理论力学实验报告
力学课设实验报告(3篇)
第1篇一、实验目的1. 理解力学基本理论在工程中的应用。
2. 掌握力学实验的基本方法和技能。
3. 通过实验，验证力学理论，提高分析问题和解决问题的能力。
二、实验内容及步骤1. 实验一：单质点运动规律实验（1）目的：验证牛顿运动定律，研究单质点在受力情况下的运动规律。
（2）步骤：① 安装实验装置，包括滑块、滑轨、小车、计时器等；② 设置实验参数，如小车质量、滑轨倾斜角度等；③ 启动计时器，释放小车，记录小车运动时间和位移；④ 重复实验，取平均值；⑤ 分析实验数据，绘制速度-时间图和位移-时间图。
2. 实验二：刚体转动实验（1）目的：验证刚体转动定律，研究刚体在受力情况下的转动规律。
（2）步骤：① 安装实验装置，包括刚体、支架、测力计、转轴等；② 设置实验参数，如刚体质量、转轴半径等；③ 启动测力计，记录刚体受力情况；④ 旋转刚体，记录转动角度和时间；⑤ 分析实验数据，绘制力矩-角度图和力矩-时间图。
3. 实验三：材料力学拉伸实验（1）目的：研究材料在拉伸载荷作用下的力学性能，验证胡克定律。
（2）步骤：① 准备实验材料，如低碳钢、铸铁等；② 安装实验装置，包括拉伸试验机、引伸计等；③ 设置实验参数，如拉伸速度、试验温度等；④ 启动拉伸试验机，记录材料受力情况；⑤ 测量材料拉伸过程中的伸长量和应力；⑥ 分析实验数据，绘制应力-应变图。
4. 实验四：材料力学压缩实验（1）目的：研究材料在压缩载荷作用下的力学性能，验证压缩时的力学关系。
（2）步骤：① 准备实验材料，如砖、石等；② 安装实验装置，包括压缩试验机、压力传感器等；③ 设置实验参数，如压缩速度、试验温度等；④ 启动压缩试验机，记录材料受力情况；⑤ 测量材料压缩过程中的应变和应力；⑥ 分析实验数据，绘制应力-应变图。
三、实验结果与分析1. 实验一：通过实验验证了牛顿运动定律，得出速度-时间图和位移-时间图，符合理论预期。
2. 实验二：通过实验验证了刚体转动定律，得出力矩-角度图和力矩-时间图，符合理论预期。
理论力学碰撞实验报告
一、实验目的1. 了解碰撞现象的特点及研究方法；2. 掌握碰撞实验的基本原理和实验步骤；3. 通过实验验证动量守恒定律和动能守恒定律；4. 提高动手操作能力和实验数据处理能力。
二、实验原理1. 动量守恒定律：如果一个系统所受的合外力为零，那么该系统总动量保持不变。
2. 动能守恒定律：在一个孤立系统中，如果只有重力或弹力做功，系统的总动能保持不变。
3. 碰撞过程中，系统的总动量和总动能满足以下关系：（1）完全弹性碰撞：动量守恒，动能守恒；（2）非完全弹性碰撞：动量守恒，动能不守恒；（3）完全非弹性碰撞：动量守恒，动能全部转化为其他形式的能量。
三、实验仪器与设备1. 气垫导轨：用于实现无摩擦滑动，保证实验结果的准确性；2. 滑块：用于实现碰撞实验；3. 数显计时器：用于测量碰撞时间；4. 量角器：用于测量碰撞前后的角度；5. 计算器：用于数据处理和计算。
四、实验步骤1. 将气垫导轨放置在实验桌上，确保导轨水平；2. 将滑块放置在导轨的一端，调整滑块与导轨的接触面，使其能够正常滑动；3. 使用数显计时器测量滑块在导轨上自由滑动的距离和时间，记录数据；4. 将滑块放置在导轨的另一端，调整滑块与导轨的接触面，使其能够正常滑动；5. 观察滑块在碰撞过程中的运动状态，记录碰撞前后的角度；6. 重复步骤3-5，进行多次实验，记录数据；7. 根据实验数据，计算碰撞前后的动量和动能，验证动量守恒定律和动能守恒定律。
五、实验结果与分析1. 实验数据：（1）自由滑动距离：L1 = 1.2m，L2 = 1.3m，L3 = 1.1m；（2）自由滑动时间：t1 = 0.5s，t2 = 0.6s，t3 = 0.4s；（3）碰撞前角度：θ1 = 30°，θ2 = 40°，θ3 =25°；（4）碰撞后角度：φ1 = 35°，φ2 = 45°，φ3 = 30°。
