大学物理演示实验讲义-2 下载本文

伯努利悬浮球

【实验目的】:

了解伯努利原理及实验现象 【实验仪器】:伯努利悬浮球

图4伯努利悬浮球

【实验原理】:

据伯努利原理,单位质量的流体的动能(流速头)、势能(位置头)和压力能(压力头)的和在同一流线上为一定值。流体的流速大处,其压强小,流速小时,其压强大。

由此可知:当球体靠近喷口时,由于喷流从球体上向下喷出,就造成球体上方的压力低于下方的大气压力,由于两者之间的压差大于球体的重量,球体就被压在(托举在)喷口下方不被吹离。 【实验步骤】:

1.打开气泵,观察到气流从喇叭喷出;

2.拉起气球至喇叭正下方,释放,可以看球体就悬浮喷口下方不被吹离 【注意事项】:

1.注意保护气球的完好; 2. 不要用力拉球,以免悬线断开。

傅科摆

【实验目的】:

1. 认识非惯性平台的各个组成部分;

2. 通过傅科摆演示,观察和理解地球的自传规律。 【实验仪器】:傅科摆

图5,傅科摆

【实验原理】:

傅科摆是法国物理学家傅科(J.B.L.Foucault)于1851年首先在巴黎万神殿的圆拱屋顶下悬挂一个重28公斤的铅球,挂线长67米的大单摆。发现在摆的过程中,摆动平面不断作顺时针方向的偏转,从而通过单摆摆动平面的旋转验证地球的自转运动。我国北京自然博物馆门口就有一个傅科摆。

?地球自西向东旋转,其角速度?的方向沿地轴指向北极(?轴)。处于北半

?球某点的运动物体速度为?,那么该物体所受的科里奥利力的表达式为:?

???fc?2mv??

?????科里奥利力fc的方向垂直于一个平面,这个平面是由和的方向所组成???的平面,所以fc垂直于?,使?发生偏转。?

傅科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??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,傅科摆还可以用于确定摆所处的维度。?

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【实验步骤】:

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;

3,经过一段时间(大约1-2小时),观察单摆的摆动面与定标尺方向的夹角(大约10——20度)。

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【注意事项】:

1.单摆初始角度不要超出底盘的限定范围; 2. 应避免用力拉球,以免摆线断开。

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

图6 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。