第一篇：力學實驗課實驗失敗反思報告

“實驗一”失敗反思報告

一、實驗目的：

實驗預期目的：

1.觀察低碳鋼、鑄鐵和鋁合金在拉伸過程中的各種現象（包括屈服，強化和頸縮等現象），特別是外力和變形間的關系，并繪制拉伸圖。2.測定低碳鋼的屈服極限，強度極限，延伸率和截面收縮率。

3.測定鑄鐵和鋁合金的強度極限。

4.觀察斷口，比較低碳鋼、鑄鐵、鋁合金三種材料的拉伸性能和破壞特點，并對其斷裂形式從微觀角度進行分析。

實際達到效果：

1.基本觀察到了實驗現象，但是對于材料破壞方式這一點前兩次實驗結果與預期明顯偏離。

2.屈服極限，強度極限已測，但是延伸率和截面收縮率因為實驗失敗，所以沒有結論。

3.鑄鐵和鋁合金的曲線已經由實際實驗數據給出了分析和結果。4.對于三種材料的拉伸性能和破壞特點，以及微觀角度已做分析。

二、已知材料特性：

抗拉能力：鋁合金最弱，鑄鐵其次，低碳鋼較強。鋁合金：高塑性，破壞形式為純剪斷，抗拉能力弱。

低碳鋼：強度低、硬度低而軟。有明顯的彈性階段、屈服階段、強化階段、局部變形階段。低碳鋼雖然也是剪斷的，但在之前有明顯的頸縮。

鑄鐵：強度高，脆性材料。幾乎只有彈性階段，破壞形式為拉斷。

三、實驗結果及問題分析：

圖一：三種材料實際載荷—位移曲線

如圖一所示為我們小組三種材料的實際測量曲線，顯然，鋁合金以及低碳鋼曲線與預期不符。

這次實驗問題主要有以下幾個方面：

1.整個實驗未達實驗目的，比如某些參數忘記測量。第一次實驗忘記測量原始標距和斷口直徑；此外，測量直徑時沒有在每一橫截面處沿相互垂直的兩個方向各測一次取其平均值，導致計算截面積時誤差可能會偏大。2.由于操作不熟練，在夾持試件時，沒有保證試件夾持后上下對稱且全部在夾頭內部；此外，此操作可能對試樣預先加上了荷載。3.對于實驗中的某些關鍵圖像沒有意識到應該及時拍照記錄。4.實驗過程中，小組內部分工沒有細化，沒有發揮整體的作用。5.關鍵步驟的誤操作，直接導致實驗失敗。

接下來單獨分析每個實驗。

鋁合金拉伸：

圖二：鋁合金實際應力應變曲線

從圖二中我們可以看到，在加載的前半段，曲線呈線性，是鋁合金的線彈性區，符合預期。對此區間線性擬合得到小框圖所示擬合曲線。測得材料彈性模量。

然而，過了圖中的點后，不再符合預期。

我參考了別組同學曲線，如下圖三，發現，曲線應該繼續平緩上升，直至被剪斷。

圖三：鋁合金理論拉伸曲線

實驗過程我們有兩個地方不符合要求：

加載速度設定沒按照預先規定的3mm，而是改為了5mm，但是這對于實驗是否存在影響還未知。

在上空間拉伸和下空間拉伸的選項上第一次選錯，導致有一個壓縮階段，這個可能是造成實驗失敗的原因之一。

實驗結果是：鋁合金材料最后被拉斷，且有明顯界面收縮現象，不是預期的被剪斷。

鋁合金材料的斷裂面與軸向夾角應該是在45度左右，是剪切破壞。微觀上，材料在這里發生了滑移。鋁的材料結構是面心立方結構，滑移斷裂是由于受剪應力的作用破壞了晶體原子間的結合力而引起斷裂。沿45度方向破壞是因為單向應力狀態最大剪力在這個方向。此外，在老師看過后，分析可能試件不是標準鋁合金，被換過了。結合鋁合金模量在6.7GPa左右，我們的測量結果是5.4GPa，明顯小于預期值，支持這一觀點，這可能是一個原因。

低碳鋼拉伸：

圖四：低碳鋼實際曲線

我們的實驗進行了一半，只得到了彈性階段和屈服階段圖像，在冷卻時操作失誤，載荷卸載時低于了14kN，導致試驗機最后直接停止實驗，沒有繼續加載。最后由僅有的數據測得。

