球台体积公式理论力学组合实验

2020年10月16日发(作者：虞猗兰)
理论力学组合实验报告

使用设备名称与型号
同组人员
实验时间
一、实验目的
理论力学是一门理论性较强的技术基础课，是现代工程技术基础理论之一， 在日常生
活、工程技术各领域都有着广泛的应用。这门学科的理论比较抽象，真正掌握也较困难。
本实验指导书介绍理论力学的六个小实验，让学生在做实验过程中既动手又动脑，培养
学生的创新思维 和科学实验能力。
二、实验设备与仪器
理论力学多功能实验台ZME-1型
三、实验原理
四、实验操作步骤
实验（1）：求弹簧质量系统的固有频率
在高压输电线模型的砝码盘上，分四次挂上不同重量的砝码，观察并记录弹簧的变
形。
实验（2）：求重心的实验方法
（A）悬吊法
将求重心的型钢片状试件， 用细绳将其挂吊在上顶板前端的螺钉上，再换一个位置
挂吊，通过两次挂吊便可求出重心位置。
（B）称量法
使用连杆、积木、台称，利用已学力学知识，用称量法求连杆的重量及重心位置。
实验（3）：验证均质圆盘转动惯量的理论公式
转动实验台右边手轮，使圆盘三线摆 摆长下降为60cm，左手给三线摆一初始角（一
般小于6
0
），释放圆盘后，三线摆 发生扭转振动。右手拿秒表，记录扭转十次或以上的时
间，并算出周期，比较实验与理论计算两种方法求 得的转动惯量，确定误差，还可以求
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摆长（四种长度）对误差的影响。
由弹簧的变形计算该系统的等效刚度和固有频率。
实验（4）：用等效方法求非均质物体转动惯量
分别转动左边两个三线摆的手轮，让 有非均质摇臂的圆盘三线摆下降至摆长约60cm，
也使配重相同的带有强磁铁的两个圆柱铁三线摆下降 到相同的高度进行转动惯量等效实
验，测出扭转振动的周期，再与两个圆柱的三线摆计算周期进行等效， 从而求出非均质
摇臂的转动惯量。







五、实验结果及分析计算
1、 弹簧质量系统的固有频率
砝码重量（N）
弹簧变形量(mm)








2、 连杆的重心
连杆两圆心距离(cm) 支撑力F
1
(N) 支撑力F
2
(N)








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3、 均质圆盘的转动惯量
圆盘转动惯量理论值：

实验值：
摆长L(cm)
周期T(s)
J
0
(kg·m)
误差（%）




4、 非均质物体转动惯量
两配重距离S(mm)
周期T(s)
2
2
15



30



45



60













转动惯量J(kg·m)









六、思考题
1、 什么是自由振动、强迫振动和自激振动？




2、 画出渐加载荷、突加载荷、冲击载荷、振动载荷的载荷与时间曲线图。


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七、实验中的收获、感想与建议



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