理论力学多功能实验装置

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1、TME—1型理论力学多功能实验装置实验指导书杜锦才浙江大学机械与能源工程学院2003年10月15实验一实验方法测定物体的重心一、实验目的：1、通过实验加深对合力概念的理解；2、用悬挂法测取不规则物体的重心位置；3、用称重法测取重力摆（两个圆盘和一跟直杆可自由组合成不同的摆）的重心位置并用力学方法计算重量。二、实验设备和仪器1、TME—1理论力学多功能实验装置；2、不规则物体（各种型钢组合体）；3、重力摆模型；4、弹簧秤。三、实验原理物体的重心的位置是固定不变的。再利用柔软细绳的受力特点和两力平衡原理，我们可

2、以用悬挂的方法决定重心的位置；又利用平面一般力系的平衡条件，可以测取杆件的重心位置和物体的重量。四、实验方法和步骤A、悬挂法1、从柜子里取出求重心用的组合型钢试件，用将把它描绘在一张白纸上；2、用细索将其挂吊在上顶板前面的螺钉上（平面铅垂），使之保持静止状态；3、用先前描好的白纸置于该模型后面，使描在白纸上的图形与实物重叠。再用笔在沿悬线在白纸上画两个点，两点成一线，便可以决定此状态的重力作用线；4、变更悬挂点，重复上述步骤2-3，可画出另一条重力作用线；5、两条垂线相交点即为重心。15B、称重法1、取出实

3、验用平衡摆。按图将摆通过线绳悬挂于实验装置的前面顶板上，其中的一端挂于钩秤上，并使摆杆保持水平。2、读取钩秤的读数，并记录；3、将钩秤置换到另一端，并使摆杆保持水平；4、重复步骤2；五、数据记录与处理A、悬挂法（请同学另附图）B、称重法左边读数（kg）右边读数（kg）重量（kg）重心位置(mm)六、注意事项1、实验时应保持重力摆水平；2、弹簧称在使用前应调零。七、思考题1、实验时重力摆不能保持水平，对实验精度有何影响？2、试分析可能引起误差的原因。15实验二求振动系统的刚度系数和固有频率一、实验目的：1、了

4、解并掌握一维振动系统的刚度系数的测定；2、求取振动系统的固有频率；3、了解考虑弹簧质量时，对振动周期的影响并进行等效质量的计算。二、实验设备和仪器1、TME—1理论力学多功能实验装置；2、100g砝码1个，200g砝码2个；3、砝码托盘一个；三、实验原理弹簧质量组成的振动系统，在弹簧的线性变形范围内，系统的变形和所受到的外力的大小成线性关系。据此，施加不同的力，得到不同的变形，可以得到系统的刚度系数。四、实验方法和步骤1、将砝码托盘钩挂在“弹簧质量系统”的塑料质量模型上2、记录此时塑料质量模型上指针所在的初

5、始位置；3、将100g的砝码放置于砝码托盘上，读取指针的位置并做记录；4、按100g的增量变换砝码，直到砝码重量达500g，并记录相应的指针位置；5、在坐标上画出系统变形与砝码重量之间的关系曲线；6、计算振动系统的刚度系数和固有频率。15五、数据记录与处理1、系统刚度系数的测定指针位置变形量刚度系数平均刚度系数0g100g100g100g100g100g(N/m)2、系统固有频率的计算(Hz)六、注意事项1、实验前，应通过调节弹簧固定端的调节螺栓使系统的模型保持水平；2、读数时眼睛应平视，以尽量减小读数误差

6、；七、思考题1、在考虑弹簧质量的情况下，系统的等效质量是否等于塑料模型的质量加四根弹簧的质量？2、试分析系统的误差。15实验三、测定“空中输电线”模型的振幅与风速关系曲线一、实验目的1、了解风激励对空中输电线产生的振动响应,认识共振的危害性；2、了解模型的抽象结果；3、测取“空中输电线”模型的振动幅值与风激励速度之间的关系曲线二、实验仪器和设备1、TME—1理论力学多功能实验装置；2、“空中输电线”模型；3、调压器1只；4、风速仪1台；5、光电转速表1只。三、实验原理“空中输电线”可以抽象为由弹簧和质量块组

7、成的系统模型。在风激励下，该系统将产生振动。激励频率与风速有关，而系统振幅又与激励频率有关。在不同的风速下，系统的振动频率是不同的。当激励频率接近系统的固有频率时，系统将产生共振。四、实验方法与步骤1、接通调压器电源，并将输出电压调节到100V，风机旋转；2、熟悉并试用光电转速表和风速仪，观察仪表是否均正常；3、待系统模型达到稳定振幅后，按住光电转速表的电源开关，激光对准风机后面的感光纸，并使激光照头离开感光纸约15cm左右的距离。读取光电转速表上的读数即测取风机的转速，并作记录；4、打开风速仪电源开光，使

8、风速感应风扇的迎风面（有黄色标记）正面迎风，读取风速仪上的数据即风速，并作记录；5、调节调压器使输出电压升高20V，重复上述步骤3-4，直到电压升高到200V为止。15五、实验结果与数据处理风机电压（V）风机转速(rpm)风速(m/s)模型振幅(mm)100120140160180200六、注意事项1、测量风机转速时，要注意转速表与风机间的距离间隔，不宜太大或太小；2、风机测速面，应保持清洁，以免产生测速干扰；3