蛇形摆实验报告.doc

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蛇形摆实验报告
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蛇形摆实验报告
篇一：蛇形摆 - 实验报告
蛇形摆
实验原理：
利用长度不同的一列单摆，在同一位置释放，使其呈现出有规律的周期变化图形。由于要使单摆间满足周而复始的变化规律，他们的相位差应相同，每个摆与第一个摆之间的关系应为
ti(1i)t1

，所以摆长的关系应为 li1li(i11(i1))2 ，当 λ=1 时，摆长关系式可简化为
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li1li(i12
i) 。而蛇形摆
的下端又在同一平面上 , 所以其上方的曲线应为一条抛物线。
而单摆间的变化是有固定周期的，周期与单摆的个数和差值 λ 有关，为所有摆周期的最小公
倍数，之后重复第一周期的变化。期间还会有奇偶摆的变化，即刚好奇数摆与偶数摆相差半个
相位。
应用：
利用摆的周期变化关系，可以制作时钟，可以测量当地的重力加速度。 试验感想：
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该实验在实际操作中有很多细节值得回想，比如利用一个挡板来同时推动小球，这样可以立刻观察到他们的蛇形变化规律；而挡板表面不是直接的光滑硬面，这是为了减小推小球时的弹性碰撞和横向运动；而由于它的原理中计算单个周期时用的是近似周期公式，所以会有累计误差，随着时间的增加而失去规律性，这就要求减小摆动的角度，但是这又会影响观察效果，这
个矛盾还没有想好解决方案。篇二：鱼洗 大型蛇形摆物理实验报告鱼洗
【实验目的】：演示一种固体（铜盆）中的驻波通过液体（水）的喷射而显示的趣味物理现
象，激发学生探求自然界奥秘的兴趣。
【实验仪器】：鱼洗铜盆
【实验原理】：鱼洗是一个由青铜铸造的、具有一对提把的盆，大小和一般脸盆差不多。在盆内盛有半盆水，用双手轻搓两个把手，盆就嗡嗡地振动起来。盆中的水在盆的振动中可从水
面与盆壁相交的圆周上的四个点喷射出水花，若操作得当，激起的水花可高达 400~500mm。
本实验的物理原理可分三个过程加以说明：
1、操作者手搓提把，使能量传入的过程，是一个非线性自激振动过程，其物理实质是用单方向的力激起提把的振动。
2、提把的振动耦合为盆体的横驻波共振。鱼洗盆的提把安装在盆内侧面的相对的两侧，它的
振动可以耦合为盆体的横驻波共振。本实验所用鱼洗盆侧面环盆一周有 4 个波节、 4 个波腹的驻波模的频率与提把自激振动的频率相接近（最好略高一点）时，可以最有效地激起该模的振
动。
3、波腹处剧烈的振动使水具有的动能大于水的表面张力限定的势能，且能克服重力再向上运
动时，水被撕裂成水珠从水面飞出，形成向上喷射的水花。本实验鱼洗盆中激起的振动为
4 波
腹 4 波节模式，所以有 4 股水花从波腹处飞出。使提把由于非线性过程而产生的自激振动的频率接近鱼洗盆侧面横驻波模式（ 4 波腹 4 波节）的固有频率，是本装置结构的关键。
【实验步骤】：
1、向鱼洗盆内注入半盆水，把鱼洗盆放到软垫上。
2、操作者伸开两手掌，掌面蘸少许水（用洗手液洗净双手），将两手掌放在鱼洗盆的两个提