大学物理演示实验

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1、锥体上滚【试验目的】：1．通过观察与思考双锥体沿斜面轨道上滚的现象，使学生加深了解在重力场中物体总是以降低重心，趋于稳定的运动规律。2．说明物体具有从势能高的位置向势能低的位置运动的趋势，同时说明物体势能和动能的相互转换。【实验仪器】能量最低原理指出：物体或系统的能量总是自然趋向最低状态。本实验中在低端的两根导轨间距小，锥体停在此处重心被抬高了；相反，在高端两根导轨较为分开，锥体在此处下陷，重心实际上降低了。实验现象仍然符合能量最低原理。【实验步骤】：1．将双锥体置于导轨的高端，双锥体并不下滚；2．将双锥体置于导轨的低端，松手后双锥

2、体向高端滚去；3．重复第2步操作，仔细观察双锥体上滚的情况。【注意事项】：1．移动锥体时要轻拿轻放，切勿将锥体掉落在地上。2．锥体启动时位置要正，防止它滚动时摔下来造成变形或损坏。【实验原理】：手触式蓄电池【试验目的】：通过演示进一步理解接触电位差的概念。【试验仪器】：手触电池演示仪设wA、wB为金属A与B的逸出功（且wAwB），则它们的接触电势差为：VA－VB=（wA－wB）/e因此，相互接触的两块金属就相当于一个电池，如果在它们之间接一个电流计，当回路闭合，电流计就发生偏转，表明回路中有电流。【试验原理】：要使金属内电子脱离金

3、属表面的束缚所需的功，称为该金属的逸出功。不同的金属有不同的逸出功。两种不同的金属相互接触时，逸出功小的金属将失去电子而电位升高，逸出功大的金属将获得电子而电位降低（如图１）。结果这两种金属之间就产生了电位差，称之为接触电位差。【操作步骤】：将双手分别放在铜板（wＣｕ＝4.65ev）和铝板（wAl＝4.28ev）上，因人是导体，与两金属板接触，从而产生接触电位差，此时两块金属板通过人体连接构成了一个等效电池（如图２），当回路闭合时，观察电流计的变化。返回雅格布天梯【试验目的】：通过演示来了解气体弧光放电的原理。【试验仪器】：雅格布天

4、梯演示仪。雅格布天梯中的两电极构成为一梯形，下端间距小，因而场强大（因Ë=–U）。其下端的空气最先被击穿而放电。由于电弧加热（空气的温度升高，空气就越易被电离,击穿场强就下降），使其上部的空气也被击穿，形成不断放电。结果弧光区逐渐上移，犹如爬梯子一般的壮观。当升至一定的高度时，由于两电极间距过大，使极间场强太小不足以击穿空气，弧光因而熄灭。【操作步骤】：打开电源，观察弧光的产生，移动及消失。【试验原理】：给存在一定距离的两电极之间加上高压，若两电极间的电场达到空气的击穿电场时，两电极间的空气将被击穿，并产生大规模的放电，形成气体的

5、弧光放电。陀螺进动【实验目的】：演示旋转刚体（车轮）在外力矩作用下的进动。【实验仪器】：陀螺进动仪【实验原理】：陀螺转动起来具有角动量L,当其倾斜时受到一个垂直纸面向里的重力矩(r×mg)作用,根据角动量原理,其方向也垂直纸面向里。下一时刻的角动量L+△L向斜后方,陀螺将不会倒下,而是作进动。【实验步骤】：用力使陀螺快速转动，将其倾斜放在支架上，放手后陀螺不仅绕其自转轴转动，而且自转轴还会绕支架旋转。这就是进动现象。【注意事项】：注意保护陀螺，快要停止转动时用手接住,以免掉到地上摔坏。弹性碰撞仪【实验目的】：演示等质量球的弹性碰撞过

6、程，加深对动量原理的理解。演示弹性碰撞时能量的最大传递。使学生对弹性碰撞过程中的动量、能量变化过程有更清晰的理解。【实验仪器】：弹性碰撞仪【实验原理】：由动量守恒和能量守恒原理可知：在理想情况下，完全弹性碰撞的物理过程满足动量守恒和能量守恒。当两个等质量刚性球弹性正碰时，它们将交换速度。多个小球碰撞时可以进行类似的分析。事实上，由于小球间的碰撞并非理想的弹性碰撞，还是有能量损失的，故最后小球还是要静止下来。【实验步骤】：1．调整固定摆球的螺丝，尽量使摆球的中心处于同一直线上；2．拉起最左边的一个摆球，释放，让其撞击其它的摆球，可以观

7、察到最右侧的一个球立即摆起，其振幅几乎等于左边小球的摆幅；3．同时拉起左侧的两个、三个或四个摆球，释放，让其撞击剩余的摆球，可观察到另一侧相同数目的摆球立即摆起，其摆幅几乎等于被拉起摆球的摆幅。【注意事项】：1．随时注意保持7个摆球的球心处于同一直线上；2．球的摆幅不要太大，否则效果反而不好；3.不要用力拉球，以免悬线断开。伯努利悬浮球【实验目的】：了解伯努利原理及实验现象【实验仪器】：伯努利悬浮球【实验原理】：据伯努利原理，单位质量的流体的动能（流速头）、势能（位置头）和压力能（压力头）的和在同一流线上为一定值。流体的流速大处，其

8、压强小，流速小时，其压强大。由此可知：当球体靠近喷口时，由于喷流从球体上向下喷出，就造成球体上方的压力低于下方的大气压力，由于两者之间的压差大于球体的重量，球体就被压在（托举在）喷口下方不被吹离。【实验步骤】：1．打开气泵，观察到气流