机械运动实验 2

机械运动知识点及实验总结一、简介机械运动是指由机械系统内部零部件相对移动形成的运动。

它是机械工程领域中的重要概念，涉及到机械系统的设计、分析、优化等方面。

了解机械运动的知识对于理解机械系统的工作原理具有重要意义。

在本文中，我们将介绍机械运动的基本知识点，并通过实验总结的方式来加深对机械运动的理解。

我们将从简单的直线运动开始，逐步深入到旋转运动和复杂机械系统的分析，以帮助读者更好地理解机械运动的原理和应用。

二、直线运动直线运动是指物体沿着直线路径移动的运动。

在机械系统中，直线运动常常通过滑块、导轨等零部件来实现。

为了更好地了解直线运动的基本原理，我们可以进行以下实验：实验一：直线运动实验材料：直线导轨、滑块、测量工具（尺子、标尺等）步骤：1. 将导轨固定在水平台上，确保其平整。

2. 将滑块放置于导轨上，并通过测量工具测量其在导轨上的位移。

3. 施加一定大小的力，使滑块沿导轨上下运动，并观察其位移和速度的变化。

4. 根据实验数据，绘制出滑块的位移-时间曲线和速度-时间曲线。

实验结果表明，当施加外力后，滑块沿导轨可以实现匀速直线运动。

通过分析实验数据，我们可以得出直线运动的基本特点：位移随时间的变化遵循线性关系，速度恒定不变。

三、旋转运动旋转运动是指物体绕固定轴线旋转的运动。

在机械系统中，旋转运动常常通过齿轮、轴承等零部件来实现。

为了更好地了解旋转运动的基本原理，我们可以进行以下实验：实验二：旋转运动实验材料：旋转轴、齿轮、测量工具（螺旋尺、角度计等）步骤：1. 将旋转轴固定在水平平台上，确保其垂直于水平面。

2. 在旋转轴上安装齿轮，并通过测量工具测量其旋转角度。

3. 通过手动扭动旋转轴，观察齿轮的旋转运动，并记录下其旋转角度随时间的变化。

4. 根据实验数据，绘制出齿轮的角度-时间曲线和角速度-时间曲线。

实验结果表明，施加一定的扭矩后，齿轮可以实现匀速旋转运动。

通过分析实验数据，我们可以得出旋转运动的基本特点：旋转角度随时间的变化遵循线性关系，角速度恒定不变。

《机械运动》作业设计方案第一课时一、作业目的：通过本次作业设计，学生将能够理解和应用机械运动相关知识，培养学生的观察、分析和解决问题的能力，同时提高学生的实践操作技能。

二、作业内容：1. 理论知识学习：学生需要通过课本、视频等途径学习关于机械运动的基本理论知识，如运动的类型、速度、位移、加速度等相关概念。

2. 设计方案分析：学生将选择一个简单的机械系统，如滑轮组、杠杆等，分析其结构、运动方式，探讨其应用领域和性能特点。

3. 模拟实验操作：学生将利用模拟实验器材进行实际操作，观测和测量机械系统的运动参数，如速度、加速度等，分析实验数据并得出结论。

4. 设计报告撰写：学生需根据实验结果撰写设计报告，包括实验目的、方法、结果、分析及结论等内容，并提出自己的见解和建议。

三、作业要求：1. 学生需按时完成作业设计，确保实验操作过程安全和准确。

2. 孩子们应具备团队合作精神，共同探讨问题，互相帮助解决难题。

3. 作业报告应具备逻辑性、清晰性和严谨性，能够全面展示学生对机械运动的理解和应用能力。

四、评分标准：1. 实验操作过程（20%）：包括操作方法的正确性、实验数据的准确性等。

2. 实验结果分析（30%）：学生对实验结果的分析和结论是否合理、清晰。

3. 设计报告撰写（30%）：报告的内容是否完整，结构是否合理，表达是否清晰。

4. 团队合作情况（20%）：学生在小组内的合作情况、团队精神等。

五、作业时间安排：1. 第一周：学生学习机械运动理论知识，选择设计方案并撰写设计方案分析。

2. 第二周：学生进行模拟实验操作，测量实验数据，准备实验报告。

3. 第三周：学生提交设计报告并进行评分。

六、参考资料：1. 《机械运动实验教程》2. 《机械运动原理及应用》3. 《机械设计基础》通过本次作业设计，学生将能够系统地学习和应用机械运动相关知识，提高实践操作能力和团队合作精神，为将来的学习和职业发展打下坚实基础。

