力学创新实验
工程力学创新实验方案
工程力学创新实验方案一、实验目的本实验旨在通过创新实验方案，拓展工程力学实验的内容和方法，提高学生对工程力学课程的理解和应用能力，培养学生解决工程实际问题的能力。
二、实验内容1. 利用新材料和新技术开展工程力学实验2. 设计并开发新型工程力学实验设备3. 结合计算机仿真技术开展工程力学实验研究4. 探索工程力学实验教学与企业合作的新模式三、实验步骤1. 利用新材料和新技术开展工程力学实验（1）选取一个具有典型实际应用价值的工程力学实验课题，如材料性能测试、结构力学模型等。
（2）采用新材料和新技术，如纳米材料、碳纤维材料等，进行实验研究。
（3）采用先进的测量和分析设备，如纳米力学测试仪、原子力显微镜等，对实验数据进行分析和处理。
（4）结合新材料和新技术的特点，对比实验结果，总结新材料和新技术在工程力学中的应用优势和局限性。
2. 设计并开发新型工程力学实验设备（1）针对工程力学实验中存在的技术难题，如设备精度、实验环境控制等，进行实验设备的设计和研发。
（2）结合现代化制造技术，如3D打印、激光切割等，自主设计并开发新型工程力学实验设备。
（3）对新型工程力学实验设备进行实验验证，评估其性能和可行性。
3. 结合计算机仿真技术开展工程力学实验研究（1）选取一个具有代表性的工程力学实验课题，如结构力学、动力学、材料力学等。
（2）利用计算机仿真软件，建立相应的数值模型，并进行模拟计算。
（3）对比计算结果与实验数据，分析计算模型的准确性和可靠性。
（4）探索计算机仿真技术在工程力学实验研究中的应用前景和发展方向。
4. 探索工程力学实验教学与企业合作的新模式（1）选取一个具有潜在应用价值的工程力学实验课题，与相关企业合作，开展实验研究。
（2）利用企业资源和技术支持，对实验课题进行深入研究和探索。
（3）通过与企业的合作，开展实验教学与产业研究的结合，拓展工程力学实验教学的应用领域。
四、实验设计1. 实验方案的选择（1）根据实验目的和内容，确定实验方案的选择及实验课题的具体内容。
(高中物理)专题10力学创新实验
年高考物理实验精选百题解析专题10 力学创新实验1、〔8分〕〔13校联考〕随着环保节能意识的增强，自行车重新成为短途出行的重要交通工具，它不仅能保护环境，节约能源，而且相比走路感觉更“省力〞。
某同学想通过简单的器材，包括“台秤、卷尺和秒表〞，验证是否“省力〞。
他认为是否“省力〞需比较同等条件下人所消耗的能量多少。
〔1〕步骤一：估测一个人沿直线步行距离s所消耗的能量E1。
他认为人步行消耗的主要能量用于克服重力做功，运用上述器材，他测量了“人的质量m、腿长L、步幅d〞；运用上述物理量符号可得E 1= ________________〔写表达式〕〔2〕〔单项选择题〕一个体重为60k g普通高中男生，步行100米，消耗能量约〔〕〔3〕步骤二：估测一个人骑自行车沿直线前进距离s所消耗的能量E2。
他假定人骑自行车前进时阻力不变。
他测量了“人和车的总质量M，骑车匀速前进距离s1和对应的时间t〞，他还可以测___________________________________〔写出一个物理量及相应符号〕，运用上述物理量符号可得E2 =______________〔写表达式〕。
最后比较E1和E2，即可验证是否“省力〞。
以测停止蹬车后人和自行车滑行的距离s2，骑车匀速前进速度v= s1/t，由动能定理，E2-fs1=12Mv2，f s2=12Mv2，联立解得：E2=22212tssMs。
