傅科摆实验报告doc.docx

1、傅科摆实验报告doc傅科摆实验报告篇一：傅科摆实验报告班级：电气112学号：28 姓名：杨雪飞 大物演示实验报告项目名称：傅科摆演示实验实验目的：通过傅科摆演示，观察和理解地球的自转规律。加深对科氏奥利力的理解。 简单操作：1、将单摆拉开一定角度（不要超过底盘限定的范围），使其在竖直平面内摆动。2、调节底盘上的定标尺，使其方向与单摆的摆动方向一致。 实验现象：经过一段时间（大约1-2小时），单摆的摆动面与定标尺方向的夹角发生变化（大约1020度）。原理分析：地球自西向东旋转，其角速度的方向沿地轴指向北极（轴）。处于北半球某点的运动物体速度为，那么该物体所受的科氏奥利力的表达式为：f=2mv.科

2、氏奥利力f的方向垂直于一个平面，这个平面是由和?的方向所组成的平面，所以f垂直于，使发生偏转。傅科摆的演示直接证明了地球自西向东的自转。在地球的两级，傅科摆的摆动平面24小时转一圈，而在赤道上，傅科摆没有方向旋转的现象；在两极与赤道之间的区域，傅科摆方向的旋转速度介于两者之间。傅科摆在地球的不同地点旋转的速度不同，说明了地球表面不同地点的线速度不同，因此，傅科摆可以用来确定摆所处的纬度。 实验拓展：1851年,法国著名物理学家傅科(foucaultjeanbernarleon)为验证地球自转进行了一系列壮观的实验,所用的实验装置被后人称为傅科摆.这也是人类第一次用来验证地球自转的实验装置.该装

3、置可以显示由于地球自转而产生科氏奥利(coriolis)力的作用效应,也就是傅科摆振动平面绕铅垂线发生偏转的现象,即傅科效应。实际上这等同于观察者观察到地球在摆下的自转。傅科摆的摆锤直径0.30m,摆锤质量28kg,摆线长达67m,对于这 样的庞然大物,一般的大学实验室根本无法容纳得下,更不用说在课堂上当堂演示。 因地球自转角速度极小(10-5/s),故傅科摆振动平面偏转周期t105s.为了达到既能模拟傅科摆在地球自转影响下产生的傅科效应,同时又可大大缩短演示时间的双重目的,可以设计一匀角速转动的转盘来模拟地球的自转，然后考虑用置于该非惯性系中单摆的微小振动来近似傅科摆在地球的南、北两极点的运

4、动。 由于转盘的转动角速度可任意选定,从而可人为控制摆振动平面的偏转周期。但角速度太大时不便观察,太小时则周期过大使演示时间过长。所以应合适的选择转盘角速度。篇二：大学物理演示实验报告 实验一 锥体上滚【实验目的】：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】：锥体上滚演示仪 图1，锥体上滚演示仪【实验原理】：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

5、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】：2将双锥体置于导轨的低端，松手后双锥体向高端滚去；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。 实验二 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 图2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(rmg)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

6、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。实验三 弹性碰撞仪【实验目的】：1. 演示等质量球的弹性碰撞过程，加深对动量原理的理解。2. 演示弹性碰撞时能量的最大传递。3. 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 图3，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

7、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。实验四 伯努利悬浮球【实验目的】：了解伯

8、努利原理及实验现象【实验仪器】：伯努利悬浮球篇三：傅科摆实验 傅科摆实验才旺顿珠、贺闽捐一、傅科简介1819年，让傅科生于巴黎。傅科从小喜欢动手做试验，最初傅科学习的是医学， 后来才转行学习物理学。1862年，傅科使用旋转镜法成果的测定了光速为289 000km/s，这是当时相当了不起的成绩，因此他被授予了骑士二级勋章。此外，傅科还在实验物理方面做出了一些贡献。例如改进了照相术、拍摄到了钠的吸收光谱(但是解释是由基尔霍夫做出的)。傅科 傅科摆实验的第二年，即1852年，他制造出了回转仪(陀螺仪)-也就是现代航空、军事领域使用的惯性制导装置的前身。此外，他还发现了在磁场中的运动圆盘因电磁感应而产