低碳鋼拉伸破壞，預期截面應該呈杯狀，斷口處有45度剪切唇，斷口組織為暗灰色纖維狀。其斷裂機制也可以用滑移斷裂解釋，鐵在室溫下為體心立方結構，與鋁有所差別。另外由于鐵晶體內部原子作用力比鋁要大，其斷口與鋁有所差別，鋁合金是純“剪斷”的，而低碳鋼則出現滑移線。

鑄鐵拉伸：

圖五：鑄鐵拉伸實際曲線

經過前兩次實驗的失敗，總結經驗，第三次做出了比較好的曲線。最后測得。

鑄鐵是典型的脆性材料，它的破壞斷口預期是橫截面方向。鑄鐵的斷裂是由拉應力引起。

下圖六是斷口圖像：斷裂點靠近夾持端，應該是夾持時附加了扭矩的影響。

圖六：鑄鐵斷口實際圖像

四、總結與反思：

經過兩次實驗失敗，我們小組總結出了很多經驗，也收獲了很多東西。意識到科學實驗需要相當高的嚴謹性，任何一個疏忽都可能導致實驗失敗。我們決定以后實驗先做預習，提前熟悉具體的實驗過程。同時，加強組內協作，讓實驗分工更加合理。

后來在網上查閱了一些資料，我認為實驗細節有這樣一些重要事項： 1.斷口移中法：用于測量拉斷后的標記長度，即是若斷口不在初標距長度中部三分之一區段內時，應該要采用斷口移中的辦法，以計算試件拉斷后的標距長度，減小誤差。

2.測量斷裂面的截面積應該至少取兩個方向各測一次直徑，取平均值。3.環境溫度的修正：環境溫度對材料拉伸性能有一定影響，由于力學實驗沒有精度要求，所以可以忽略。

4.試件夾持：試件夾持后務必應該與拉伸方向平行，否則會帶來較大誤差。夾持不正可能會導致試件夾持端有較大扭矩，造成端口不在試件中間1/3區間內。此外，試件務必夾緊后數據清零，盡可能減少實驗剛剛開始時由于系統夾頭變形、打滑帶來的一段很小的波動段。

5.加載速率：經過查閱，拉伸速率直接影響材料的應力應變曲線，因為不同材料對速度的敏感程度不同，直接會影響屈服階段的變形和材料強化階段性能，尤其是對于鋁合金這類較軟的材料。據此，可以認為，我們第一次試驗速率由3變為5應該可能會是造成實驗圖像明顯偏離預期的主要原因之一。（這里我們試驗時問過老師，當時老師認為沒影響，我認為具體需要實驗檢驗，因為國標對于拉伸速度也有明確規定。）

第二篇：實驗力學學習心得

實驗力學學習心得

曾經對力學的認識很懵懂，以前在我心中力學是一個很抽象的東西，我一直認為力學更多的是在圖紙上的演算與推導，凡是與力相關的事物都屬于力學范疇。對于力學應用方面的理解，也只是粗略的知道它會應用于航空航天、機械、土木、交通、能源、化工、材料、環境、船舶與海洋等等，但原理是什么，方法是怎樣的，我想也絕不只是我最初理解的只是一些受力分析那么簡單。而對實驗力學這門課的學習則是讓我們知道了目前所學的這些知識與它所應用的工程實際相聯系的途徑和方法。

簡單的來說，實驗力學就是用實驗的方法求解力學問題。即用實驗方法測量在力的作用下，物體產生的位移、速度、加速度、應變（形變）、應力、振動頻率等物理量。工程實驗力學中對實驗力學的定義是用實驗方法測量應變、應力和位移。也稱為實驗應力分析。在我現在學習了這門課之后的理解，實驗力學是解決工程問題中力學問題的一個重要環節，是求解其力學問題的中間環節，通過實驗力學方法測得所需物理量，最終求出結果。

通過課程認知，我了解了解決力學問題的方法主要有兩個：理論方法和實驗方法。理論方法就是理論方法就是將實際問題轉化為數學模型，建立方程，然后求解。它主要有解析法和數值法，理論方法的解答是數學模型的解答，只有實際問題與數學模型相符時才是精確的，這也是它的局限性。而我們這學期學的實驗力學的方法就是在實際問題上直接測量。我們這學期做了三個實驗力學的實驗，分別是測量電橋特性，動態應變測量和光測彈性學方法。這三個實驗就用到了實驗應力分析的方法——電測，振動測量，光測。實驗力學的實驗結果更可靠，并且可以發現新問題，開創新領域。不過它也有它的缺點就是測量都有誤差，并且實驗儀器和材料昂貴，這也導致了費用高。不過，理論分析和實驗分析是相輔相成。理論的建立需要實驗分析的成果，發現新問題，建立新理論。實驗設計和實施需要理論分析做指導。復雜問題需要需要理論與實驗共同完成。