2．〔6分〕〔闵行区二模〕某同学为了探究杆子转动时的动能表达式，设计了以下图a 所示的实验：质量为m 的均匀长直杆一端固定在光滑转轴O 处，杆由水平位置静止释放，用光电门测出另一端A 经过某位置时的瞬时速度v A ，并记下该位置与转轴O 的高度差h 。
⑴设杆的有效宽度为d 〔d 很小〕，A 端通过光电门的时间为t ，那么A 端通过光电门的瞬时速度v A 的表达式为。
⑵调节h 的大小并记录对应的速度v A ，数据如下表。
为了寻找反映v A 和h 的函数关系，请选择适当的数据处理方法，并写出处理后数据间的函数关系________________。
理论力学创新实验
的确定
摩擦因素
9
高速转子动平衡测 对高速转子进行动平
试实验
衡校准
2人
2 提高 选做
10
转动刚体动反力测 测量转动刚体的静反
试
力和动反力
2人
2 提高 选做
11
用自由衰减振动法 测定单自由度振动 系统的阻尼比
用自由衰减振动测定 单自由度阻尼比
1 提高 选做
用半功率点法测定
12 单自 由度振动系统
1 提高 选做
25
走钢丝的平衡问题 分析
个人或 小组
研究 选做
26
玉米摘穗装置设计 原理及分析
个人或 小组
研究 选做
27
万能铁皮钳的原理 分析及改进设计
个人或 小组
研究 选做
28
杠杆原理应用的典 范-大力钳
个人或 小组
研究 选做
29
推土机机构运动分 析
个人或 小组
研究 选做
30
起重机机构运动分 析
个人或 小组
31
2人
改变三线摆扭转角、测 2 人
实验 时数
2 2 1 1
2
2 2
实验 类型
基本
必做 选做
必做
基本 必做
基本 必做
基本 必做
提高 选做
提高 选做 提高 选做
备注
动 惯 量 量 测精 度 影 量试件的转动惯量
响
自行车轧皮与车圈 测量晴天和雨天的自
8 之间的动摩擦因数 行车轧皮与车圈的动 2 人
2 提高 选做
46
单式动力吸振器的 吸振实验
个人或 小组
47
复式动力吸振器的 吸振实验
个人或 小组
2020新课标高考物理练习：力学创新实验含解析
(建议用时：20分钟)1.某同学用如图甲所示装置测小滑块与桌面间的动摩擦因数．实验过程如下：一轻质弹簧放置在粗糙水平固定桌面MN 上，弹簧左端固定，弹簧处于原长时，弹簧右端恰好在桌面边缘处，现用一个小滑块压缩弹簧并用锁扣锁住．已知当地的重力加速度为g ，弹簧的劲度系数为k .(1)实验中涉及下列操作步骤：①用天平测量出小滑块的质量m ，查出劲度系数为k 的弹簧的形变量为x 时的弹性势能的大小为E p ＝12kx 2.②测量桌面到地面的高度h 和小滑块抛出点到落地点的水平距离s . ③测量弹簧压缩量x 后解开锁扣．④计算小滑块与水平桌面间的动摩擦因数．Ⅰ.上述步骤正确的操作顺序是____________(填入代表步骤的序号)． Ⅱ.上述实验测得小滑块与水平桌面间的动摩擦因数的大小为____________．(2)再通过更换材料完全相同、但大小和质量不同的滑块重复操作，得出一系列滑块质量m 与它抛出点到落地点的水平距离s .根据这些数值，作出s 2－1m 图象，如图乙所示．由图象可知，滑块与水平桌面之间的动摩擦因数μ＝__________；每次弹簧被压缩时具有的弹性势能大小是____________．(用b ，a ，x ，h ，g 表示)2.(20xx·青岛二模)如图所示，某实验小组同学利用DIS 实验装置研究支架上力的分解，A 、B 为两个相同的双向力传感器，该型号传感器在受到拉力时读数为正，受到压力时读数为负．A 连接质量不计的细绳，可沿固定的板做圆弧形移动．