9、生涡电流，这被命名为傅科电流。当然，不能忘记的是傅科摆实验，因为这个非常简单的演示了地球自转现象的实验，傅科获得了荣誉骑士五级勋章。二、历史背景1616年伽利略接受罗马教廷的审判，当他被迫承认 地心说 的时候，有人记载说，伽利略喃喃自语道:可是地球仍然在动啊!伽利略是否说过这句话已经不可靠，按理说后人杜撰的成分比较大。很难想象有人听见了伽利略低声说出的异端言论，并且把它记录了下来，更何况当时伽利略已经神志不太清醒。圣经说大地是不动的;而地球是存在自转和公转。那么，一个问题是，如何观察到地球的运动-比如自转呢? 时间回溯到1851年的巴黎。在国葬院(法兰西共和国的先贤祠)的大厅里， 让傅科(je

10、an foucault)正在进行一项有趣的实验。傅科在大厅的穹顶上悬挂了 一条67米长的绳索，绳索的下面是一个重达28千克的摆锤。摆锤的下方是巨大的 沙盘。每当摆锤经过沙盘上方的时候，摆锤上的指针就会在沙盘上面留下运动的轨迹。按照日常生活的经验，这个硕大无比的摆应该在沙盘上面画出唯一一条轨迹。 国葬院 该实验被评为物理最美实验之一。 实验开始了，人们惊奇的发现，傅科设置的摆每经过一个周期的震荡，在沙盘上画出的轨迹都会偏离原来的轨迹(准确地说，在这个直径6米的沙盘边缘，两个轨迹之间相差大约3毫米)。地球真的是在转动啊，有的人不禁发出了这样的感慨。 截止到XX年，巴黎国葬院中依然保留着150年前傅

11、科摆实验所用的沙盘和标尺。不仅仅是在巴黎，在世界各地你都可以看到傅科摆的身影，例如，你可以在北京天文馆看到一个傅科摆的复制品。 三、实验目的为了证明地球在自转，法国物理学家傅科(1819-1868)于1851年做了一次成功的摆动实验，傅科摆由此而得名。实验在法国巴黎先贤祠最高的圆顶下方进行，摆长67米，摆锤重28公斤，悬挂 点经过特殊设计使摩擦减少到最低限度。这种摆惯性和动量大，因而基本不受地球自转影响而自行摆动，并且摆动时间很长。在傅科摆试验中，人们看到，摆动过程中摆动平面 沿顺时针方向缓缓转动，摆动方向不断变化。分析 这种现象，摆在摆动平面方向上并没有受到外力作 用，按照惯性定律，摆动的空

12、间方向不会改变，因而可 知，这种摆动方向的变化，是由于观察者所在的地 球沿着逆时针方向转动的结果，地球上的观察者看到 相对运动现象，北京天文馆大厅里就有一个巨大的 傅科摆，时时刻刻提醒人们，地球在自西向东自转 着。无论我们认为地球是绕自身轴旋转，或者认为 是恒星绕地球旋转而地球处于静止，这都是无关紧 北京天文馆傅科摆 要的。四、实验原理悬挂方法：折叠摆的运动可以超然于地球的自转，但悬挂摆的支架一般却要带动它参与地球的自转。为解决这一问题，傅科采取了一种简单而巧妙的装置-万向节(如图)，从而使摆动平面超然于地球的自转。1851年在巴黎万神殿的圆拱屋顶上悬挂一个长约67米的大单摆，发现在摆的过程中

13、，摆动平面不断作顺时针方向的偏转，从而证明地球是在不断自转。 地球自西向东旋转，其角速度的方向沿地轴指向北极（z轴，如图 1所示）。处于北半球某点的运动物体速度方向（如图 2所示），那么该物体所受的科里奥利力的表达式为： 科里奥利力生偏转。 的方向垂直于一个平面，这个平面是由和的方向所组成的平面，所以垂直于,使发傅科的演示直接证明了地球自西向东的自转。在地球的两极，傅科摆的摆动平面24小时转一圈，而在赤道上，傅科摆没有方向旋转的现象；在两极与赤道之间的区域，傅科摆方向的旋转速度介于两者之间。傅科摆在地球的不同地点旋转的速度不同，说明了地球表面不同地点的线速度不同，因此，傅科摆还可以用于确定摆所

