尺寸如图 4-2 所示，试确定此截面的形心坐标值．
、两个矩形，则 设任一截面图形 ( 图 4 — 3) ，其面积为 A ．选取直角坐标系 yoz ，在坐标为 (y 、 z) 处取一微小面积 dA ，定义此微面积 dA 乘以到坐标原点o的距离的平方，沿整个截面积分，为截面图形的极惯性矩 I．微面积 dA 乘以到坐标轴 y 的距离的平方，沿整个截面积分为截面图形对 y 轴的惯性矩 I．极惯性矩、惯性矩常简称极惯矩、惯矩． 数学表达式为
实验十七 惯 性 秤
实验十七 惯 性 秤 惯性质量和引力质量是两个不同的物理概念。万有引力定律方程中的质量称为引力质量，它是一物体与其它物体相互吸引性质的量度，用天平称衡的物体质量就是引力质量；牛顿第二定律中的质量称为惯性质量，它是物体惯性大小的量度，用惯性秤称衡的质量是物体的惯性质量。 【实验目的】 1.了解惯性秤的结构并掌握用惯性秤测定物体质量的原理和方法； 2.了解仪器的定标和使用方法。 3.研究重力对惯性秤的影响。 【实验仪器】
惯性秤、周期测定仪、定标用标准质量块（共10块）、待测圆柱 体。 图17-1为惯性秤，使用振动法来测定物体惯性质量的装置，其主要
部分是两根弹性钢片连成的一个悬臂振动体，振动体的一端是秤台，秤台的槽中可插入定标用的标准质量块。的另一端是平台，通过固定螺栓把固定在座上，旋松固定螺栓，则整个悬臂可绕固定螺栓转动，座可在立柱上移动，挡光片和光电门是测周期用的。光电门和周期测试仪用导线相连。立柱顶上的吊杆用以悬挂待测物，研究重力对秤的振动周期的影响。 图17-1 周期测定仪用于测定悬臂振动体的振动周期，其使用方法可参阅仪器说明书。 【实验原理】 当惯性秤沿水平方向固定后，将秤台沿水平方向推开1，手松开后惯性秤的秤台及其上的负载将在水平方向作微小振动，由于所受的重力方向垂直于运动方向，对物体运动加速度不起作用，而决定物体加速度的只有秤臂的弹性力。在秤台负载不大且秤台的位移较小情况下，实验证明秤台水平方向作简谐振动，设弹性回复力为，秤台质心偏离平衡位置的位移为，则 根据牛顿第二定律，可得 （17-1） 式中为秤台的惯性质量，为砝码或待测物体的惯性质量，为悬臂振动体的劲度系数。将式（17-1）变形为 （17-2） 设则有： （17-3） 微分方程（17-3）的解为 其振动周期由下式决定： （17-4） 式中为振动体空载时的等效质量，为秤台上插入的附加质量块的质量，将式(6-1)两侧平方，(17-4)改写成
大学物理上实验报告(共2篇)
篇一：大学物理实验报告 大学物理演示实验报告 院系名称：勘察与测绘学院 专业班级： 姓名： 学号： 辉光盘 【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 【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（如氩气等）。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。 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； 3. 闪电盘不可悬空吊挂。 辉光球 【实验目的】 观察辉光放电现象，了解电场、电离、击穿及发光等概念。 【实验步骤】 1．将辉光球底座上的电位器调节到最小； 2．插上220v电源，并打开开关； 3. 调节电位器，观察辉光球的玻璃球壳内，电压超过一定域值后中心处电极之间随机产生数道辉光； 4.用手触摸玻璃球壳，观察到辉光随手指移动变化； 5.缓慢调低电位器到辉光恰好消失，对辉光球拍手或说话，观察辉光随声音的变化。
惯性秤实验报告
实验报告总体不错！ 班级_____信工c班________ 组别_____f________ 姓名______郭洁_______ 学号_1111000187__ 日期_______2013.3.6______ 指导教师___刘丽峰__ 【实验题目】惯性秤【实验目的】 1. 掌握用惯性秤测量物体质量的原理和方法； 2. 学习惯性秤的定标和使用方法； 3. 研究重力对惯性秤的影响。 【实验仪器】 惯性秤及附件一套，光电控制数字计时器，米尺，天平( 公用) ，水平仪 【实验原理】 【实验内容】 1. 安装和调整测量系统，包括惯性秤和计时系统。使用前要将平台c调成 水平，并检查计时器工作是否正常。 2. 检查标准质量块的质量是否相等，可逐一将标准质量块置于秤台上测周 量。 4. 测定惯性秤的劲度系数和秤台的有效质量。 5. 将被测圆柱体悬吊于支架上，细心调整其自由悬垂位置，使之恰好处在秤 台中心。测定悬点到圆柱体中心的距离 (用米尺测量)和此时秤台的周期，研究重力对系 统周期的影响，验证(2-9)式是否成立。 6. 将秤臂铅直放置，测定秤臂长 (用米尺测量)和秤的周期(负载仍为圆柱 体)，验证(2-10)式是否成立(选做)。 7. 用天平称衡砝码和被测圆柱体的引力质量，分析它与惯性质量的关系。【预习报告】 小圆柱质量大圆柱质量 103 189．5 s k b m 小圆柱质量大圆柱拉线 1.9251 20.50720358 0.0962 0.04997143 0.101750661 0.197021902 0.158752856 【实验数据分析】 1.小圆柱本身质量是103g，用我们这种方法测出来的是102g，相差1g。 2.大圆柱本身 质量是189.5g，用我们这种方法测出来的是197g，相差7g。 3.验证公式。等式左边1.183347，等式右边1.244553，相差0.061206。 可见这些实验都是有误差的。 我们自己测出来的值出现误差的原因可能和钢带振动幅度有很大关系，因为同一个物体 幅度只要变化一点儿，我们就能在周期上发现直观发现区别。有些质量较大的物体，我们为 了使它达到30次的周期，会把幅度调大。而实验并不是在真空无空气阻力的条件下进行。这 应该会对实验结果造成一定影响。 另外测量l的值，估读时也会具有误差，这就导致等式左右可能不完全相等。 【思考题】 在太空失重的条件下，宇航员是如何测体重的？ 答：宇航员在空间站上称体重时，宇航员坐在特制的振动装置中（已知的装置弹簧劲度 系数）使弹簧发生振动。测量仪通过测量弹簧的振动周期，即可测量出宇航员的体重。篇二： 物理实验-惯性秤-实验报告 班级__信工c班___ 组别______d______