正如我剛剛說的，誤差是實驗方法的一個弊端，也是不可避免的，但隨著測試手段的改進和測量者水平的提高，可以減少誤差，或者減少誤差的影響，提高實驗準確程度。實驗誤差按其產生原因和性質，可以分為系統性誤差、偶然性誤差和過失誤差（粗差）三種。實驗力學這門課，同樣教會了我們如何去減少誤差。比如對稱法、初載荷法、增量法消除系統誤差。還有通過分析給出修正公式用來消除系統誤差，或者定期用更準確的儀器校準實驗儀器以減少實驗誤差，校準時做好記錄供以后修正數據用。偶然性誤差難以排除，但可以用改進測量方法和數據處理方法，減少對測量結果的影響。例如用多次測量取平均值配合增量法，可以使偶然性誤差相互抵消一部分，得到最佳值。過失誤差是指明顯與實際不符，沒有一定的規律。這在我們實驗中也會經常出現，通常這些都是由于疏忽大意、操作不當或設備出了故障引起明顯不合理的錯值或異常值，一般都可以從測量結果中加以剔除。

我們主要做了三個實驗，測量電橋特性，動態應變測量和光測彈性學方法。給自己印象最深刻的就是第一個實驗。橋路變換接線實驗是在等強度實驗梁上進行，當時是要在梁的上下表面哥粘貼兩個應變片。當時老師在黑板上畫了三個圖，可是我當時連最基本的圖都看不懂，根本不知道哪個是應變片哪個是電阻的意思。接下來在粘應變片的時候也遇到了各種麻煩，應變片倒是沒粘好幾個，但是手上已經一團糟。好不容易把應變片粘好后，需要用焊錫把電線連上，在仔細琢磨過到底那根線連哪個之后，又遇到了新的麻煩就是那個怎么焊都焊不上，后來找來老師才知道原來是我們那一組的電烙鐵有問題，換了個，才繼續把這個艱辛的實驗做完。這個實驗做了不少時間，也著實費了不少的功夫，不過通過這個實驗我認識到了自己身上很多的不足但確實學到了不少的東西。對應變電測法有了更深刻的認識。比如電阻應變的半橋接線法和全橋接線法，拉壓、扭轉、彎曲以及組合變形的電測原理還有記憶猶新的貼片、應變計的正確使用。

我們第二個實驗動態應變測量當時是完全用電腦軟件操作的。隨時間而變的應變叫做動態應變。它會在處在一定的運動狀態以及承受的載荷按一 定的規律變化的情況下產生。動態應變測量目的主要有1）記錄動態波形2）最大動態應變3）頻譜（頻率及振幅）4）疲勞強度校核。通過實驗，也讓我認識到了應變波的兩種傳播形式：（1）應變從構件表面傳遞到敏感柵。（2）應變波沿柵長方向的傳播。第三個實驗是光測彈性學方法，它是利用偏振光通過具有雙折射效應的透明受力模型，從而獲得干涉條紋圖，由于干涉條紋與模型內主應力的大小和方向有一定關系，因此可以直接觀察到模型內應力分布情況。但是這種方法的缺點是周期長，成本較高。光彈法是一種模型實驗，它的一大特點就是直觀性強以及全場顯示與分析。它的條紋可直接表示應力分布情況，特別是用于有應力集中的情況。至今想起當時觀察到的圖像還是會不由的感嘆力學模型奇特的美麗。

力學是基礎學科，又是技術科學，其發展橫跨理工，與各行業的結合是非常密切的。實驗力學是將我們所學的基礎知識同實際應用相聯系的一個重要的橋梁。由于相關行業的發展與國名經濟和科學技術的發展同步，使得力學在其中多項技術的發展中起著重要的甚至是關鍵的作用。我們以后的方向會有很多，既可以從事力學教育與研究工作，又可以從事與力學相關的機械、土木、航空航天、交通、能源、化工等工程專業的設計與研究工作，還可以從事數學、物理、化學、天文、地球或生命等基礎學科的教育與研究工作。不僅如此，隨著力學學科的發展，本世紀將產生一些新的學科結合點，如生物醫學工程、環境與資源、數字化信息等。經典力學與納米技術一起孕育了微納米力學將力學知識應用于生物領域產生量生物力學和仿生力學：這些都是近年來力學學科發展的亮點。可以預計，隨著社會的發展，力學學科與環境和人居工程等專業的學科交叉也將進一步加強。從這個意義上講，實驗力學的應用也將更為廣泛并且不斷進步。