14、处的纬度。 傅科使用了如此巨大的摆是有道理的。由于地球转动的比较缓慢(相对摆的周期而言)，需要一个比较长的摆线才能显示出轨迹的差异。又因为空气阻力的影响，这个系统必须拥有足够的机械能(一旦摆开始运动，就不能给它增加能量)。所以傅科选择了一个28千克的铁球作为摆锤。此外，悬挂摆线的地方必须允许摆线在任意方向运动。傅科正是因为做到了这三点，才能成功地演示出地球的自转现象。五、历史影响傅科摆，时时刻刻提醒人们，地球在自西向东自转着。无论我们认为地球是绕自身轴旋转，或者认为是恒星绕地球旋转而地球处于静止，这都是无关紧要的。不论是在自然界、生活中、或在军事等领域，科里奥利力在很多方面都扮演者重要的角色。

15、在自然界中：气流涡旋的形成便是空气在向气压中心运动时受到科里奥利力的作用偏离了直线运动轨迹，从而旋转着向低压中心运动，形成了涡旋。而在南北半球，由于受到科里奥利力作用方向不同，北半球是逆时针的，南半球则相反。在北半球河流由于受到科里奥利力的作用也会对右岸产生更强的侵蚀作用。在生活中：由于科里奥利力的影响，北半球的双轨铁路由于右侧受到更大的压力，导致右轨的磨损程度明显大于左轨。同样，傅科摆也可以用科里奥利力来解释：傅科摆是科里奥利力在摆动中的表现。 在北半球安置的傅科摆, 在每次摆动时均偏右, 致使摆动平面沿顺时针方向转动。 在南半球则与之相反。 在军事中：由于竖直方向上的运动也会受到科里奥利力

16、的作用，自由落体的物体落地点会偏东，而竖直上抛的物体则会偏西。因此在炮弹的投掷或发射中应当考虑到这一因素的影响。次外，在地质构造运动中，科里奥利力也是有着一定影响的。例如：据前人研究，在断层错动中会产生科里奥利应力。而对于断层错动产生的科里奥利法向应力是否会影响到主震地震矩的释放，目前并没有定论。因此这也需要我们这些后继者继续努力，去做进一步的研究，发现更多的科学奥秘。当然，科里奥利力对我们的影响并不仅仅局限于此，在更广阔的领域我们都能看到它的作用。也还有很多人们还不知道的需要我们不断探索研究，取得更多的发现。篇四：关于傅科摆的一些认识关于傅科摆的一些认识本次物理实验演示课中我第一次认识了傅科

17、摆，虽然以前也听说过傅科摆， 但是却一点也不了解。课后查了有关傅科摆的一些资料，对傅科摆和傅科都有了更深的认识。傅科摆是法国物理学家傅科在1851年为了证明地球自转而做的一 次成功的摆动实验。傅科在法国国葬院大厅的穹顶上悬挂了一条长67米的绳索， 绳索的下面是一个重达28千克的摆锤。摆的下方有一个直径6米的沙盘，每当 摆锤经过沙盘上方的时候，摆锤上的指针就会在沙盘上留下运动轨迹。按照日常生活经验，傅科摆应该在沙盘上画出唯一一条轨迹。然而，当实验开始后，人们惊奇地发现，傅科摆每经过一个周期的震荡，指针在沙盘上划出的轨迹就会偏离原来的轨迹，两个相邻的轨迹之间相差大约3毫米。傅科就是通过这样一个简单

18、而又神奇的实验巧妙地证明了“地球真的是在转动啊”。从傅科摆的实验效果来看，这是一个完美的实验。但是我们更应该考虑傅科 摆实现的原因。首先，摆线很长，摆锤似很重，这样的设计的摆的惯性和动量较大，可以摆动很长时间；同时，傅科摆的悬挂点也是经过特殊的减少摩擦的设计的，傅科采取了一个巧妙地装置万向节使得摆动平面超然于地球的自转。正是这些细节上的考虑和巧妙才使得傅科摆取得了很好的实验效果。我们也要学习傅科在设计实验时的态度，不仅要从整体出发，还要注重细节，考虑全面。 从傅科摆的实验现象分析，摆在摆动平面上并没有受到外力的作用，按照惯 性定律，摆的空间方向并不会发生变化，但是傅科摆的摆动方向在观察者看来却

