长安大学理论力学实验报告Word格式.docx
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篇二:
理论力学实验报告
实验法测量物体重心实验报告书
试验设备名称:
实验内容:
1、悬吊法;
试验方法:
1、悬吊法:
对组合型钢悬吊两次,利用二力平衡原理,用一张A4纸图示出重心位置。
对于学习过CAD绘图的同学,可以相机成像后输入到计算机内,用CAD绘图技术找出重心位置。
实验结果的图形附于报告后。
2、称量法:
连杆重量超出弹簧秤的称量范围,此时要称出连杆的重量,并确定其重心,就要应用理论力学中的合力矩定理。
1)首先将弹簧秤的托盘拿下,将弹簧秤调零;
2)将连杆两端分别放置在弹簧秤的中心,并将连杆的圆心对准弹簧秤的重心;
3)通过积木块,设法调整连杆水平,记下弹簧秤的读数F1和F2;
4)根据平衡方程:
FN1?
FN2?
W,FN1?
(l?
xC)?
xC,xC?
l
FN1?
FN2
即可得到连杆重量和重心位置。
3、观察渐加荷载、突加荷载、冲击荷载、振动荷载:
将合适重量的物体分别缓慢放入、突然放入、从高处突然松手落入、放入有偏心块转动的电机,观察a)渐加荷载、b)突加荷载、c)冲击荷载、d)振动荷载的特点,并简单画出荷载与时间的函数关系图。
O
(a)
t
(b)
(c)
(d)
测量动滑动摩擦系数实验报告书
测量摩擦角;
测量动滑动摩擦系数;
试验方法:
1、测量摩擦角:
两名同学合作,在摩擦测试仪底板上放置好摩擦块,缓慢抬升摩擦测试仪底板,使其倾角慢慢增加,增加到某一角度,物块开始下滑,记下此时摩擦测试仪底板的倾角?
;
反复实验5次,求出平均值?
f,此即摩擦角,并计算静摩擦系数:
f?
tg?
f
2、测量动滑动摩擦系数:
1)实验装置:
如图所示A:
试块甲
B:
倾角为φ的被测试材料
C:
试块甲上的不透光档距,s1=3cmL1,L2:
光电管
D:
CDY-1智能计量仪
t1(或仪器上的Δt1)为计量器上显
示物块A经过光电管L1时通过路
程s1的时间,t2(或仪器上的Δt2)为显示物块A经过光电管L2时通过路程s1的时间,t4=t3+(t2-t1)/2,t3为从L1到L2的路程所需的时间。
2)实验原理:
根据以上叙述可知,物块的加速度为:
a?
v2?
v1
t4
动滑动摩擦因数计算公式推导;
由下图写出y方向的静力平衡方程和x
方向的动
力学方程,分别为
?
F?
F
y
0,FN?
mgcos?
?
0,mgsin?
?
FS?
ma
x
其中动摩擦力:
FS?
f?
FN故动摩擦系数为:
a
gcos?
3)实验数据处理:
动摩擦因数受材料的温度湿度等因素影响,一般是某个范围内的随机数。
因此对实验数据的选择需要有一个原则,即取相对比较集中的数据,去掉离散性较大的大数和小数。
然后在选取的10组数据中,计算最大值f2、最小值f1和平均值f。
则所测两种材料间的动摩擦系数的取值范围为:
f1?
f2。
测量和计算数据填入下表:
附:
四种荷载的图形参考;
另附两组摩擦系数测量的实验数据,根据测算,动摩擦系数是一个范围量,允许所测加速度值有较大范围的变化,所以大家测得的数据均可应用!