希望学生们认真对待本次作业设计，取得优异成绩！第二课时一、设计背景《机械运动》是中学物理课程中的重要内容，通过学习这一章节，可以帮助学生深入理解物理学中的运动规律和机械原理。

一、初二物理机械运动实验易错压轴题（难）1．2007年2月28日，从乌鲁木齐驶往阿克苏的5806次列车遭遇特大沙尘暴，列车从第1节车厢到第11节车厢相继被吹翻．看了这个报道后，某研究小组为探索沙尘暴的威力，进行了模拟研究．如图为测定沙尘暴风力的实验装置图，其中AB是一段水平放置的长为L 的光滑均匀电阻丝，电阻丝阻值较大，一质量和电阻都不计的细长金属丝一端固定于O 点，另一端悬挂球P，无风时细金属丝竖直，恰与电阻丝在B点接触，有风时细金属丝将偏离竖直方向，细金属丝与电阻丝始终保持良好的导电接触．研究小组的同学对此装置分析中，知道金属球单位面积上所受到的水平风力大小与电压表的读数成正比，空气密度为1.3kg/m3，沙的密度为2.5×103kg/m3．他们对决定金属球单位面积上所受到的风力大小的因素，进行了如下的实验研究：①在含沙量相同条件下，改变风速，记录不同风速下电压表的示数如下：风速（m/s）5101520电压表示数（V）0.6 2.4 5.49.6②在风速大小相同条件下，改变风中空气的含沙量，记录不同含沙量下电压表的示数如下：含沙量（kg/m3） 1.1 2.2 3.3 4.4电压表示数（V） 2.3 3.5 4.6 5.8（1）根据上述实验结果，试推导出单位面积上所受到的风力大小的关系式？（设比例系数为k）（2）若（1）中的比例系数k的大小为0.5，已知：车厢的高度为3m，车厢的长度为25m，车厢质量为50t，铁轨间距为1.5m，1m3沙尘暴中含沙尘2.7kg，请根据（1）中的关系式计算当时的风速至少为多大？【来源】2009年江西省上饶县二中九年级应用物理知识竞赛复赛模拟试题（三）【答案】（1）p=kρv2，ρ为含有沙尘的空气密度；（2）41m/s【解析】【分析】【详解】（1）．①分析数据可看出风速每增加5m/s，电压表的示数增加量分别是1.8V、3V、4.2V，也就是说，在这里，风速和压力并不是呈一次函数关系，可以假设一个方程，即：U∝av3+bv2+cv+d，把表中实验数据代入表达式，解得：a=0，b=0.024，c=0，d=0，即U∝0.024v2；②分析含沙量与电压表示数的数据，含沙量每增加1.1kg/m3，电压增量即为1.2V，也就是说，含沙量与压力成正比，U∝ρ；风力越大，导线的偏移量与电压成正比，单位面积所受压力即压强，则p=kρv2，ρ为含有沙尘的空气密度，k为比例常数．（2）．车厢可以看做杠杆，由杠杆平衡条件得：F×2h=G×2d，则风力F=dhG，F=pS=kρv2S=kρv2hL，v=323321.5m5010kg10N/kg0.5(2.7kg/m+1.3kg/m)(3m)25mdGk h Lρ⨯⨯⨯=⨯⨯⨯≈41m/s．答：（1）．单位面积上所受到的风力大小的关系式为p=kρv2，ρ为含有沙尘的空气密度；（2）．风速为41m/s．2．如图所示，在测量小车运动的平均速度实验中，让小车从斜面的A点由静止开始下滑并开始计时，分别测出小车到达B点和C点的时间，即可算出小车在各段的平均速度。

《机械设计基础》实验指导书课程编号：02106220、02106420、02107220、02106520课程名称:机械设计基础（A)、机械设计基础(B）、机械设计基础（C）注：1、实验01和10可合并在一起,分两个单元进行;2、实验03和04应根据学时和专业方向从中选择一个。

实验一机构认识实验一、实验目的1。

初步了解《机械原理》课程所研究的各种常用机构的结构、类型、特点及应用实例。

2.增强学生对机构与机器的感性认识.二、实验内容陈列室展示各种常用机构的模型，通过模型的动态展示，增强学生对机构与机器的感性认识.实验教师只作简单介绍，提出问题，供学生思考，学生通过观察，增加对常用机构的结构、类型、特点的理解，培养对课程理论学习和专业方向的兴趣。

