物理仿真实验
大学物理仿真试验仿真实验
大学物理仿真实验实验名称:声速的测定目的要求:1．了解超声波的发射和接收方法。
2．加深对振动合成、波动干涉等理论知识的理解。
3．掌握用驻波法和相位法测声速。
实验原理:由波动理论可知，波速与波长、频率有如下关系：v = f λ，只要知道频率和波长就可以求出波速。
本实验通过低频信号发生器控制换能器，信号发生器的输出频率就是声波频率。
声波的波长用驻波法（共振干涉法）和行波法（相位比较法）测量。
下图是超声波测声速实验装置图。
驻波法测波长设沿x 方向入射波的方程为:沿x 负方向反射波方程为:两波相遇干涉时，在空间某点的合振动方程为(驻波方程):12cos 2()cos 2()x xy y y A ft A ft ππλλ=+=-++(2cos 2)cos 2xA ft ππλ=当2/λn x =;(n =1,2,…)位置时，声振动振幅最大,为2A ,称为波腹，当4/)12(λ-=n x ,(n =1,2，…)位置上声振动振幅为零,这些点称为波节。
其余各点的振幅在零和最大值之间。
两相邻波腹(或波节)间的距离为λ/2即半波长。
相位比较法测波长从换能器S1发出的超声波到达接收器S 2，所以在同一时刻S 1与S 2处的波有一相位差：其中λ是波长，x 为S 1和S 2之间距离)。
因为x 改变一个波长时，相位差就改变2π。
利用李萨如图形就可以测得超声波的波长。
仪器用具:1.声速的测量实验仪器包括超声声速测定仪、函数信号发生器和示波器。
2.超声声速测定仪主要部件是两个压电陶瓷换能器和一个游标卡尺。
3.函数信号发生器1cos 2()xy A ft πλ=-2cos 2()x y A ft πλ=+提供一定频率的信号，使之等于系统的谐振频率。
4.示波器示波器的x, y轴输入各接一个换能器，改变两个换能器之间的距离会影响示波器上的李萨如图形。
并由此可测得当前频率下声波的波长，结合频率，可以求得空气中的声速。
实验内容:1．调整仪器使系统处于最佳工作状态。
【大学物理实验(含 数据+思考题)】仿真实验 落球法测定液体的粘度
仿真实验 / 落球法测定液体的粘度一、实验目的（1）观察液体的粘滞现象；（2）用落球法测量不同温度下蓖麻油的粘度；（3）巩固使用基本测量仪器的技能；（4）了解PID温度控制的原理。
二、实验仪器变温黏度测量仪，ZKY-PID温控实验仪，停表，螺旋测微器，钢球若干，金属镊子。
三、实验原理1.落球法测定液体黏度原理一个在静止液体中下落的小球受到重力、浮力和黏滞阻力3个力的作用，如果小球的速度v很小，且液体可以看成在各方向上都是无限广阔的，则从流体力学的基本方程可以导出表示黏滞阻力的斯托克斯公式：（1）（1）式中d为小球直径。
由于黏滞阻力与小球速度v成正比，小球在下落很短一段距离后，所受外力达到平衡，小球将以匀速下落，此时有：（2）式中ρ为小球密度，ρ为液体密度。
由（2）式可解出黏度η的表达式：（3）本实验中，小球在直径为D的玻璃管中下落，液体在各方向无限广阔的条件不满足，此时黏滞阻力的表达式可加修正系数(1+2.4d/D)，而（3）式可修正为：（4）当小球的密度较大，直径不是太小，而液体的黏度值又较小时，小球在液体会达到较大的值，奥西思-果尔斯公式反映出了液体运动状态对中的平衡速度v斯托克斯公式的影响：（5）其中，Re称为雷诺数，是表征液体运动状态的无量纲参数。
（6）当Re小于0.1时，可认为（1）、（4）式成立。
当0.1<Re<1时，应考虑（5）式中1级修正项的影响，当Re大于1时，还须考虑高次修正项。