篇三:
《理论力学》
摩擦实验
实验报告
(XX~XX学年第二学期)
专业:
工程力学
学院:
航空航天与力学学院
小组成员学号:
145362114532251453213145342414532291453430
姓名:
王云林周培钊梁浩光管箫杨周洋张鑫
实验目的
1.测定木与铁之间的静滑动摩擦系数。
2.测定当滑块高度较大时,在斜面上保持平衡所需的最大与最小荷载并作受力分析。
3.处理实验数据,计算理论值并与测量值作误差分析。
4.使学生更好地理解摩擦本质并提高学生的动手实践能力。
实验装置与仪器
●装置
本实验用MC50摩擦实验装置来完成。
MC50摩擦实验装置是由滑板倾角调整机构、角度显示机构组成。
通过滑块在不同材质的滑道上运动,可以测定物体的摩擦角并显示角度。
可以进行在不同情况下物体滑动、翻倒的演示。
1、滑道倾角的调节:
滑道倾角可通过两种方式调节,即电机快速调整和手动慢速微调。
2、角度的显示:
通过角度传感器和显示仪表即时反映滑道倾角的变化值,角度显示精度值为0.01度。
1、滑道角度显示仪2、手动微调按钮3、电动调节按钮4、电动调节角度5、角度调节电源开关6、光电
门7、滑道8、手动微调9、计时器显示仪10、计时器操作键11、光电门接入端口12、计时器电源开关13、活动平台调节仪14、活动平台
●仪器
砝码、铁块(680g、30×
30×
100mm)、滑轮、托盘(30g)等。
实验内容
1、通过改变斜面倾角测量木与铁间的静摩擦系数。
2
、当滑块较高时,在一定的倾角下,在其自重作用,测定滑块向下滑动时的荷载及滑块向上倾倒时荷载。
实验原理
●静摩擦因数的推导
当滑道倾角为θ时,若物块恰好不滑下,则此时?
ΣFx=0:
mgsinθ-Fs=0?
ΣFy=0:
N-mgcosθ=0又因为Fs=Nfs得fs=tanθ?
●物块在斜坡上的受力分析
θ
1、倾斜角25°
时向下滑动(或倾倒)时的理论载荷推导
假设滑块质量为m,底面边长为a,高b,滑道ψ倾角,以沿滑道向下的方向为x轴方向,垂直于滑道向上的方向为y轴方向,其受力分析右图所示。
由于静摩擦系数fs=tanθ(θ
为摩擦角),因此当ψ>
θ时,滑块可沿滑道下滑(或倾倒)。
(1)假设滑块向下滑动
∑Fy=0;
N-mgcosψ=0∑Fx=0;
mgsinψ=mgcosψfs+Ft1
(2)假设滑块向下翻倒
以滑块的左下角为矩心,由于此时支持反力和摩擦力通过矩心,可列出物块的力矩平衡方程ΣMo=0;
(a/2)×
mgcosψ+b×
Ft2-(b/2)×
mgsinψ=0Ft=max(Ft1,Ft2)
2
Ft=min(Ft1,Ft2)
实验操作
●静摩擦系数实验
a、调整好滑道倾角角度以滑块放在滑道下端时不下滑时为准(此时角度较小);
b、旋转手动微调按钮,将滑道的倾角慢慢调大,直到滑块达到将滑未滑时止,记下此时的滑道倾角,即为滑块的摩擦角;
c、重复上述步骤,记下十个数据,去掉最大值与最小值,将剩余八组数据求平均数。
d、将所测得的倾角代人静摩擦系数公式,即可得到所测木与铁间静摩擦系数。
●滑块斜面上滑动与翻倒实验
a、打开滑道调节机构的总电源,并按下电动调节按钮,逆时针旋转按钮,将滑道倾角调整到适当的角度(25度)。
b、利用活动平台调节仪将活动平台调节至水平。
c、将与托盘相连的线穿过活动平台的孔洞(细线与空洞边缘不接触),并绕过滑轮,将线的另一端系在滑块上。
d、在托盘里放一定重量的砝码,使得滑块在滑道上保持静止,然后再慢慢的增加砝码,直到滑块开始向上滑动或翻倒为止,记下此时的砝码重量。
e、将砝码慢慢减少,直到滑块开始向下滑动或翻倒为止,记下此时的砝码重量。
如此记下三组数据。
f、将器材收置原位,关闭实验装置电源。
数据记录与处理
●测量静摩擦因数数据
●翻倒和滑动的临界外力值
物块质量680g;
托盘质量30g;
物块尺寸长30mm宽30mm高100mm;
斜面的倾角25°
重力加速度g=9.8m/s2;
利用推导出来的公式分别求出上翻和下滑的理论拉力上滑理论值:
4.337N;
上翻理论值:
2.364N;
下滑理论值:
1.382N;
下翻理论值:
0.512N;
实验误差分析
1、在测量静摩擦因数时,由于所用的木块与所给滑块接触面光滑程度不同所以会产生较大
误差,并且实验结果可能受到滑道表面和滑块表面的清洁程度的影响。
2、在缓慢升高滑道时由于受到桌面震动的扰动,使滑块提前滑下,从而使实验结果fs比实际值较小。
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