B 固定不动，通过光滑铰链连接长 0.3 m 的杆．将细绳连接在杆右端O 点构成支架．保持杆在水平方向，按如下步骤操作：①测量绳子与水平杆的夹角∠AOB ＝θ ②对两个传感器进行调零③用另一根绳在O 点悬挂一个钩码，记录两个传感器的读数 ④取下钩码，移动传感器A 改变θ角 重复上述实验步骤，得到表格.F1 1.0010.580… 1.002…F2－0.868－0.291…0.865…θ30°60°…150°…(1)根据表格，A传感器对应的是表中力________(选填“F1”或“F2”)．钩码质量为________kg(g取10 m/s2，保留1位有效数字)．(2)本实验中多次对传感器进行调零，对此操作说明正确的是________．A．因为事先忘记调零B．何时调零对实验结果没有影响C．为了消除横杆自身重力对结果的影响D．可以完全消除实验的误差3．(20xx·全国押题卷二)甲、乙同学均设计了测动摩擦因数的实验，已知重力加速度为g.(1)甲同学设计的实验装置如图甲所示，其中A为置于水平面上的质量为M的长直木板，B为木板上放置的质量为m的物块，C为物块右端连接的一个轻质弹簧测力计，连接弹簧的细绳水平，实验时用力向左拉动A，当C的示数稳定后(B仍在A上)，读出其示数F，则该设计能测出________(填“A与B”或“A与地面”)之间的动摩擦因数，其表达式为μ＝________．(2)乙同学的设计如图乙所示，他在一端带有定滑轮的长木板上固定A、B两个光电门，与光电门相连的计时器可以显示带有遮光片的物块在其间的运动时间，与跨过定滑轮的轻质细绳相连的轻质测力计能显示挂钩处所受的拉力，长木板固定在水平面上，物块与滑轮间的细绳水平，实验时，多次改变沙桶中沙的质量，每次都让物块从靠近光电门A处由静止开始运动，读出多组测力计示数F及对应的物块在两光电门之间的运动时间t；在坐标系中作出F－1t2的图线如图丙所示，图线的斜率为k，与纵轴的截距为b，因乙同学不能测出物块质量，故该同学还应该测出的物理量为________(填所测物理量及符号)．根据所测物理量及图线信息，可知物块与木板之间的动摩擦因数表达式为μ＝________．热点17力学创新实验1．解析：(1)Ⅱ.由平抛运动规律，s＝v t，h＝12gt2，解得v＝sg2h.设弹簧被压缩时的弹。
探索力学 小学生的科学实验
探索力学小学生的科学实验力学是物理学的一个重要分支，研究物体的力、运动和相互作用。
运用力学原理进行科学实验，不仅可以培养小学生的科学思维和实践能力，还能让他们在实验中亲身体验力学的奥妙。
本文将介绍几个适合小学生探索力学的简单实验。
实验一：物体的平衡材料：一本书、一支铅笔步骤：1. 将一本书平放在桌子上。
2. 将铅笔横放在书上，调整铅笔的位置，使其保持平衡。
3. 尝试移动铅笔，观察书的反应。
实验原理：物体保持平衡的条件是施加在物体上的力相互平衡。
在这个实验中，铅笔的重力和桌子对其的支持力达到平衡，使其保持横放的状态。
当移动铅笔时，这种平衡状态被打破，书将对铅笔施加一个力，试图让它重新恢复平衡。
实验二：斜面小车材料：一块平滑的斜面，一辆小车，一张纸片步骤：1. 将斜面放在桌子上，使其略带倾斜。
2. 将小车放在斜面的上方，放开小车，观察其滑下斜面的情况。
3. 将纸片折成坡度适合的斜面，再次进行实验。
实验原理：当小车放在斜面上时，斜面施加一个平行于斜面的向下力——分解为垂直向下的重力和平行于斜面的支持力。
小车在斜面上滑下的速度和斜面的角度有关，角度越大，小车下滑的速度越快。
而利用纸片将斜面变陡，小车会更快地下滑。