考虑（5）式中1级修正项的影响及玻璃管的影响后，黏度η1可表示为：（7）由于3Re/16是远小于1的数，将1/（1+3Re/16）按幂级数展开后近似为1－3Re/16，（7）式又可表示为：（8）已知或测量得到ρ、ρ、D、d、v等参数后，由（4）式计算黏度η，再由（6）式计算Re，若需计算Re的1级修正，则由（8）式计算经修正的黏度η1。
在国际单位制中，η的单位是Pa·s（帕斯卡·秒），在厘米，克，秒制中，η的单位是P（泊）或cP（厘泊），它们之间的换算关系是：1Pa·s=10P=1000cP （9）2.PID条件控制PID调节是自动控制系统中应用最为广泛的一种调节规律，自动控制系统的原理可用图1说明。
大学物理仿真实验报告
大学物理仿真实验报告大学物理仿真实验报告引言在大学物理实验中，物理仿真实验起着重要的作用。
通过仿真实验，学生可以在虚拟环境中进行各种物理实验，观察和分析实验现象，从而加深对物理原理的理解和掌握。
本文将以大学物理仿真实验为主题，探讨其在物理教学中的重要性和应用价值。
一、物理仿真实验的意义物理仿真实验是一种虚拟实验教学手段，通过计算机技术和数学模型，将真实的物理实验过程模拟到计算机软件中，使学生可以在虚拟环境中进行实验操作和观察实验现象。
与传统实验相比，物理仿真实验具有以下几个方面的意义。
1. 提供安全环境物理实验中常常涉及到高温、高压、高电压等危险因素，如果学生没有足够的实验经验和安全意识，很容易发生事故。
而物理仿真实验可以提供一个安全的环境，让学生在虚拟场景中进行实验操作，避免了实验过程中的安全隐患。
2. 提供多样实验条件物理仿真实验可以根据不同的实验要求和学生的学习进度，提供多样的实验条件。
学生可以通过调整参数、改变实验环境等方式，观察和分析不同条件下的实验现象，深入理解物理原理。
3. 提供实验重复性在传统实验中，学生可能因为操作不当或其他原因导致实验结果不准确或失败。
而物理仿真实验可以提供实验的重复性，学生可以反复进行实验，找出问题所在，并改正错误，从而提高实验的准确性和可靠性。
二、物理仿真实验的应用价值物理仿真实验在物理教学中具有广泛的应用价值，不仅可以提高学生的实验操作能力，还可以培养学生的科学思维和创新能力。
1. 提高实验操作能力物理仿真实验可以让学生熟悉实验仪器的使用方法和实验步骤，培养他们的实验操作能力。
通过虚拟实验，学生可以反复练习实验操作，掌握实验技巧，提高实验的准确性和效率。
2. 培养科学思维物理仿真实验可以培养学生的科学思维，让他们学会观察、分析和解释实验现象。
在虚拟实验中，学生需要通过观察实验现象、整理数据、分析规律等步骤，从而培养他们的科学思维和逻辑思维能力。
3. 提升创新能力物理仿真实验可以激发学生的创新能力。
大学物理仿真实验实验报告_分光计
大学物理仿真实验实验报告_分光计.大学物理仿真实验实验报告分光计土木21班2120702008崔天龙..验项目名称:分光计一、实验目的1(使学生深入了解分光计的构造和设计原理，学会调整分光计的正确方法;2(了解用最小偏向角法测棱镜材料折射率的基本原理;3(完成测量折射率实验，并正确分析实验误差。
二、实验原理1(分光计的结构分光计主要由三部分:望远镜，平行光管和主体(底座、度盘和载物台)组成。
附件有小灯泡、小灯泡的低压电源以及看度盘的放大镜。
望远镜的目镜叫做阿贝目镜，如图1所示。
2(分光计的调整原理和方法调整分光计，最后要达到下列要求:(1)平行光管发出平行光;(2)望远镜对平行光聚焦(即接收平行光);(3)望远镜、平行光管的光轴垂直仪器公共轴。
分光计调整的关键是调好望远镜，其他的调整可以以望远镜为标准。
在调整望远镜时，可以先将小灯泡的光引入分划板，当分划板的位置刚好在望远镜的焦平面上时，从载物台上放置的平面镜上反射回来的光正好落在分划板上形成一个清晰的十字象。