2. 实验结果分析：（1）动量守恒定律验证：通过计算碰撞前后的动量，发现实验数据基本满足动量守恒定律；（2）动能守恒定律验证：通过计算碰撞前后的动能，发现实验数据基本满足动能守恒定律。
力学综合实验报告心得
一、前言力学作为一门研究物体运动和静止规律的学科，对于理解自然界和工程实践中的各种现象具有重要意义。
通过本次力学综合实验，我对力学的基本原理和实验方法有了更深入的了解，以下是我对实验的心得体会。
二、实验内容及过程本次实验主要分为三个部分：理论力学实验、材料力学实验和振动实验。
1. 理论力学实验实验一：悬挂法求不规则物体的重心通过悬挂法，我们学会了如何利用力学原理确定物体的重心位置。
实验过程中，我们使用柔软细绳将不规则物体悬挂起来，利用二力平衡原理，在白纸上画出重力作用线，重复悬挂点，最终找到两条直线的交点，即重心位置。
实验二：测量物体的重量实验中，我们使用台秤测量物体的重量，并利用力学方法计算物体的重量。
通过这个实验，我们加深了对合力概念的理解，学会了如何利用力学方法计算重量。
2. 材料力学实验实验一：材料力学金属扭转实验通过实验，我们验证了扭转变形公式，测定了低碳钢的切变模量G，并掌握了低碳钢和铸铁的剪切强度极限。
实验过程中，我们使用游标卡尺和扭转试验机进行测量，了解了扭转材料试验机的构造和工作原理。
实验二：材料力学金属拉伸实验在拉伸实验中，我们观察了材料在拉伸过程中的力学现象，测定了材料的抗拉强度和屈服强度。
实验过程中，我们使用游标卡尺和拉伸试验机进行测量，掌握了拉伸试验机的使用方法。
3. 振动实验实验一：单摆振动实验通过单摆振动实验，我们研究了单摆的周期与摆长、摆角的关系。
实验过程中，我们使用秒表和测量工具测量单摆的周期，分析了摆长和摆角对周期的影响。
实验二：弹簧振子振动实验在弹簧振子振动实验中，我们研究了弹簧振子的周期与弹簧常数、质量的关系。
实验过程中，我们使用秒表和测量工具测量弹簧振子的周期，分析了弹簧常数和质量对周期的影响。
三、实验心得体会1. 理论与实践相结合本次实验让我深刻体会到理论与实践相结合的重要性。
在实验过程中，我们不仅学习了理论知识，还通过实际操作加深了对理论的理解。
2. 注重实验细节实验过程中，细节决定成败。
力学原理演示实验报告(3篇)
第1篇一、实验目的1. 理解力学基本原理，如牛顿运动定律、力的合成与分解、摩擦力等。
2. 通过实验演示，加深对力学概念的理解和认识。
3. 培养学生的实验操作能力和数据处理能力。
二、实验设备和仪器1. 实验台：用于放置实验器材和记录实验数据。
2. 力学传感器：用于测量力的大小。
3. 力学天平：用于测量物体的质量。
4. 弹簧测力计：用于测量弹簧的弹力。
5. 力学模型：用于演示力学原理。
6. 数据采集器：用于采集实验数据。
7. 计算机及软件：用于数据处理和分析。
三、实验记录和处理结果1. 实验一：牛顿运动定律演示（1）实验步骤：将小球放在光滑水平面上，通过施加水平力使小球做匀速直线运动，记录力的大小和方向；然后改变水平力的大小，观察小球运动的变化。
（2）数据处理：根据牛顿第二定律F=ma，计算小球的质量和加速度。
（3）结果分析：通过实验，验证牛顿第二定律的正确性。
2. 实验二：力的合成与分解演示（1）实验步骤：将一个力分解为两个分力，分别作用在小球上，观察小球的运动轨迹；然后通过实验，验证力的合成与分解原理。
（2）数据处理：根据力的合成与分解原理，计算分力的大小和方向。
（3）结果分析：通过实验，加深对力的合成与分解的理解。
3. 实验三：摩擦力演示（1）实验步骤：将物体放在水平面上，通过施加水平力使物体做匀速直线运动，记录力的大小和方向；然后改变水平力的大小，观察物体运动的变化。
（2）数据处理：根据摩擦力的计算公式f=μN，计算摩擦力的大小。
（3）结果分析：通过实验，验证摩擦力的存在和大小。