实验三：重物砰砰砰材料：一个玻璃杯，一张纸片，一块硬纸板，一块重物（如铅笔）步骤：1. 将玻璃杯倒扣在桌子上。
2. 将纸片摺叠成一个小坡，放在杯子的边缘。
3. 将硬纸板插入纸片下方，支撑住它。
4. 将重物慢慢放在纸片的上方。
实验原理：当重物放置在纸片上方时，纸片承受了重力，会弯曲。
当纸片弯曲到一定程度时，会突然断裂，重物会掉进杯内。
这是因为纸片的弯曲会引起材料的内部应力，当弯曲超过纸片的承受极限时，纸片就会断裂。
通过以上几个简单的实验，小学生可以亲身感受力学的基本原理和实际应用。
在实验中培养的观察、分析和解决问题的能力，对他们的科学素养和创新思维的发展都有着积极的影响。
因此，我们鼓励小学生进行更多的科学实验，让他们在实践中探索力学的奥秘，激发他们对科学的兴趣和热爱。
材料力学教学创新实践(3篇)
第1篇一、引言材料力学作为一门重要的基础课程，在工程教育和科学研究领域具有广泛的应用。
然而，传统的材料力学教学模式往往以教师讲授为主，学生被动接受知识，导致学生缺乏主动性和创造性。
为了提高教学效果，培养具有创新精神和实践能力的人才，本文提出了一种材料力学教学创新实践方法。
二、教学创新实践方法1. 项目驱动教学项目驱动教学是一种以项目为中心的教学模式，通过学生完成实际项目来学习知识、解决问题。
在材料力学教学中，可以设计一系列与实际工程相关的项目，如桥梁设计、建筑结构分析等。
学生通过参与项目，将理论知识与实际应用相结合，提高实践能力和创新思维。
具体步骤如下：（1）项目设计：根据材料力学的教学大纲和实际工程需求，设计具有挑战性和实践性的项目。
（2）项目分解：将项目分解为若干个阶段，每个阶段对应一个知识点。
（3）学生分组：将学生分成若干个小组，每个小组负责完成一个阶段的项目。
（4）指导与交流：教师对学生在项目过程中遇到的问题进行指导和交流，帮助学生解决难题。
（5）成果展示与评价：项目完成后，各小组进行成果展示，教师和同学对项目进行评价。
2. 翻转课堂教学翻转课堂教学是一种将传统课堂讲授与课后自主学习相结合的教学模式。
在材料力学教学中，可以将课堂讲授的内容通过视频、PPT等形式提前上传到网络平台，学生在家自主学习和预习。
课堂上，教师引导学生进行讨论、实践和总结，提高课堂互动性和学习效果。
具体步骤如下：（1）课前预习：学生通过网络平台观看教师上传的教学视频，了解课程内容。
（2）课堂互动：教师组织学生进行讨论、实践和总结，加深对知识的理解。
（3）课后巩固：学生通过课后作业、实验等环节巩固所学知识。
3. 虚拟仿真实验虚拟仿真实验是一种利用计算机技术模拟实际实验过程的教学方法。
在材料力学教学中，可以设计一系列虚拟仿真实验，如材料拉伸、压缩、弯曲等。
学生通过虚拟实验，直观地了解实验现象，掌握实验原理，提高实验技能。
钱令希力学创新实验班介绍
钱令希力学创新实验班介绍
钱令希力学创新实验班是由清华大学力学与工程科学系创办的一个以培养创新型人才为目标的实验班。
该实验班以培养学生独具慧眼、敢为人先、自主创新、勤奋韧毅、综合素质强的高水平科技创新人才为主要目的。
在学术及教育方面，实验班力求创新、实践，通过一系列改革举措，构筑起符合时代要求的新教育模式，积极地探索高层次科技创新人才的培养路径。
同时，实验班大力推进国际化教育，多次与国际著名高校及科研机构开展合作交流，引进先进的教学技术与理念，为学生提供更多的全球视野和机会。
钱令希力学创新实验班已成为清华大学力学与工程科学系全面深化教育改革的新理念、新体制和新成果的集中展示。