很感謝老師這學期為我們傳授的知識，受益匪淺。

第三篇：力學實驗教學大綱

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普通物理實驗（力學）教學大綱

（物理系物理教育專業用）

實驗目的：本課程是對理科學生進行科學實驗訓練的一門必修課程，通過本課程的學習，使學生了解科學實驗的主要過程與基本方法，培養學生熟練、扎實的實驗基本知識、方法和技能，培養學生良好的科學素質，創新精神和實踐能力，為今后的學習和工作奠定基礎。

基本要求：本課程要求學生對基本物理現象進行觀察和研究，學習基本物理量的測量方法，學習常用測量儀器的結構原理和測量方法，提高學生的基本實驗能力、分析能力、表達能力和綜合設計能力。通過完成一定數量的力學、熱學實驗，應達到如下要求：

1、掌握常用基本物理實驗儀器的原理和性能，學會正確使用、調節和讀數。

2、了解一些物理量的測量方法，知道如何根據實驗要求確定實驗方案、選擇實驗儀器、設備，如何減少實驗誤差。學會對實驗進行誤差分析和不確定度評定的基本方法，正確運用有效數字，學會定性判斷和定量估算實驗結果的可靠性。

3、養成良好的實驗習慣和嚴謹的科學作風，特別是嚴肅認真對待實驗數據，杜絕弄虛作假，樹立實事求是的科學態度和道德。

第一部分 力學實驗（36 學時）

緒論（誤差理論）4 學時

實驗一 長度測量

要求：練習使用測長度的幾種儀器；做好實驗記錄和計算不確定度。實驗類型：驗證實驗 學時分配：2 學時

實驗二 自由落體運動

要求：學習用自由落下的物體測量重力加速度，對組合測量進行數據處理。實驗類型：驗證實驗 學時分配：2 學時

實驗三 密度的測量

要求：熟習物質密度的測量方法，測定規則和不規則物體的密度。實驗類型：驗證實驗 學時分配：2 學時

實驗四 傾斜氣墊導軌上滑塊運動的研究

要求：用傾斜氣墊導軌測定重力加速度，分析和修正實驗中的部分系統誤差分量。實驗類型：綜合實驗 學時分配：2 學時

實驗五 阻尼振動

要求：觀察彈簧振子在有阻尼情況下的振動，測定表征阻尼振動特征的一些參量，利用動態法測定

滑塊和導軌之間的粘性阻尼常量。更多免費資料請訪問：豆丁教育百科

實驗類型：綜合實驗 學時分配：2 學時

實驗六 單擺

要求：使用停表和米尺測單擺周期和長度，求出當地重力加速度g 值，考查單擺的系統誤差對測重

力加速度的影響。實驗類型：驗證實驗 分配學時：2 學時

實驗七 楊氏彈性模量測量

要求：用伸長法測定金屬絲的楊氏模量，學習光杠桿的原理并掌握使用方法。實驗類型：綜合實驗 學時分配：2 學時

實驗八 轉動慣量的測定

要求：測量不同形狀物體的轉動慣量。實驗類型：綜合實驗 學時分配：2 學時

實驗九 弦振動的研究

要求：觀察弦振動時形成的駐波，測量均勻弦線上橫波的傳播速度及均勻弦線的線密度。實驗類型：綜合實驗 學時分配：2 學時

實驗十 復擺振動的研究

要求：考查復擺振動時振動周期與質心到支點距離的關系，測出重力加速度、回轉半徑和轉動慣量。

實驗類型：綜合實驗 學時分配：2 學時

實驗十一 牛頓第二定律的驗證

要求：學習在氣墊導軌上驗證牛頓第二定律 實驗類型：驗證實驗 學時分配：2 學時

實驗十二 彈簧振子的研究

要求：研究彈簧本身質量對振動的影響 實驗類型：綜合實驗 學時分配：2 學時

實驗十三 碰撞實驗

要求：驗證動量守恒定理，了解非完全彈性碰撞和完全非彈性碰撞的特點。實驗類型：驗證實驗 分配學時：2 學時