四、实验原理和方法1. 牛顿运动定律：描述物体在力的作用下运动状态的规律。
2. 力的合成与分解：将一个力分解为两个或多个分力，或将多个分力合成为一个力。
3. 摩擦力：物体在接触面上受到的阻碍相对运动的力。
实验方法：通过实验器材和实验步骤，验证力学原理的正确性。
五、实验步骤及实验结果处理1. 实验一：牛顿运动定律演示（1）将小球放在光滑水平面上。
同济大学理论力学摩擦实验报告
理论力学摩擦实验报告一、实验原理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。
其中，电机快速调整由电机传递动力，经电机减速部分减速后输出，通过电磁离合器带动蜗杆转动，由此带动蜗轮传动，蜗轮轴输出使滑道转轴运动，实现滑道的倾角变化。
将电线插头插入交流220V，50HZ电源插座，按下实验装置操作面板上总电源开关、机动电源开关，转动滑道升降开关。
向左旋转滑道升起，倾角增大。
向右旋转滑道倾角减小，直至为零。
在使用手轮作慢速微调之前，需按下手动电源开关，向左旋转手轮滑道升起，倾角增大。
向右旋转手轮滑道倾角减小。
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。
当转轴带动滑道转动时，角度传感器将测得数据传送到显示器，即可反映出滑道的倾斜角度，角度显示精度值为0.01度，大大提高测量精度，减少实验角度测量的误差。
该部分电源在总电源开通时开通。
在使用本实验装置前，须将工作台作水平调整，以免引起滑道倾角的累计误差。
3、计时通过光电门来实现。
二、实验装置MC50摩擦实验装置是由滑板倾角调整机构、角度显示机构和数字测时器三部分组成。
通过滑块在不同材质的滑道上运动，可以测定静、动摩擦系数及物体的加速度。
并可以进行在不同情况下物体滑动、翻倒的演示。
三、实验内容测定木材与铁轨之间的静、动摩擦系数，以及了解当滑块高度较大时，不同载荷下滑块翻倒和滑动的情况。
（1）改变滑板的倾角，测量不同材料之间的静摩擦系数。
（2）通过测量两点之间的平均加速度，测量不同材料之间的动摩擦系数。
（3）当滑块高度较高，加载不同载荷时，其在自重作用下，测定滑块向下翻倒和滑动的最大倾角以及滑块向上翻倒和滑动的最大倾角角。
四、实验步骤1、静摩擦系数实验(a) 调整好滑道倾角角度，使滑块放到滑道上不下滑为准；(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停止，记下此时滑道倾角，即摩擦角；(c) 将所测得的倾角代人静摩擦系数公式，即可得木块与铁之间的静摩擦系数。
理论力学实验报告总结(3篇)
第1篇一、实验背景理论力学是研究物体在力的作用下运动规律和平衡条件的学科，是力学的基础学科。
本实验报告旨在通过对理论力学实验的总结，加深对理论力学基本原理和方法的理解，提高实验操作技能，培养严谨的科学态度。
二、实验目的1. 掌握理论力学实验的基本操作技能；2. 理解理论力学基本原理和方法；3. 培养实验数据处理和结果分析能力；4. 提高团队合作意识。
三、实验内容本实验报告主要总结了以下三个实验：1. 摩擦实验2. 重心实验3. 合力与分力实验1. 摩擦实验实验目的：研究滑动摩擦力与正压力、摩擦系数的关系。
实验原理：滑动摩擦力F与正压力N、摩擦系数μ的关系为F=μN。
实验步骤：（1）将实验装置组装好，调整实验台面水平；（2）测量正压力N，并记录；（3）改变摩擦系数μ，重复步骤（2）；（4）测量滑动摩擦力F，并记录；（5）绘制F-N、F-μ关系图。
实验结果：滑动摩擦力F与正压力N、摩擦系数μ成正比。
2. 重心实验实验目的：研究不规则物体的重心位置。
实验原理：不规则物体的重心位置可以通过悬吊法和称重法确定。
实验步骤：（1）将不规则物体悬挂在实验装置上，调整悬挂点位置，使物体保持平衡；（2）记录悬挂点位置，即为重心位置；（3）使用称重法测量物体重量，并记录；（4）计算重心位置。
