理论力学综合演示.pdfVIP

上海交通大学理论力学实验 理论力学综合演示 1.综合演示实验 2.非惯性系认识 1. 理论力学综合演示 一、 实验目的 演示实验是启发和引导学生提高力学学习的兴趣，增强工程感性认识，理解和掌握力 学概念不可缺少的环节，本实验精选 6 组典型的力学实验， 二、 实验内容 1. 陀螺仪演示实验 2. 高速自转陀螺的规则进动演示实验 3. 惯性主轴演示实验 4. 相对运动中的哥氏惯性力演示实验 5. 动力消振器演示实验 6. 弦振动的振型演示实验 三、 实验原理 参见后页，1.1、1.2、1.3、1.4、1.5、1.6。 四、 实验报告 1. 完成各演示实验思考题； 2. 谈谈对演示实验的收获和体会 1 上海交通大学理论力学实验 1.1 陀螺仪演示实验 1、自由陀螺的定向性 z 陀螺：具有一个固定点，并绕自身对称轴高速转动的刚体。 自由陀螺：无外力矩作用的陀螺。 性质：自由陀螺保持自身对称轴在惯性参考系中的方位不变。 r w r o z 分析：图 1 所示系统重心与固定点重合，轴承磨擦和空气阻力 r L o r e 忽略不计，所以陀螺所受外力主矩M o 0 ，为自由陀螺。根 据动量矩定理 图1 r dLo r e r M r dt O 0 ，Lo J z w r 恒量 r r L L o oz o 因高速自转陀螺动量矩失 方向与自转轴 重合，所以 方向不变，也就是对称轴 方位保持不变。 2 、高速自转陀螺的进动 oz 自转：陀螺绕自身对称轴 的转动。 oz oz 进动：对称轴 绕空间固定轴 的转动。 性质：陀螺受力矩作用，当力矩矢与对称轴不重合时，对称轴将进动。 oz （1） 图2 所示系统，对称轴 水平，内环与中环所在平面正交，转轮逆时针急转 r F a a oz 时，力 作用于内环 轴端部， 端不向下倾而向右以逆时针方向绕 轴作进动。 r w r 分析：设 —