19、发生了变化，由此可知，这种摆动方向的变化，是由于观察者所在的地球是沿着逆时针方向转动的。观察者所看到的相对运动现象有利地证明了地球是在自转的。 当我第一次听到老师说傅科摆可以证明地球是自转的时，脑中出现的第一个 问题就是傅科摆为什么能够演示出地球自转呢?后来才知道是因为惯性。按照牛 顿第一定律，在一个固定的参考系中，一个物体不受外力作用的时候将一直保持原来的运动状态。正常情况下，给摆一个适当的初始作用，他就会沿着一个固定的方向运动。如果把傅科摆放置在北极点上，结果会怎么样呢？由于惯性的作用，傅科摆 的摆锤的运动方向相对于某一固定参考系是不变的。可是由于惯性，当地球以及用来吊起摆锤的架子转动时，

20、摆球的运动情况也是会发生变化的。站在傅科摆附近的观察者应该会发现摆的摆动平面在发生缓缓地转动。我查了一下资料，发现傅科摆的转动速度大约是钟表时针转动速度的一半，也就是说，每小时傅科摆都会顺时针转过15度。也就是说，在地球的两极，傅科摆的摆动平面大约24小时转一圈。同样的道理，如果把傅科摆放置在赤道上，由于摆锤的运动方向与地轴平行， 所以地球自转对傅科摆就没有了影响，观察者将观测不到傅科摆的相对地面的转篇二：大物演示实验报告1班级：电气112学号：28 姓名：杨雪飞 大物演示实验报告项目名称：傅科摆演示实验实验目的：通过傅科摆演示，观察和理解地球的自转规律。加深对科氏奥利力的理解。简单操作：1、

21、将单摆拉开一定角度（不要超过底盘限定的范围），使其在竖直平面内摆动。2、调节底盘上的定标尺，使其方向与单摆的摆动方向一致。 实验现象：经过一段时间（大约1-2小时），单摆的摆动面与定标尺方向的夹角发生变化（大约1020度）。原理分析：地球自西向东旋转，其角速度的方向沿地轴指向北极（轴）。处于北半球某点的运动物体速度为，那么该物体所受的科氏奥利力的表达式为：f=2mv.科氏奥利力f的方向垂直于一个平面，这个平面是由和?的方向所组成的平面，所以f垂直于，使发生偏转。傅科摆的演示直接证明了地球自西向东的自转。在地球的两级，傅科摆的摆动平面24小时转一圈，而在赤道上，傅科摆没有方向旋转的现象；在两极与

22、赤道之间的区域，傅科摆方向的旋转速度介于两者之间。傅科摆在地球的不同地点旋转的速度不同，说明了地球表面不同地点的线速度不同，因此，傅科摆可以用来确定摆所处的纬度。 实验拓展：1851年,法国著名物理学家傅科(FoucaultJeanBernarLeon)为验证地球自转进行了一系列壮观的实验,所用的实验装置被后人称为傅科摆.这也是人类第一次用来验证地球自转的实验装置.该装置可以显示由于地球自转而产生科氏奥利(Coriolis)力的作用效应,也就是傅科摆振动平面绕铅垂线发生偏转的现象,即傅科效应。实际上这等同于观察者观察到地球在摆下的自转。傅科摆的摆锤直径0.30m,摆锤质量28kg,摆线长达67

23、m,对于这样的庞然大物,一般的大学实验室根本无法容纳得下,更不用说在课堂上当堂演示。因地球自转角速度极小(10-5/s),故傅科摆振动平面偏转周期T105s.为了达到既能模拟傅科摆在地球自转影响下产生的傅科效应,同时又可大大缩短演示时间的双重目的,可以设计一匀角速转动的转盘来模拟地球的自转，然后考虑用置于该非惯性系中单摆的微小振动来近似傅科摆在地球的南、北两极点的运动。由于转盘的转动角速度可任意选定,从而可人为控制摆振动平面的偏转周期。但角速度太大时不便观察,太小时则周期过大使演示时间过长。所以应合适的选择转盘角速度。篇三：大学物理演示实验报告 实验一 锥体上滚 【实验目的】：1通过观察与思考

24、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】：锥体上滚演示仪 图1，锥体上滚演示仪 【实验原理】：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

25、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。实验二 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】：陀螺进动仪图2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(rmg)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

26、,以免掉到地上摔坏。 实验三 弹性碰撞仪 【实验目的】：1. 演示等质量球的弹性碰撞过程，加深对动量原理的理解。2. 演示弹性碰撞时能量的最大传递。3. 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】：弹性碰撞仪图3，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。 实验四 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