三、实验设备和工具机构陈列室机构展柜和各种机构模型。

四、实验原理(一)对机器的认识：通过实物模型和机构的观察，学生可以认识到:机器是由一个机构或几个机构按照一定运动要求组合而成的。

所以只要掌握各种机构的运动特性,再去研究任何机器的特性就不困难了。

在机械原理中，运动副是以两构件的直接接触形式的可动联接及运动特征来命名的。

如：高副、低副、转动副、移动副等。

(二)平面四杆机构：平面连杆机构中结构最简单，应用最广泛的是四杆机构，四杆机构分成三大类:即铰链四杆机构；单移动副机构；双移动副机构。

1.铰链四杆机构分为：曲柄摇杆机构、双曲柄机构、双摇杆机构，即根据两连架杆为曲柄，或摇杆来确定。

2。

单移动副机构，它是以一个移动副代替铰链四杆机构中的一个转动副演化而成的。

可分为：曲柄滑块机构，曲柄摇块机构、转动导杆机构及摆动导杆机构等.3.双移动副机构是带有两个移动副的四杆机构,把它们倒置也可得到：曲柄移动导杆机构、双滑块机构及双转块机构.（三)凸轮机构：凸轮机构常用于把主动构件的连续运动,转变为从动件严格地按照预定规律的运动。

只要适当设计凸轮廓线，便可以使从动件获得任意的运动规律。

2024年中考物理专题训练——机械运动实验1．许多实验器材在物理实验中能被重复利用，斜面就是其中之一。

请完成下列利用斜面进行实验的有关内容：（1）图甲所示实验中，为便于测量小车在斜面上的运动时间，应使斜面保持（选填“较大”或“较小”）的坡度；（2）图乙所示实验中，对于同一个球A，要改变A撞击木块前的动能大小，可进行的操作是；（3）图丙所示实验中，斜面倾斜角为30，物体B重为4N。

用弹簧测力计沿斜面匀速拉动B时，实验中弹簧测力计示数如图所示，则所测斜面的机械效率为。

（4）图丁所示实验中，让小车从同一斜面的由静止自由滑下，进入粗糙程度不同的水平面。

由实验现象进一步推理可知：。

2．如图所示为“研究充水玻璃管中气泡运动规律”的实验。

气泡上升过程中，若以气泡为参照物，玻璃管口的塞子是选填“运动”或“静止”）的；从某一位置开始用秒表计时，每隔2s在玻璃管上记录小气泡的位置。

通过图像分析可知小气泡2.3s至8.9s 内通过的路程是cm；为了减小实验误差，应使气泡在管内运动得较（选填“快”或“慢”）一些。

3．小明在“测量小车的平均速度”实验中，使小车从带刻度尺的斜面上由静止下滑，如图所示。

A．B．C．D．5．小明和小刚同学在“测量小车沿斜面向下运动的平均速度”的实验中，所用的实验器材有：小车、长木板（长1.1m）、小木块、刻度尺（1m）、停表、金属片等。

实验装置如图所示。

（1）实验前，小明先把长木板的一端用小木块垫起，形成一个（选填“很小”“较大”或“很大”）坡度的斜面；（2）实验中，小明让长度是10cm的小车从斜面顶端自由地运动到底端，如图所示，小车通过的路程是cm，测出小车运动的时间是5s，则在这一过程中小车的平均速度是m/s；（3）如果小明在做该实验时，测量了三次小车从斜面顶端运动到底端所用的时间，其测量值分别为5.0s、5.1s、5.2s，则小车在这一过程中的运动时间t= s；（4）实验中，同组的小刚建议把垫起长木板的小木块向斜面的底端方向移一移，小明说：这样做不妥，小明说“不妥”的理由是：。