实验结果：不规则物体的重心位置可以通过悬吊法和称重法确定。
3. 合力与分力实验实验目的：研究力的合成与分解。
实验原理：力可以分解为若干个分力，也可以合成一个合力。
实验步骤：（1）将实验装置组装好，调整实验台面水平；（2）测量已知力的大小和方向，并记录；（3）使用分力实验装置，将已知力分解为两个分力；（4）测量两个分力的大小和方向，并记录；（5）使用合力实验装置，将两个分力合成一个合力；（6）测量合力的大小和方向，并记录。
实验结果：力可以分解为若干个分力，也可以合成一个合力。
四、实验总结1. 通过本次实验，我们对理论力学基本原理和方法有了更深入的理解，提高了实验操作技能；2. 在实验过程中，我们学会了如何使用实验装置，掌握了实验数据处理和结果分析的方法；3. 通过团队合作，我们提高了沟通能力和协作精神。
全套力学实验报告总结(3篇)
第1篇一、引言力学实验是物理学科中重要的实践环节，通过实验可以加深对力学理论的理解，培养实验操作能力和分析问题、解决问题的能力。
本报告将对全套力学实验进行总结，包括实验目的、原理、方法、结果分析及实验心得体会。
二、实验内容1. 力学基本实验（1）实验目的：验证牛顿运动定律，研究力与运动的关系。
（2）实验原理：通过测量物体的运动状态和受力情况，分析物体所受的合外力，验证牛顿运动定律。
（3）实验方法：利用打点计时器、天平等实验仪器，测量物体的位移、速度、加速度等参数，分析受力情况。
（4）结果分析：通过实验数据，验证牛顿运动定律的正确性，分析力与运动的关系。
2. 弹性力学实验（1）实验目的：研究弹性力学的基本理论，验证胡克定律。
（2）实验原理：利用弹簧测力计、杠杆等实验仪器，测量弹簧的伸长量与所受拉力之间的关系，验证胡克定律。
（3）实验方法：通过改变拉力大小，测量弹簧的伸长量，分析伸长量与拉力的关系。
（4）结果分析：通过实验数据，验证胡克定律的正确性，研究弹性力学的基本理论。
3. 材料力学实验（1）实验目的：研究材料力学的基本理论，验证材料的力学性能。
（2）实验原理：利用拉伸试验机、万能试验机等实验仪器，测量材料的应力、应变等参数，分析材料的力学性能。
（3）实验方法：通过拉伸、压缩等试验，测量材料的应力、应变等参数，分析材料的力学性能。
（4）结果分析：通过实验数据，验证材料的力学性能，研究材料力学的基本理论。
4. 振动实验（1）实验目的：研究振动的基本理论，验证振动方程。
（2）实验原理：利用单摆、弹簧振子等实验仪器，研究振动系统的振动特性，验证振动方程。
（3）实验方法：通过改变振动系统的参数，测量振动频率、振幅等参数，分析振动系统的振动特性。
（4）结果分析：通过实验数据，验证振动方程的正确性，研究振动的基本理论。
5. 流体力学实验（1）实验目的：研究流体力学的基本理论，验证流体流动规律。
（2）实验原理：利用风洞、水槽等实验仪器，研究流体流动特性，验证流体流动规律。
理论力学实验报告
实验一求不规则物体的重心、实验目的：用悬吊法和称重法求出不规则物体的重心的位置。
、实验设备仪器：ZME-1型理论力学多功能实验台，直尺、积木、磅秤、胶带、白纸等。
三、实验原理方法简述（一）悬吊法求不规则物体的重心适用于薄板形状的物体，先将纸贴于板上，再在纸上描出物体轮廓，把物体悬挂于任意一点A，如图1-1（a）所示，根据二力平衡公理，重心必然在过悬吊点的铅直线上，于是可在与板贴在一起的纸上画出此线。
然后将板悬挂于另外一点B，同样可以画出另外一条直线。
两直线的交点C就是重心，如图1-1 （b）所示。
7//%T A F图1-1（二）称重法求轴对称物体的重心对于由纵向对称面且纵向对称面内有对称轴的均质物体，其重心必在对称轴上。
大头端支点的距离X C。
根据平面平行力系，可以得到下面的两个方程: l，其中一点置于磅秤上, 由此可测得B处的支反力F N1的大小，再将连杆旋转180°,仍然保持中轴线水平，可测得F N2的大小。
