篇二:鱼洗 大型蛇形摆物理实验报告 12110103【实验目的】:演示一种固体(铜盆)中的驻波通过液体(水)的喷射而显示的趣味物理现象, 激发学生探求自然界奥秘的兴趣。 【实验仪器】:鱼洗铜盆 【实验原理】:鱼洗是一个由青铜铸造的、具有一对提把的盆,大小和一般脸盆差不多。在 盆内盛有半盆水,用双手轻搓两个把手,盆就嗡嗡地振动起来。盆中的水在盆的振动中可从 水面与盆壁相交的圆周上的四个点喷射出水花,若操作得当,激起的水花可高达400~500mm。 本实验的物理原理可分三个过程加以说明: 1、操作者手搓提把,使能量传入的过程,是一个非线性自激振动过程,其物理实质是用单方 向的力激起提把的振动。 2、提把的振动耦合为盆体的横驻波共振。鱼洗盆的提把安装在盆内侧面的相对的两侧,它的 振动可以耦合为盆体的横驻波共振。本实验所用鱼洗盆侧面环盆一周有 个波节、4个波腹 的驻波模的频率与提把自激振动的频率相接近(最好略高一点)时,可以最有效地激起该模 的振动。 3、波腹处剧烈的振动使水具有的动能大于水的表面张力限定的势能,且能克服重力再向上运 动时,水被撕裂成水珠从水面飞出,形成向上喷射的水花。本实验鱼洗盆中激起的振动为 波腹4波节模式,所以有4 股水花从波腹处飞出。使提把由于非线性过程而产生的自激振动 的频率接近鱼洗盆侧面横驻波模式(4 波腹4 波节)的固有频率,是本装置结构的关键。 【实验步骤】: 1、向鱼洗盆内注入半盆水,把鱼洗盆放到软垫上。 2、操作者伸开两手掌,掌面蘸少许水(用洗手液洗净双手),将两手掌放在鱼洗盆的两个提 把上,轻柔均匀地使手掌在提把上来回滑动。当听到鱼洗盆嗡嗡振动起来时,便有水花从水 面上喷射出来。 3、实验时,一边观看水花的喷射,一边观看水面上振动的波纹分布。 【注意事项】: 做本实验一定要有耐心,水花的喷射基本与人手磨擦提把的频率无关,故不能着急。 大型蛇形摆 12110103 【实验目的】: 理解简谐振动的三个特征量(振幅、频率、相位)对振动的影响。 【实验仪器】:蛇形摆 【实验原理】:单摆的周期只和摆长有关,亦即周期与摆长的平方根成正比,即 。本操作中蛇形单摆的摆长是规律性变小,因此所有单摆的周期也规律性变小。从摆动的角 度大小而言,摆动角度也是规律性变小。因此开始摆动后,最初由于角度差异不大,而且是 规律性的差异,因此看起来就像是波动状的蛇形摆动。摆动多次之后,差异性逐渐增加,看 起来似乎是杂乱的。当继续摆动之后,直到奇数、偶数单摆的角度分別达到整数倍数、半数 倍数的時候,就可以观察到分成两边的情形。 【实验步骤】:1.目测摆球高度,必要时调整摆线长度使摆球中心在同一条水平 线上; 2.用挡板紧贴所以摆球,轻轻先前推开,摆角不大于10即可, 使所有单摆具有同样的初始条件,移开挡板让单摆开始摆动。观 察到各个单摆的摆球相对位置不断有规律的变化。看似错综复杂 复杂的运动,实际上很有规律,经过若干个周期,所有的摆又回 到初始状态,再开始一个振动的循环。(如图2、图3) 【注意事项】:无。