一、初二物理机械运动实验易错压轴题（难）1．如图，在斜面上测量小车运动的平均速度，让小车从斜面的A点由静止开始下滑，分别测出小车到达B点和C点的时间，即可测出不同阶段的平均速度．（1）该实验原理是_____．（2）如果测得小车从A滑到C的时间t AC=2.4s，小车从A滑到B的时间t AB=1.6s，则AB段的平均速度v AB=_____cm/s，则BC段的平均速度v BC=_____cm/s；（3）由实验看出，下车下滑过程中速度越来越_____（选填“慢”“快”）．（4）在测量小车到达B点的时间时，如果小车过了B点才停止计时，测得AB段的平均速度v AB会偏_____（选填“大”或“小”）．（5）为测量小车运动过程中下半程的平均速度，某同学让小车从B点由静止释放，测出小车到达C点的时间，从而计算出小车运动过程中下半程的平均速度v=s AB/t BC，他的做法正确吗？_____．（6）聪明的小杜发现AB段和BC段路程的特点，算出了AC段平均速度v，AB段的平均速度v1，觉得还可以用公式直接算出BC段的平均速度v2，则v2=_____（用v、v1）．【来源】重庆八中2017-2018学年八年级（上）期中物理试题【答案】 v=s/t 25 50 快小不正确112vvv v-【解析】(1)该实验原理是:vst= .(2)s ABBCs==40.00cm，t AC=2.4s，t AB=1.6s，tBC 2.4s 1.6s0.8sAC ABt t=-=-=，则AB段的平均速度v AB4025cm/s1.6ABABs cmt===，则BC段的平均速度v BC4050/0.8BCBCs cmcm st s===.(3)由BC ABv v>可以看出，小车下滑过程中速度越来越快。

（4）在测量小车到达B点的时间时，如果小车过了B点才停止计时，则测量时间偏大，故AB段的平均速度v AB会偏小。

（5）小车从B点由静止释放，B点的速度为0，小车从A点由静止释放，B点的速度不为0，故两次从B到C的时间不同，从而计算出小车运动过程中下半程的平均速度不同，所以该做法错误。

八年级物理复习 第一、二章探究实验（一）一、回顾探究实验1.实验 器材用 测量车运动的路程，用 测量运动时间。

实验 原理实验 过程 （1）把小车放在斜面顶端，金属片放在斜面底端，用 测出小车通过全程的路程1s 。

把1s 和以后测得的数据填入下表中。

（2）用 测量小车从斜面顶端运动到 的时间1t 。

（3）根据测得的1s 和1t ，利用公式算出小车通过斜面全程的平均速度1v 。

（4）将金属片移到B 处，测出小车到金属片的距离2s 。

（5）测出小车从斜面顶端通过斜面上半段路程所用的时间2t ，算出小车通过上半段路程的平均速度2v 。

数据 表格方法 实验中用刻度尺和秒表可以测出物体的运动速度，运用了 法。

数据分析由实验结果可知，小车 （是或不是）做匀速直线运动。

（1）刻度尺的使用：首先观察刻度尺的 和 ，不使用磨损的 。

测量时，刻度尺要放正，并使有刻度的一侧 。

读数时，视线要正对观测点，且视线与尺面 。

（2）读数：甲 、乙 、丙 ，其中甲的分度值 。

甲 乙 丙次数 路程s/m 运动时间t/s 平均速度v/ (m/s) 全程0.95 0.18 前半程 3 后半程 0.45实验 过程 现象将钢尺的一端压在桌子上，另一端伸出桌面。

用手拨动钢尺，听它振动发出的声音，同时注意钢尺振动的快慢。

控制钢尺 不变，改变钢尺 ，多次进行测量，记录在表格当中。

发现钢尺伸出桌面越 ，钢尺的振动越 ，音调就越高。

表格钢尺振动的频率慢 较快 快 音调结论 物体振动的频率越快，音调就越 。

方法 方框里运用到的物理研究方法是 。

程序上述研究的思维程序是：提出问题---猜想--- ---得出结论。

二、设计实验方案1.请你设计探究“响度与振幅的关系”的实验方案。

2.请你设计探究“真空不能传声”的实验方案。

器材 桌面、钢尺 实验步骤数据记录表格器材 真空罩、闹钟、抽气机、实验步骤数据记录表格八年级物理复习第一、二章探究实验（一）三、设计实验验证1.请你设计实验验证“声音是由物体振动产生的”。

实验三 牛顿第二定律的研究通过这个实验，要达到以下三个实验目的：1．观察运动现象，测量物体的速度和加速度；2．研究加速度与力学基本量的关系，从实验中归纳总结牛顿第二定律；3．学会气垫导轨和计时、计数、测速仪的使用。

