普通物理实验设计性实验报告.doc

. 普通物理实验设计性实验报告实验题目利用复摆求杆的撞击中心班级: 物理学 2011 级( 2 )班学号: 20114331 96 姓名: 赵得芳指导教师:粟琼凯里学院物理与电子工程学院 2013 年 6月. 前言复摆又称为物理摆, 是一刚体绕固定的水平轴在重力的作用下作微小摆动的动力运动体系——简谐振动。其中绕定轴转动的刚体受到外碰撞冲量作用后, 轴承处会产生反碰撞冲量,会产生很大的影响,为了消除反碰撞冲量的影响,外碰撞冲量需作用于刚体的撞击中心,且垂直于转轴与质心的连线。寻找刚体绕定轴转动的撞击中心在实际应用中用处很多,本实验将通过复摆装置来研究不同的刚体的撞击中心的位置。一、实验目的 。 。二、实验原理图14所示为一均质杆,当它位于水平位置时被无初速度的释放,运动到竖直位置时与 A块相撞,受到外碰撞冲量 A的作用时,轴与承轴出 O同时发生碰撞。为不使轴和承轴产生碰撞冲量,则撞击中心应位于 l=I/Ma 处上式中 l为转轴 O到撞击中心的距离, I为杆对转轴的转动惯量, M为杆的质量, a为杆的质心到 O的距离。设杆竖直的悬挂不动,在杆的侧面上的适当的高度上加一碰撞冲量 S,来看转轴 O处是否同时产生横向力而发生碰撞。. 如图(a) 所示,由质心运动定理, ma ω/ -ma ω=I x +I Ox 0=I y +I Oy 所以, Iox=ma( ω/-ω)-I x =(mal/J 0 -1)I x即I Oy= -I y 当作用冲量垂直于 O 轴与质心 C 的连线 OC时I y =0, 如其作用在 K 点的位置还满足则,即外碰撞冲量并不引起支座的反碰撞冲量。 K 点即称为撞击中心。其中ω/ 为杆受碰撞后的角速度, ω为杆绕定轴转动的角速度, I 为某瞬时受到的已知冲量, I 0 为碰撞过程中轴承 O 的反碰撞冲量。如图( b) 三、实验仪器复摆,米尺四、实验条件及仪器要求 。 ,必须确保敲击方向是垂直于 oc的连线方向。 . 五、实验内容 U形刀承上,用锤在左右侧面的不同高度敲击。当敲击点在 K点以上时,因转动轴同时受到碰撞冲量 S的作用,刀口将在刀承平面上向相同方向移动;若在 K点一下时则刀口向相反的方向移动; 若在 K点,则刀口不动,则此为撞击中心 K。 ,改变杆的质心到 O距离再做实验,求出不同情况下的撞击中心。六、数据记录与处理 K到O的距离。(O为转轴,杆质心到 O的距离为 ) 米尺Δ=1cm 次数 12345 K到O的距离(cm) K到o的平均距离为: L= u a = u b = u c= L=( ± )cm . K到O的距离。米尺Δ=1cm 次数杆质心到 O的距离(cm) 12345 22.