发展心理学经典实验复制——守恒实验报告

再探守恒实验

摘要本实验重复检验皮亚杰的守恒实验，从湛江市寸金中心幼儿园和湛江市第十六小学二年级随机抽取115名3——10岁的小朋友作为被试，采用卡方检验测查儿童守恒能力的发展情况，了解前运算阶段儿童的思维特征。结果表明：1.随着年龄的增长，二年级的儿童比幼儿园儿童获得的守恒能力多；2. 儿童理解守恒概念的能力存在显著的年龄差异；3.性别与各守恒能力具有显著差异，男孩在糖果守恒和重量守恒上有优势；4.数量守恒，糖果守恒易习得，而长度守恒、液体守恒、重量守恒存在不同差异。

关键词儿童；前运算阶段；守恒实验

1引言

守恒（conservation）是指即使在物体外观改变的情况下，它特定的自然特征数量、质量、长度、重量、面积、容积或体积等仍保持相等。守恒实验是著名心理学家皮亚杰创设的，主要用来考察前运算阶段儿童（2-7岁）的思维特征，其中最著名的是液体守恒实验。他当着儿童的面，向两个大小完全相同的杯Ａ和Ｂ中注入相同高度的水，并问儿童两个杯子中的水是否一样多，在得到肯定的答复后，由实验者或儿童将Ａ杯的水倒入另一个较矮且粗的杯子Ｃ中，问儿童：Ａ杯和Ｃ杯中的水是否一样多？回答一样多的才是掌握了守恒观念。皮亚杰发现，处于前运算阶段的儿童往往用直觉而不是逻辑的解决方法，因片面性和缺乏可逆性而无法达到守恒，只是感觉范围内的推理，以自我为中心的思维。而具体运算阶段（7-11或12岁）的儿童建立了“守恒”的能力，思维“可逆性”发展，限制在具体事物上的思维，和对数字理解。由此看来，守恒观念的发展和掌握是儿童从前运算阶段发展到具体运算阶段的一个重要指标。根据守恒实验，皮亚杰界定了各守恒观念形成的时间和顺序：数的守恒（6.5-7岁）；质量守恒（7岁以后）；距离和长度守恒（7.5-11岁）；面积守恒（7.5岁）；体积守恒（7-11,12岁）。这些年龄都接近于或者为皮亚杰定义的具体运算阶段。

皮亚杰创立了认知发展这个领域，引进了它最重要的一些概念，确定了它所研究的绝大部分领域的研究方向，并且给予我们一些使这个领域别具特色的最有用的理论。越来越多的，被称为新皮亚杰主义者继续重复皮亚杰研究。他们在比较宽泛的意义上，继续反思其提出的问题和验证。如Tomlinson keasey等人（1979）对儿童的“运算”做了4年的追踪调查，结果表明儿童掌握各种“守恒”——物体的量不随物体形状的改变而改变——有一定的顺序。最先掌握的是数目守恒（6-7岁），接着是物质守恒和长度守恒（7-8岁）、面积守恒和重量

守恒（9-10岁），最后是体积守恒（12岁）。此研究结果与皮亚杰基本一致。但是也有一些研究者发现皮亚杰对儿童发展年龄阶段的估计低估了幼儿在一些具体任务方面的信息处理能力，高估了青少年时期的能力。在今天看来，他的实验使用了较小的样本、对额外变量的不充分控制，且落后的实验处理技术，可能与这些有关。

而本研究试图在统一的实验设计、较大数量的被试取样基础上，采用统计学方法，复制皮亚杰关于各种守恒观念发生时间的界定，并考察湛江地区、不同文化背景之间，儿童守恒观念的发展，以探索文化、教育对儿童守恒观念形成和发展的影响。本实验假设处于前运算阶段的儿童不能认识到物体守恒，而到具体运算阶段的儿童可以认识到物体守恒。

2研究方法

2.1被试

我们从湛江市寸金中心幼儿园和湛江市第十六小学二年级选取115名3—10岁的小朋友作为被试，其中54名女孩，71名男孩。我们班在10月27日，11月3日和4日分批去学校，选择被试的课余时间或提前与学校协商好，约好时间，顺利完成实验测查。

2.2实验仪器与材料

纽扣、糖果、三个容器（其中两个透明的杯子要大小外形一样，另一个矮一些宽一些），两个大小、颜色和形状完全一样的橡皮泥。

2.3实验程序

实验一：数量守恒

主试在简单的介绍沟通后，缓解被试的陌生感，向被试呈现同样颜色、大小、数目的钮扣，每排6个，排成相同的两横行。当被试确认两排钮扣的数目是一样的之后，在被试面前将其中的一行钮扣间的距离拉大，问被试：这一行钮扣拉开后，两行纽扣还是一样多吗？或是哪行多？为什么呢？

实验二：糖果守恒

与钮扣的操作一样，不同在于使用的是糖果而不是钮扣。

实验三：长度守恒

主试向被试呈现两支同样的铅笔，排列成平行且等齐的两竖列。在被试认定两支铅笔是一样长后，把其中一支铅笔向右（或向左）移动一段距离，问被试：这两支铅笔是不是还是一样长度啊？为什么呢？