实验原理：1．速度和加速度的测定若物体作直线运动，在t Δ时间内的位移为x Δ，则在该段时间内的平均速度为 tx v ΔΔ= 某点的瞬时速度是平均速度的极限，即tx v t ΔΔ=→Δ0lim 在实验中要测量物体在某点的瞬时速度，在一定误差范围内，用历时极短的t Δ内的平均速度近似地代替瞬时速度。

而测量瞬时速度我们是采用U 形挡光片、光电门和计时计数测速仪来测量。

物体作匀变速直线运动时，由运动学公式知：as v v t 2202=−0v 、t v 为运动物体的初速度和末速度，a 为加速度，s 为两点之间的距离。

若测出0v 、t v 和s ，则知物体的加速度a 为：sv v a t 2202−= 因此测量物体的加速度的关键也在于瞬时速度的测量。

2．归纳总结牛顿第二定律牛顿第二定律是对物体在外力作用下产生的加速度大小的定量描述，加速度是表征物体在运动状态改变的物理量。

实验研究的方法是将相互独立的若干可变因素分解开来，分别研究其规律，最后进行归纳总结。

根据现在研究的问题，我们从三方面进行研究：（1）恒定质量的物体在恒力作用下加速度与位置的关系（2）物体质量一定，加速度与外力的关系（3）合外力不变，加速度与物体质量的关系（4）归纳总结，得出牛顿第二定律的表达式通过以上三种情况下的研究，测量出的数据和作出的曲线图，我们知道物体的加速度与位置无关，与物体所受合外力F 成正比，与物体的质量m 成反比，该结论用函数式表示为： mF k a = 选取适当的单位可以使k=1，所以我们可以得到式： ma F =至此，我们已经从实验中总结出牛顿第二定律，并验证得到它的数学表达式。

实验内容：1．保持系统的总质量21m m M +=不变（1m 为滑块质量，2m 为砝码挂钩和砝码的质量），改变砝码挂钩中的砝码，使其分别为5、10、15、20、25g 时，测量出不同F 情况下的0v 、t v 和a 。

第一章机械运动实验探究题训练（二）1．小王在“测量小车的平均速度”的实验中，他已经从实验室借到的实验器材有：小车一辆、秒表一块、长木板一块、小木块一块。

（1）他为了完成该实验，还需要的实验器材有。

（2）为了方便计时，应该使斜面的坡度（选填“较大”或“较小”）。

（3）经测量，S1＝0.9m，S2＝0.4m，小车从斜面顶端由静止下滑的过程中，秒表记录如图所示，则小车在S3上的平均速度是m/s。

2．如果需要对物体的长度进行更精确的测量，可以选用游标卡尺。

某规格游标卡尺的构造如图甲：①是主尺（最小刻度是毫米）；②是游标尺（10个等分刻度）。

它是套在主尺上可移动的部件；③是测量爪。

移动游标尺，把被测物体夹在两测量爪之间，两爪之间的距离等于被测物体的长度。

（1）图甲中，当测量爪对齐时，游标尺上的0刻线与主尺上的0刻线对齐，游标尺的第10刻线与主尺上9mm刻线对齐，其它刻线都与主尺上的刻线不对齐，则游标尺上每小格比主尺上每小格的长度少毫米。

（2）如果将1张厚度为0.1mm的A4纸夹在测量爪间，游标尺的第1刻线与主尺刻线对齐，读数为0．lmm；如果将2张这样的A4纸夹在测量爪间，游标尺的第2刻线与主尺刻线对齐，读数为0.2mm；依此类推，如果将10张这样的A4纸夹在测量爪间，游标尺与主尺刻线对齐的情况如图乙，读数为10mm如图丙，如果将一个小钢球夹在测量爪间，则这个小钢球的直径为毫米。

（3）用毫米刻度尺测量长度时，只能准确地读到毫米，而用本题中的游标卡尺测量时，就能准确地读到毫米，这个数值叫做游标卡尺的精确度。

如果用L表示待测物体的长度，用L0表示主尺的整毫米数，k表示与主尺刻线对齐的游标尺上的刻线序数，a表示游标卡尺的精确度，则待测物体的长度表达式可归纳为：L＝。

3．“频闪摄影”是研究物体运动时常用的一种实验方法。

如图所示，甲、乙两图是同一辆玩具小车两次不同运动的频闪照片，频闪灯的闪光时间间隔为1s，图中数字的单位为cm。