重心距离连杆F N1 F N2= WF N1 l ~W X C— 0 根据上面的方程，可以求出重心的位置:F N1 lF N1 ' F N2首先将物体支于纵向对称面内的两点，测出两个支点间的距离四、实验数据及处理（一）悬吊法求不规则物体的重心（二）称重法求对称连杆的重心。
a. 将磅秤和支架放置于多功能台面上。
将连杆的一断放于支架上，另一端放于支架上，使连杆的曲轴中心对准磅秤的中心位置。
并利用积木块调节连杆的中心位置使它成水平。
记录此时磅秤的读数b. 取下连杆，记录磅秤上积木的重量 F JI =385gc. 将连杆转180，重复a 步骤，测出此时磅秤读数 F N 2=1560gd. 取下连杆，记录磅秤上积木的重量 F JI =0 ge. 测定连杆两支点间的距离 I =221mmf. 计算连杆的重心位置（1375 -385） 221X C86mm重心距离连杆大头端支点的距离x C =86mm 。
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实验一求不规则物体的重心一、实验目的：用悬吊法和称重法求出不规则物体的重心的位置。
二、实验设备仪器：ZME-1型理论力学多功能实验台，直尺、积木、磅秤、胶带、白纸等。
三、实验原理方法简述（一）悬吊法求不规则物体的重心适用于薄板形状的物体，先将纸贴于板上，再在纸上描出物体轮廓，把物体悬挂于任意一点A，如图1-1（a）所示，根据二力平衡公理，重心必然在过悬吊点的铅直线上，于是可在与板贴在一起的纸上画出此线。
然后将板悬挂于另外一点B，同样可以画出另外一条直线。
两直线的交点C就是重心，如图1-1（b）所示。
A(a)图1-1（二）称重法求轴对称物体的重心对于由纵向对称面且纵向对称面内有对称轴的均质物体，其重心必在对称轴上。
图1-2首先将物体支于纵向对称面内的两点，测出两个支点间的距离l ，其中一点置于磅秤上，由此可测得B 处的支反力N1F 的大小，再将连杆旋转180O ，仍然保持中轴线水平，可测得N2F 的大小。
重心距离连杆大头端支点的距离C x 。
根据平面平行力系，可以得到下面的两个方程：C 1N N21N =⋅-⋅=+x W l F W F F 根据上面的方程，可以求出重心的位置： N2N11N F F lF x C +⋅=四、实验数据及处理（一）悬吊法求不规则物体的重心（二）称重法求对称连杆的重心。
a.将磅秤和支架放置于多功能台面上。
将连杆的一断放于支架上，另一端放于支架上，使连杆的曲轴中心对准磅秤的中心位置。
并利用积木块调节连杆的中心位置使它成水平。
记录此时磅秤的读数F N1=1375gb.取下连杆，记录磅秤上积木的重量F J1=385gc.将连杆转︒180，重复a 步骤，测出此时磅秤读数F N2=1560gd.取下连杆，记录磅秤上积木的重量F J1=0ge.测定连杆两支点间的距离l =221mmf.计算连杆的重心位置 (1375385)22186mm 137********C x -⨯==-+ 重心距离连杆大头端支点的距离C x =86mm 。
五、思考题1. 在进行称重法求物体重心的实验中，哪些因素将影响实验的精度？答：影响实验精度的因素有：1）磅秤的精度；2）支点位置的准确度；3）连杆中心线的水平度；4）连杆支点间距离测量的准确度，等。
实验四 四种不同载荷的观测与理解一、实验目的：通过实验理解渐加载荷，冲击载荷，突加载荷和振动载荷的区别。
二、实验设备仪器：ZME-1型理论力学多功能实验台，磅秤，沙袋。
三、实验原理方法：a.取出装有一定重量砂子的沙袋，将砂子连续倒在左边的磅秤上，观察磅秤的读数；（渐加载荷）b.将砂子倒回沙袋，并使沙袋处于和磅秤刚刚接触的位置上，突然释放沙袋；（突加载荷）c.将沙袋提取到一定高度，自由落下；（冲击载荷）d.把与沙袋重量完全相同的能产生激振力的模型放在磅秤上，打开开关使其振动，（振动载荷）力与时间的关系示意图渐加载荷 突加载荷 冲击载荷 振动载荷四、思考题1．四种不同载荷分别作用于同一座桥上时，哪一种最不安全？答：一般情况下冲击载荷最不安全，若有共振则振动载荷也不安全。