钱令希力学创新实验班成立于2003年，以清华大学特聘教授钱令希先生的名字命名，是清华大学力学与工程科学系佼佼者的培养基地。
该实验班对于学生的招生具有极高的要求，要求学生具备严密的思维、刻苦钻研的精神、创新的动力和较好的英语语言表达能力。
实验班分为理科和工科两大类，学生需要在入学时进行选择，实行小班教学，每个班级只招收30名学生。
除了学术和教育方面的重视外，钱令希力学创新实验班还非常注重学生的实践与交流。
实验班定期举办各种学术讲座、学生科技创新竞赛及各类国际交流活动等，鼓励学生广泛参与学术创新研究和社会实践活动，培养学生创新精神和实践能力。
实验班学生毕业后可以从事科研、教学、工程技术、投资管理和国际化企业的各个领域。
在过去的十几年，钱令希力学创新实验班已经为中国乃至全球的力学与工程科学领域输送了一大批高素质人才，成为了中国高等教育的一张靓丽名片，并在国际学术界和工业界享有良好的声誉。
材料力学创新实验报告
材料力学创新实验报告——加强筋对钢板强度的作用分析一、实验背景生活中, 很多都多构件都是用钢制的薄板做成的。
如宿舍中放物品的架子、图书馆中的书架、柜子的门等等。
通过观察, 我们发现: 这些钢板的背面都焊有一块长条状的加强筋。
而这些钢板又普遍要承受较大的载荷, 我们就考虑到: 这些加强筋对钢板强度的提高是否有帮助呢？同时我们有考虑到, 长条状的加强筋并没有覆盖到钢板的各个位置, 因此我想到: 对于有加强筋的钢板, 平面上不同位置的应变是否存在不同？二、实验目的1.通过将有加强筋的钢板与没有加强筋的钢板同时加载, 观察加强筋对钢板各点应力大小的影响。
2、通过粘贴应变花, 判断钢板受载荷时是否承受扭转应力。
三、实验方案选取两块材料、尺寸相同钢板, 其中一块背面焊有加强筋、另一块没有加强筋。
进行对照试验。
分别在两块钢板上相同的位置粘贴应变片。
并分别在相同位置加载, 测量各点应变, 进行对比。
分析加强筋对钢板强度的影响。
四、实验过程1.前期准备我们在实验室的柜子里找到了一块带有加强筋的钢板。
为了进行对比研究, 我们找到了一位铁匠师傅, 帮我们做了一块尺寸一样, 但是没有加强筋的钢板。
2.贴片方案本次实验, 我们在两块钢板上共贴了24个应变片。
如图2-1, 在没有加强筋的钢板上, 我们分别在正反面A.B.C.D四点各贴一片, 共计8片。
如图2-2, 在有加强筋的钢板上, 除了上述8片之外, 还在C、D点±45°方向的贴了片, 以研究钢板是否受扭。
图2-1图2-23.加载方案现实中承重钢板均可近似看成是承受的均布载荷, 对于本实验来讲, 采用均布加载似乎更合理些。
但由于应变片就在钢板的表面, 考虑到采用均布加载会触碰到应变片。
因此我们采用集中加载。
通过分析我们发现钢板应力最大的点为加载点。
因此我们在粘贴应变片的位置(即上图的A.B.C.D四点)分别加载。
每个点分别放置0.5kg 、1kg、2kg砝码, 进行三次加载。
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高中物理学习材料
（马鸣风萧萧**整理制作）
力学创新实验
1.（7分）（2013全国新课标理综1第22题）
图(a)为测量物块与水平桌面之间动摩擦因数的实验装置示意图。
实验步骤如下:
①用天平测量物块和遮光片的总质量M.重物的质量m；用游标卡尺测量遮光片的宽度d;用米尺测最两光电门之间的
距离s；
②调整轻滑轮，使细线水
平；
③让物块从光电门A的左
侧由静止释放，用数字毫秒计分别测出遮光片经过光电门A和光电门B所用的时间△t A和△t B,求出加速度a；