利用这个原理可以将望远镜调好(出射平行光以及使望远镜的主轴与仪器主轴垂直)，当望远镜调好后就可以利用望远镜调节平行光管，此时就可以进行光线的角度的测量了。
3(用最小偏向角法测三棱镜材料的折射率..如下图，一束单色光以角入射到AB面上，经棱镜两次折射后，从AC面射出来，出射角为。
入射光和出射光之间的夹角称为偏向角。
当棱镜顶角A一定时，偏向角的大小随入射角的变化而变化。
而当=时，为最小(证明略)。
这时的偏向角称为最小偏向角，记为。
由上图可以看出，这时设棱镜材料折射率为n，则故..由此可知，要求得棱镜材料的折射率n，必须测出其顶角A和最小偏向角。
三、实验仪器图 1 : 分光计仪器分光计是一种基本的光学测量仪器，能准确快捷地测量各种角度，该仪器配上棱镜、光栅等可用于光谱测量。
配上偏振片、波片等，可作为椭偏仪使用。
图 2 : 分光计分光计中心为载物台，外围为刻度盘和游标盘，双游标的作用是为了消除刻度盘和游标盘中心不重合造成的偏心误差。
物理仿真实验报告
物理仿真实验报告物理仿真实验报告引言：物理仿真实验是一种通过计算机软件模拟真实物理实验的方法，它可以帮助我们深入理解物理现象和原理。
本篇报告将介绍我进行的一次物理仿真实验，重点讨论实验的目的、方法、结果和结论。
实验目的：本次实验的目的是研究物体在受到不同力的作用下的运动规律，并探究力对物体运动的影响。
通过仿真实验，我们可以观察和分析物体在不同力的作用下的运动轨迹、速度和加速度的变化。
实验方法：我们使用了一款物理仿真软件，在虚拟环境中进行实验。
首先，我们选择了一个简单的物理模型，如自由落体或平抛运动。
然后，我们设置不同的初始条件和力的大小，观察物体的运动情况。
通过改变初始速度、质量或施加的力的方向，我们可以研究不同情况下的运动规律。
实验结果：在实验中，我们观察到了许多有趣的现象和规律。
例如，在自由落体实验中，我们发现物体在没有外力作用下以恒定的加速度向下运动，这个加速度被称为重力加速度。
我们还发现，物体的质量对自由落体的运动没有影响，所有物体都以相同的加速度自由下落。
在平抛运动实验中，我们发现物体在水平方向上做匀速直线运动，而在竖直方向上受到重力的影响而做自由落体运动。
通过改变施加的力的大小和方向，我们还研究了物体在斜面上滑动的情况。
我们发现，施加的力越大，物体的加速度越大，滑动的速度也越快。
而改变施加力的方向会改变物体在斜面上的运动轨迹，例如，当施加的力与斜面垂直时，物体只会沿着斜面下滑，而不会在水平方向上运动。
结论：通过这次物理仿真实验，我们深入了解了物体在受到不同力的作用下的运动规律。
我们发现，物体的质量对自由落体和平抛运动没有影响，而施加的力的大小和方向会直接影响物体的加速度和运动轨迹。
这些发现对我们理解和应用物理学原理具有重要意义。
在实际的物理实验中，我们往往受到实验条件的限制，无法进行大范围的变量改变和数据记录。
而物理仿真实验则为我们提供了一个灵活、可控的环境，使我们能够更深入地研究物理现象。
大学物理仿真实验报告
实验名称：光电效应实验实验日期：2023年4月10日学号：2120302003实验人员：张三、李四一、实验目的1. 通过仿真实验，理解光电效应的基本原理。
2. 掌握光电效应方程的推导过程。
3. 分析入射光频率与光电子最大初动能之间的关系。
4. 熟悉光电效应在光电探测技术中的应用。
二、实验原理光电效应是指当光照射到金属表面时，金属表面会发射出电子的现象。
根据爱因斯坦的光电效应方程，光电子的最大初动能 \(E_k\) 与入射光的频率 \(v\) 和金属的逸出功 \(W_0\) 之间存在以下关系：\[E_k = hv - W_0\]其中，\(h\) 为普朗克常数。