2． 请简述通过这次实验的收获。
答：通过这次实验对四种载荷有了更明确地认识。
F t实验三 转动惯量（三线摆求圆盘的转动惯量，用等效方法求非均质发动机摇臂的转动惯量）一、实验目的：测量刚体绕轴旋转的转动惯量。
二、实验设备仪器：ZME-1型理论力学多功能实验台、秒表、直尺、磁性圆柱铁等 三、实验原理、方法：如图3-1所示三线摆，均质圆盘质量为m ，半径为R ，三线摆悬吊半径为r 。
当均质圆盘作扭转角为小于6度的微振动时，ψθL r =系统最大动能：222Kmax 0max 001122E J J θωθ==& 系统最大势能：()202200maxP 2121cos 1θψψLr mg mgL mgL E ==-=0θ为圆盘的扭转振幅，0ψ是摆线的扭转振幅对于保守系统机械能守恒，即：P K E E =，经化简得LJ mgr 022=ω由于：ωπ2=T 则圆盘的转动惯量：L mgrT J 2202⎪⎭⎫ ⎝⎛=π可见测周期T 可用上式计算出圆盘的转动惯量。
四、实验数据及处理1. （一）圆盘转动惯量的理论计算与实验测量已知：圆盘直径mm 100=d ，R =d /2=50mm ，厚度为mm 5.5=δ,材料密度33kg/m 1075.7⨯=ρ，吊线半径为mm 41=r 。
用理论公式计算圆盘转动惯量：2224154203115.550107.7510 4.184710k 12gm 22J m R R R πδρπ--==⨯⨯⨯⨯⨯=⨯=实验测量：转动右边手轮，使圆盘三线摆下降约60 cm ，给三线摆一个初始角（小于6度），释放圆盘后，使三线摆发生扭转振动，用秒表记录扭转十次或以上的时间，算出振动周期T 。
用三线摆测周期计算圆盘转动惯量：L mgrT J 2202⎪⎭⎫ ⎝⎛=π， 将实测和计算结果添入下表： 线长L(cm) 30 40 50 60 周期T(s) 0.95 1.091.221.34 转动惯量()20m kg ⋅J4.20685e-44.153596e-4 4.16276e-44.18494e-4误差（%）0.5290.7430.5240.0057由计算结果可以看出随着摆长的增加测量精度提高。
（二）用等效方法求非均质（铝合金，铜，钢，记忆合金组成）发动机摇臂的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可接受的三线摆线长(>=mm 600)，也使配重相同的带有磁性的两个圆柱铁三线摆下降至相同的位置。
已知：等效圆柱直径mm 20=d ,高mm 18=h ，材料密度33kg/m 1075.7⨯=ρ。
则两圆柱对中心轴O 的转动惯量计算公式：⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⎪⎭⎫ ⎝⎛+⎪⎭⎫ ⎝⎛=22022212s m d m J 式中：s 为两圆柱的中心距。
分别以不同的中心距s 测出相应的扭转震荡周期T ，并用理论公式计算出两个圆柱对中心轴的转动惯量0J ，填入下表，中心距S(mm) 30 40 50 60 周期T(s)0.7750.8630.9751.1并可绘制一定质量、一定摆长下周期与转动惯量之间的关系图 测出与两个圆柱等重的非均质发动机摇臂的扭转振动周期：=T 0.925 (s)运用插入法，求得摇臂的转动惯量：=0J 5.01e-5 (2m kg ⋅)五、思考题1. 分析发动机摇臂质心和轴心相距较大时，对实验精度的影响？答：计算公式由机械能守恒推得，其中有微幅摆动条件；另外系统动能由绕定轴转动刚体计算，若刚体质心与转动中心不重合，动能计算不准确，并且由此计算得的结果会偏小。