實驗十四 慣性秤

要求：掌握用慣性秤測定物體質量的原理和方法，了解儀器的定標和使用。實驗類型：綜合實驗 學時分配：2 學時

第四篇：力學七個實驗小結

力學七個實驗小結

1.研究勻變速直線運動

主要原理：用△x=at2和v=△x/△t來解題 2.探究彈力和彈簧伸長的關系 主要原理：用F=Kx來解題和做圖 3.驗證平行四邊形法則

主要方法：用等效替代法驗證平行四邊形定則 4.驗證牛頓第二定律 方法：控制變量法。裝置：斜面裝置

要得出的結論 ： ① a正比于合外力。

② a正比于小車的質量。

注意：合外力等于細繩所吊的物體重量，故：

⑴ 必須要把斜面固定打點計時器的一端墊高，用小車重力的分力去平衡木板對小車的摩擦阻力和打點計時器限位孔對紙帶的阻力（記住不能掛細繩）。

⑵ 使小車的總質量遠遠大于所掛物體的質量。5.探究動能定理

常見的有三種方法：① 用橡皮筋彈射小車來驗證。

② 用牛頓第二實驗中的斜面裝置來驗證。

③用自由落體裝置來驗證

實驗原理：W=△EK2-△EK1 主要結論：得出力與速度的平方的關系圖象并用圖象來回答問題 6.驗證機械能守恒定律

主要用自由落體的裝置來加以驗證

原理：驗證過程守恒量。△EP=△EK

（驗證重力勢能的減小量等于動能的增加量）誤差主要來自于紙帶與打點計時器限位孔的阻力和空氣阻力。減小誤差的方法，把紙帶所吊的重錘質量增大。7.驗證動量守恒定律 常用方法：

① 用平拋運動的方案來驗證

(用天平測質量，用位移代替速度)② 用擺球方案來驗證（用完全非彈性碰撞來加以驗證）③ 用氣墊導軌來驗證 {用類似爆炸或反沖（就是兩滑塊中間加以壓縮的彈簧）來加以驗證} 原理：m1v1+m2v2= m1v1’+m2v2’

第五篇：物理演示實驗感想 力學

物理實驗感想

這是我上大學的第一次物理實驗課，記憶深刻。還沒上課時，我有些緊張，以為會是有難度的實驗，可能還要像高中實驗課一樣做很多記錄和數據計算，沒想到一進教室門，看到的是滿教室的實驗儀器，大家都忍不住東摸西看，小聲討論著各種儀器的實驗方法，好像對著各種玩具似的。

老師讓大家集中在一起，開始挨個講解實驗儀器的原理和操作，有驗證各種物理定律的實驗，有讓波可視化的儀器，林林總總，都很有趣。

讓我印象最深的就是進門口處的“魚洗”了。看起來好像從歷史博物館或者古玩店直接拿來的東西，上面滿是綠色的銅銹，只有兩個把手被磨得發亮。把手放進盆里沾點水，手掌對著把手摩擦，水面就出現了魚鱗樣的波紋，還伴隨著震耳的聲音，一盤水居然像變戲法一樣神奇，據說魚洗的原理還沒有得到科學解釋，這更給它添了幾分神秘感。物理世界果然令人感到趣味無窮，不像冷冰冰的定律和公式，這些現象讓物理靈動起來，這恐怕就是設置物理實驗課的原因吧。

另一個有趣的實驗是關于重心的實驗。兩條斜桿上架著一個扁的杠鈴樣的重物，由于重心的改變，重物會自動向斜桿的高處滾動，看起來十分不可思議，卻是在遵循物理的基本原理。這樣的物理現象也出現在生活的很多地方，比如一些坡道明明看起來是斜向下的，車停在上面卻會向上自己滑動，其實也和視線的錯覺有關。

還有關于風洞的實驗，驗證運動定理的實驗，聲波的傳遞演示，許許多多有趣的實驗，大家圍著不同的儀器一一擺弄討論，這節課的時間很快就過去了，我們還有些意猶未盡。物理是一門和實驗緊密相連的科學，許多定理都是從物理現象中推出來或者被證明的，把實驗和定理結合到一起，可以更好的讓我們學習物理的奧妙。這堂實驗課讓我們學到了很多東西。