三、实验步骤1. 打开仿真软件，设置入射光的频率和强度。
2. 调整金属表面的逸出功，观察光电子的发射情况。
3. 记录不同频率入射光下的光电子最大初动能。
4. 分析入射光频率与光电子最大初动能之间的关系。
四、实验结果与分析1. 当入射光的频率较低时，光电子的发射率较低，且光电子的最大初动能较小。
2. 随着入射光频率的增加，光电子的发射率逐渐增加，光电子的最大初动能也随之增加。
3. 当入射光的频率达到一定值时，光电子的发射率达到最大，此时光电子的最大初动能也达到最大值。
4. 当入射光的频率继续增加时，光电子的发射率逐渐降低，光电子的最大初动能也逐渐降低。
根据实验结果，可以得出以下结论：1. 光电效应方程 \(E_k = hv - W_0\) 是正确的。
2. 入射光的频率与光电子的最大初动能之间存在正相关关系。
3. 光电效应在光电探测技术中具有广泛的应用。
五、实验总结本次实验通过仿真实验，使我们深入理解了光电效应的基本原理，掌握了光电效应方程的推导过程，并分析了入射光频率与光电子最大初动能之间的关系。
通过实验，我们认识到光电效应在光电探测技术中的重要性，为今后的学习和研究打下了坚实的基础。
六、实验拓展1. 研究不同金属的逸出功对光电效应的影响。
2. 探究光强度对光电效应的影响。
大学物理仿真实验报告
大学物理仿真实验报告目录1. 实验目的和意义1.1 实验目的1.2 实验意义2. 理论背景介绍2.1 牛顿力学2.2 动量守恒定律2.3 能量守恒定律3. 实验器材和原理3.1 实验器材3.2 实验原理4. 实验步骤4.1 实验准备4.2 实验具体步骤5. 实验数据记录及分析5.1 数据记录5.2 数据分析6. 实验结论与讨论6.1 实验结论6.2 结论讨论7. 实验中的问题及解决方法7.1 问题描述7.2 解决方法实验目的和意义实验目的本实验旨在通过物理仿真模拟，探究运动物体的力学规律，深入理解牛顿力学原理以及动量守恒和能量守恒定律。
实验意义通过本实验，可以加深对物理定律的理解，提高实验操作能力，培养科学思维和分析问题的能力。
理论背景介绍牛顿力学牛顿力学是经典物理力学的一个重要分支，主要描述了物体受力下的运动规律，包括牛顿三定律等内容。
动量守恒定律动量守恒定律表明，在一个封闭系统内，系统的总动量保持不变，即系统内所有物体的动量之和在任意时刻都是恒定的。
能量守恒定律能量守恒定律是物理学中的一个基本原理，即在一个封闭系统内，系统的总能量保持不变，能量可以转化形式但总量不变。
实验器材和原理实验器材本实验所需器材包括计算机、物理仿真软件等。
实验原理实验基于牛顿力学原理，通过模拟不同条件下物体的运动，验证动量守恒和能量守恒定律。
实验步骤实验准备1. 打开计算机，启动物理仿真软件。
2. 设置实验初始参数，包括物体质量、速度等。
实验具体步骤1. 进行单个物体的运动模拟，记录相关数据。
2. 进行碰撞实验，观察动量和能量的转移情况。
3. 分析实验结果，得出结论。
实验数据记录及分析数据记录在实验过程中记录了单个物体的运动轨迹、速度等数据，以及碰撞实验中的动量和能量转移情况。
数据分析通过对实验数据的分析，可以验证动量守恒和能量守恒定律是否得到满足，进一步探讨物体运动规律。
实验结论与讨论实验结论实验结果表明，在所设定条件下，动量守恒和能量守恒定律是成立的，验证了物理定律在模拟实验中的适用性。
大学物理仿真实验报告-利用单摆测量重力加速度(2)
西安交通大学
大学物理仿真实验
实验报告
利用单摆测量重力加速度
实验简介
单摆实验是个经典实验，许多著名的物理学家都对单摆实验进行过细致的研究。