用三线摆扭转振动周期法求转动惯量，除方法误差外，还会有周期测定精度、摆长、悬线半径等因素的影响。
实验五 单自由度系统振动（弹簧质量系统的固有频率和自激振动、自由振动、强迫振动）一、实验目的J掌握单自由度振动系统固有频率n ω与振动质量m 和系统弹簧刚度k 之间的关系mk =n ω。
演示自激振动现象及其与自由振动和强迫振动的区别。
二、实验设备仪器：ZME-1型理论力学多功能实验台、风速表、转速表、秒表等 三、实验原理、方法：（一）单自由度线性系统的自由振动由一个质量块及弹簧的系统，在受到初干扰（初位移或初速度）后，仅在系统的恢复力作用下在其平衡位置附近所作的振动称为自由振动。
其运动微分方程为： 0mx kx +=&& （无阻尼）其解为：)(sin n αω+t A 其中：2n202ωv x A +=， 0n arctanv x ωα=，n ω=（二）单自由度线性系统的强迫振动在随时间周期性变化的外力作用下，系统作持续振动称为强迫振动，该外力称为干扰力。
其振动微分方程为：t h x x n x m ωωsin 22n =++&&&（有阻尼） 方程全解为：)sin()sin(22n εωαωω-++-=-B t n Aex t强迫振动的振幅B 可以表示为2n 2n 22n41⎪⎪⎭⎫⎝⎛⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⎪⎪⎭⎫⎝⎛-=ωωωωωn B B式中：kHhB ==2n 0ω 称为静力偏移，表示系统在干扰力的幅值H 的静力作用下的偏移。
（三）自激振动的基本特性：自激振动是一种比较特殊的现象。
它不同于强迫振动，因为其没有固定周期性 交变的能量输入，而且自激振动的频率基本上取决于系统的固有特性。
它也不同于自由振动，因为它并不随时间增大而衰减，系统振动时，维持振动的能量不象自由振动时一次输入，而是象强迫振动那样持续地输入。
但这一能源并不象强迫振动时通过周期性的作用对系统输入能量，而是对系统产生一个持续的作用，这个非周期性作用只有通过系统本身的振动才能变为周期性的作用，能量才能不断输入振动系统，从而维持系统的自激振动。
因此，它与强迫振动的一个重要区别在于系统没有初始运动就不会引起自激振动，而强迫振动则不然。
四、实验项目（一）求单自由度系统的振动频率已知：高压输电模型的质量kg 138.0=m ，砝码规格分别为g 100和g 200。
用不同砝码挂吊在半圆形模型下部中间的圆孔上，观察弹簧系统的变形，记录下质量振动的位移。
计算系统的等效刚度和振动频率 eq 0.98 1.96 3.92 5.88/4118.975N/m 8.516.532.548.5W k L ⎛⎫==+++= ⎪∆⎝⎭4.673Hz f ===（二）演示自激振动现象及其与自由振动和强迫振动的区别，观察并定性分析风速与振幅，风速与振动频率的关系。
开启变压器旋钮分别调至90~200V 共分5级，使风机由低速逐级增速，用转速仪，风速仪，秒表分别测出转速，风速，振幅，振动周期并做记录（注意：记录振幅时视线应与指针保持水平，测试间隔约3~5分钟），最后把变压器调至0，再观察振动情况。
分析整个过程中那段为__________振动，那段为_________振动。
为什么振动周期无变化？（三）用现有的实验装置和配件演示强迫振动现象五、思考题1.自由振动，自激振动和强迫振动的区别和各自的特点是什么？自由振动：仅在系统的恢复力作用下在其平衡位置附近所作的振动称为自由振动。
振动的频率取决于系统的固有特性。
强迫振动：在随时间周期性变化的外力作用下，系统作持续振动称为强迫振动。
自由振动成分在阻尼作用下迅速衰减，振动的频率最终取决于激励的频率。
自激振动：系统输入持续但不是周期性的能量，通过系统本身的振动变为周期性的作用，输入振动系统，从而维持系统的自激振动。
系统没有初始运动就不会引起自激振动，自激振动的频率基本上取决于系统的固有特性。