④多次重复步骤③，求a的平均值a；
⑤根据上述实验数据求出动擦因数μ。
回答下列为题：
(1) 测量d时，某次游标卡尺(主尺的最小分度为1mm)的示如图（b）所示。
其读数为 cm （2）物块的加速度a可用d、s、△t A,和△t B,表示为a=
(3) 动摩擦因数μ可用M、m、a和重力加速度g表示为μ=
（4）如果细线没有调整到水平.由此引起的误差属于 （填“偶然误差”或”系统误差” ） 答案：(1)0.960(2) s 21[(B
t d ∆)2-(A t d ∆)2] (3) ()Mg
a m M mg +- (4) 系统误差 2．（12分）（2013全国高考大纲版理综第23题）测量小物块Q 与平板P 之间的动摩擦因数的实验装置如图所示。
AB 是半径足够大的、光滑的四分之一圆
弧轨道，与水平固定放置的P 板的上表面BC 在B 点相切，C 点
在水平地面的垂直投影为C ′。
重力加速度为g 。
实验步骤如下：
①用天平称出物块Q 的质量m ；
②测量出轨道AB 的半径R 、BC 的长度L 和CC /的高度h ；
③将物块Q 在A 点由静止释放，在物块Q 落地处标记其落地
点D ；
④重复步骤③，共做10次；
⑤将10个落地点用一个尽量小的圆围住，用米尺测量圆心到C ′的距离s 。
（1）用实验中的测量量表示：
（ⅰ）物块Q 到达B 点时的动能E kB ＝__________；
（ⅱ）物块Q 到达C 点时的动能E kC ＝__________；
（ⅲ）在物块Q 从B 运动到C 的过程中，物块Q 克服摩擦力做的功W f ＝__________； （ⅳ）物块Q 与平板P 之间的动摩擦因数μ＝__________。
（2）回答下列问题：
（ⅰ）实验步骤④⑤的目的是 。
（ii ）已知实验测得的μ值比实际值偏大，其原因除了实验中测量量的误差之外，其它的可能是 （写出一个可能的原因即可）
2．（12分）答案： （1）（每空2分）（ⅰ）mgR （ⅱ）24mgs h （ⅲ）mgR -24mgs h （ⅳ）2
4R s L hL
- （2）减小实验结果的误差（2分） 圆弧轨道存在摩擦（或接缝B 处不平滑等）（2分）
3. （2013全国新课标理综II 第22题）（8分）某同
学利用下述装置对轻质弹簧的弹性势能进行探究：一
A Q
B P
C C ′
D R L
轻质弹簧放置在光滑水平桌面上，弹簧左端固定，右端与一小球接触而不固连；弹簧处于原长时，小球恰好桌面边缘，如图（a）所示。
向左推小球，使弹簧压缩一段距离后由静止释放；小球离开桌面后落到水平地面。
通过测量和计算。
可求得弹簧被压缩后的弹性势能。
回答下列问题：
（1）本实验中可认为，弹簧被压缩后的弹性势能Ep与小球抛出时的动能E k相等。
已知重力加速度大小为g。
为求得E k，至少需要测量下列物理量中的（填正确答案标号）。
A．小球的质量
B．小球抛出点到落地点的水平距离s
C．桌面到地面的高度h
D．弹簧的压缩量△x
E．弹簧原长l0
（2）用所选取的测量量和已知量表示E k，得E k= 。
（3）图（b）中的直线是实验测量得到的s--△x图线。
从
理论上可推出，如果h不变，m增加，s--△x图线的斜率会
（填“增大”、“减小”或“不变”）。
如果m不变，h增加，
s--△x图线的斜率会（填“增大”、“减小”或“不变”）。
由图（b）中给出的直线关系和E k的表达式可知，Ep与△x的次方成正比。
【答案】（1）ABC(3分)（2）
2
4
mgs
h
（2分)
（3）减小（1分) 增大（1分)2（1分)。