本实验的目的是学习进行简单设计性实验的基本方法，根据已知条件和测量精度的要求，学会应用误差均分原则选用适当的仪器和测量方法，学习累积放大法的原理和应用，分析基本误差的来源及进行修正的方法。
实验原理
单摆的结构参考图1单摆仪,一级近似的周期公式为
T=2π√l
g
由此通过测量周期摆长求重力加速度。
实验仪器
单摆仪，摆幅测量标尺，钢球，游标卡尺，秒表，刻度尺实验过程及原始记录
测量内容及数据处理
T=1.825s
L=91.50cm
g=4π2L−D2⁄
T2
=4π2
(91.50−1.7462⁄)
1.8252
=10.74m s2
⁄
E g=
△D2⁄
L−D2⁄
=
0.022⁄
91.50−1.7462⁄
=0.11%△g=gE g=0.012m s2
⁄
所以实验结果：
g=10.74±0.012m/s2
误差分析
1.游标卡尺，直尺等读书误差；
2.钢球摆过平衡位置时未能及时计时；
总结反思
实验结果与实际结果存在一定偏差，实验过程检查无误，原理清晰，以后做类似实验需要设计更为精确的实验方案。
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物理仿真实验
姓名：索玉昌
班级：信息54
学号：2150508187
实验名称：不良导体热导率的测量
1、实验目的
1、学会用稳态平板法测定不良导体的导热系数；
2、学会用作图法求出冷却速率。
2、仪器用具及使用方法
仪器：自耦调压器,数字电压表,杜瓦瓶,游标卡尺,电子秒表。
使用方法：
（1）开始实验后，从实验仪器栏将橡胶盘、电子秒表和游标卡尺拖至实验台上。
（2）测量铜盘、橡胶盘的直径及厚度并记录到实验表格中。
（3）将橡胶盘拖至主仪器的支架上
(4) 连接好线路，调节自耦调压器，开始加热。
(5) 移走橡胶盘，加热铜盘A、C。
(6) 移走上铜盘，让下铜盘独立散热。
(7) 记录数据。
3、测量内容及数据处理
测量铜盘直径（单位：mm）
测量铜盘厚度（单位：mm）
测量橡胶盘直径（单位：mm）
测量橡胶盘厚度（单位：mm）
A盘加热到平衡温度时的温差电动势的绝对值: 3.25mv
C盘加热到平衡温度时的温差电动势的绝对值： 2.35mv
C盘降温过程中不同时刻温度对应的温差电动势（每隔30s记录一次）：
测量次数 1 2 3 4 5 6
电压(mv) 2.77 2.72 2.68 2.63 2.59 2.54 7 8 9 10 11 12 13 2.49 2.45 2.41 2.36 2.32 2.28 2.24
由逐差法可得
散热盘散热速率测定：0.0015（mv/s）
由导热系数的公式：
λ=0.151
（3）
由题意可知，。
（4）由逐差法求得的
与线性拟合出的数据均为0.0357，
误差为0%，故橡胶盘的热导系数为0.151
4、小结
结论：橡胶盘的热导系数为0.151
，
=0.0357，冷却速率误差为0。
误差分析：（1）仪器误差使得测量不精确
（2）游标卡尺读数误差
建议：用更精确的仪器或者等仪器稳定后读数，多次测量取平
均值。
5、思考题
1 试分析实验中产生误差的主要因素以及实验中是如何减小误差的？
误差分析：（1）仪器误差使得测量不精确
（2）游标卡尺读数误差
建议：用更精确的仪器或者等仪器稳定后读数，多次测量取平
均值。
2. 傅里叶定律dQ（传热速率）是不易测准的量。
本实验如何巧妙地避开了这一难题？
答：本实验中利用了稳态下铜板散热量与待测板传热量相等这一条件，将测不良导体传热速率的问题转化为了测良导体散热速率的问题，而对于铜板这一良导体，其质量与比热是可知的，故测热量的变化又可转化为测量铜板温度的变化，又根据温差产生电压，并且电压大小同温差成正比，从而只需测量一些简单的量即可得出不良导体的传热速率。