1、力热学应用实验讲义第 1 页 大学物理实验中心啄木鸟一、演示目的演 示 能 量 之 间 的 转 换 。二、演示原理：停 在 金 属 杆 顶 端 的 啄 木 鸟 具 有 重 力 势 能 ， 松 开 手 后 ， 啄 木 鸟 在 水 平 振 动的 同 时 下 落 。 下 落 的 啄 木 鸟 重 力 势 能 不 断 减 少 ， 减 少 的 重 力 势 能 不 断 转 化 为啄 木 鸟 的 动 能 和 弹 簧 的 弹 性 势 能 。 这 种 能 量 之 间 的 转 化 ， 使 啄 木 鸟 在 水 平 方向 不 停 的 振 动 。 在 下 落 的 过 程 中 听 到 啄 木 鸟 的 敲 击 声 ， 直 到
2、 落 到 地 面 后 停 止 。三、实验仪器：演示与探索实验室力热学应用实验讲义第 2 页 大学物理实验中心克隆一、演示目的演 示 力 与 压 强 的 关 系 。二、演示原理：当 手 压 在 仪 器 上 ， 手 的 重 量 会 分 散 到 各 个 钉 子 上 ， 每 个 钉 子 承 受 的 压力 只 有 几 克 ， 钉 子 扎 到 手 时 也 不 会 将 手 刺 坏 。三、实验仪器：演示与探索实验室力热学应用实验讲义第 3 页 大学物理实验中心能量穿梭机一、演示目的演示小球在电能、机械能、重力势能、动能的一系列转化过程中像穿梭机一样运动的过程。二、演示原理：本装置有各种转轮、传送装置等，小球从
3、高处滚下，由于重力势能的释放，转化为动能，使小球发生了一系列生动有趣的运动过程。三、操作与现象：1. 打开演示装置上的电源开关，先把小球移到最高处，然后放下小球即可进行演示。2. 实验结束，关闭电源。演示与探索实验室力热学应用实验讲义第 4 页 大学物理实验中心瑞林球一、操作方法通过双手控制铁棍，将球从下往上夹，夹的越高分值越高，利用钢珠的重力惯性是赢得比赛的关键。二、实验仪器：演示与探索实验室力热学应用实验讲义第 5 页 大学物理实验中心螺旋飞球一、演示目的演示向心力和离心力。二、操作与现象：小球在圆形的螺旋轨道上旋转，旋转的速度会发生神奇的改变。在旋转半径小的地方速度最快，在旋转半径大的地
4、方速度最慢，并能在没有轨道托住的情况下旋转。演示与探索实验室力热学应用实验讲义第 6 页 大学物理实验中心最速降线演示一、演示目的演示曲线运动的快慢。二、操作与现象：比较直线和曲线轨道可知，轨道的前一部分，曲线轨比直线轨“陡”得多。受重力作用，球在曲线轨上滚动将先达到最大速度，虽然曲线轨道比直线轨道长，但因球速快，因此曲线轨上的球先到终点。演示与探索实验室力热学应用实验讲义第 7 页 大学物理实验中心五连球演示一、演示目的演 示 动 量 守 恒 定 律 和 能 量 守 恒 定 律 。二、演示原理及操作：由 动 量 守 恒 和 能 量 守 恒 原 理 可 知 ， 两 个 等 质 量 刚 性 球
5、弹 性 正 弹 时 ， 它 们将 交 换 速 度 。 五 联 球 装 置 使 参 与 者 可 自 由 组 合 联 球 个 数 ， 进 行 不 同 质 量 的 交换 速 度 碰 撞 的 实 验 。 将 仪 器 放 置 在 水 平 桌 上 ， 拉 动 一 侧 一 个 球 或 多 个球 使 其 偏 开 平 衡 位 置 ， 松 手 时 ， 使 其 与 余 球 碰 撞 ， 观 察 其 他 球 跳 起 的 情 况 ，得 到 结 论 。演示与探索实验室力热学应用实验讲义第 8 页 大学物理实验中心滚摆演示一、演示目的演 示 机 械 能 守 恒 定 律 。二、演示原理及操作：将 滚 摆 轴 保 持 水 平 ，
6、 均 匀 使 悬 线 绕 在 轴 上 ， 待 滚 摆 到 达 一 定 高 度 ， 使 轮在 挂 绳 悬 点 的 正 下 方 ， 放 手 使 其 平 稳 下 落 ； 在 重 力 作 用 下 ， 重 力 势 能 转 化 为轮 的 转 动 动 能 。 轮 下 降 到 最 低 点 ,轮 的 转 速 最 大 ， 转 动 动 能 最 大 ， 然 后 又反 向 卷 绕 挂 绳 ， 转 动 动 能 转 化 为 重 力 势 能 ,轮 的 转 速 减 小 ， 位 置 升 高 。 如此 可 多 次 重 复 。 滚 摆 滚 动 下 落 的 重 力 势 能 变 为 滚 摆 绕 过 质 心 的 轴 转 动 的动 能 和
7、质 心 平 动 的 动 能 。 机 械 能 守 恒 定 律 告 诉 我 们 滚 摆 的 重 力 势 能 与 滚 摆 的动 能 之 和 保 持 不 变 。演示与探索实验室力热学应用实验讲义第 9 页 大学物理实验中心共振摆演示一、演示目的演 示 共 振 现 象 。二、演示原理及操作：两 个 完 全 相 同 的 一 维 单 摆 系 统 在 同 一 个 轻 质 易 转 的 水 平 轴 上 ， 一 个单 摆 振 动 将 通 过 轴 的 微 动 把 振 动 能 量 传 递 给 另 一 个 摆 。 中 间 最 大 的 球 我们 称 为 A 球 ， 本 仪 器 中 A 球 为 策 动 力 摆 ， 当 A 球
8、 摆 动 时 ， 其 振 动 通 过 摆动 片 使 其 它 各 球 也 随 之 作 受 迫 振 动 。 策 动 力 的 频 率 等 于 A 球 的 频 率 ， 并决 定 于 它 的 摆 长 。 可 以 发 现 ， 固 有 频 率 跟 策 动 频 率 相 等 到 的 最 两 个 球 （ 最 两边 ） 振 幅 最 大 ； 固 有 频 率 跟 策 动 力 频 率 相 差 最 大 的 两 球 （ 绳 最 长 的 与 绳 最 短的 球 ） 振 幅 最 小 。演示与探索实验室力热学应用实验讲义第 10 页 大学物理实验中心不相溶液滴演示一、演示目的演 示 液 体 的 不 相 容 现 象 。二、演示原理及操作：底 部 是 普 通 电 灯 ， 上 面 置 一 个 玻 璃 瓶 ， 瓶 内 混 合 水 与 蜡 ， 灯 泡 亮 后 形 成热 量 ， 从 底 部 传 递 到 玻 璃 瓶 ， 蜡 受 热 后 变 轻 ， 便 会 上 升 ， 到 了 顶 部 冷 却 便 又掉 下 去 ， 浮 游 效 果 便 如 此 而 来 。大学物理实验中心演示实验室