实验四：液体守恒

主试向被试呈现两个一模一样的杯子，把两个杯子装入相同数量的蓝色水。在被试认为两个杯子装有一样多的水后，将一个杯子的液体倒入一个较矮较宽的碗里，并问被试：这个杯子（较高的杯子）里的水与较矮的碗里的水是不是一样多？你是怎么判断出来的呢？

实验五：重量守恒

主试向被试捏出两个大小、重量一样的橡皮泥，直到被试认为两个泥球是一样重之后，将其中一个一样大的小球捏成饼形，即压扁，问被试：这两个橡皮泥还是一样重吗？还是哪一个更重？为什么呢？

3结果

3.1实验结果测评标准

1、数量守恒。在主试将其中的一排钮扣间的距离拉大后，如被试回答两排的钮扣数不相同，

说明被试还没有形成数量守恒的概念。如果回答相同，则说明已经形成数量守恒的概念。

糖果数量守恒同上。

2、长度守恒。在主试把其中一支铅笔向右（或向左）移动一段距离后，如被试回答两支铅

笔的长度不相等，说明被试还没有形成长度守恒的概念。如果回答两支铅笔的长度相等，则说明已经形成长度守恒的概念。

3、液体守恒。在主试将一个杯子中的液体倒入一个较矮较粗的碗里后，被试如果回答两个

杯子的液体不一样多，说明被试没形成液体守恒的概念；如果回答两个杯子里的液体一样多，则说明已经形成液体守恒的概念。

4、重量守恒。在主试把其中一个橡皮泥压扁后，如果被试回答两个泥球不一样重，说明被

试没有形成重量守恒的概念；如果回答两个泥球一样重，则说明形成了重量守恒的概念。

3.2实验结果

本实验是在与全班其他人数据合并后进行分析的，主要围绕着两个问题进行分析。首先是各年龄组儿童通过各项守恒实验的比率；再者是采用卡方检验考察儿童理解守恒概念的能力是否存在显著的年龄差异、性别差异和守恒类别差异。

首先让我们通过表一来看看各年龄组儿童通过各项守恒实验的比率。本实验主要是考察前运算阶段（2~7岁）儿童的思维特征，因此把年龄组分为前运算阶段儿童（用组别1表示）和具体运算阶段儿童（用组别2表示）：

表一各年龄组儿童通过各项守恒实验的人数

数量守恒糖果守恒长度守恒液体守恒重量守恒

组别 1 7 10 3 5 6

2 42 41 27 27 25

Total 49 51 30 32 31 通过加权分析可以得到：数量守恒通过的有49人，糖果守恒通过的有51人，长度守恒通过的有30人，液体守恒通过的有32人，重量守恒通过的有31人。由组1到组2各守恒通过的人数急速上升，不难发现：随着年龄的增长，二年级小学生完成实验的比率比幼儿园儿童好，他们在慢慢的习得守恒观念。由此，7岁以前可以推断为前运算阶段，7岁后为具体运算阶段，基本上符合皮亚杰的守恒阶段划分。

通过表一，7岁以前的儿童分为前运算阶段组（58人），7岁以后儿童分为具体运算阶段组（67人）。然后，采用卡方检验考察儿童理解守恒概念的能力是否存在显著的年龄差异。表二的数据来自于表一，即前运算阶段组和具体运算阶段组在各守恒实验通过的人数，对此进行Nonparametric Tests的Chi-Square分析，结果如下：

表二年龄与各守恒能力的卡方检验结果

(a)Frequencies(频数分布表)

Observed N Expected N Residual

数量守恒42 36.6 5.4

糖果守恒41 52.3 -11.3

长度守恒27 15.7 11.3

液体守恒27 26.1 .9

重量守恒25 31.4 -6.4

Total 162

(b)Test Statistics(卡方检验结果)

守恒类别

Chi-Square(a) 12.723

df 4

Asymp. Sig. .013

a .0 cells (.0%) have expected frequencies less than 5.

The minimum expected cell frequency is 15.7.

卡方检验表明，前运算阶段组和具体运算阶段组对各守恒能力的掌握具有显著差异，即儿童理解守恒概念的能力存在显著的年龄差异，x2=12.723，p=0.013＜0.05. 处于前运算

阶段的湛江寸金中心幼儿园的儿童往往有两种表现：一种是不能达到守恒，他们有集中化倾向，即考虑问题只将注意集中在事物的一个方面，而忽略了其他方面，顾此失彼，造成对问题的错误的解释，如儿童会认为Ａ杯中的水多，因为它高；另一种表现是接近守恒但尚未成功，儿童注意到不同的维度，但不能同时考虑，在心理上感到困惑，如儿童一会儿说是Ａ杯中水多，因为它高，一会儿又说Ｃ杯中水多，因为它宽。因此，他们完成各守恒类别的情况很低，也可从他们的口头报告得出：关于数量和糖果守恒，他们有的说：“拉开的比较多”,“分开了，离得远”，“它变长了”“短的多一点，间隙很小”等等。虽然之前都有数过两排纽扣或糖果的数量一样，但是拉开距离以后，却各有想法。关于重量守恒，他们会说：“扁的那个重/轻一点”，“压扁的轻一点，圆的重一点”等等。

对年龄与各守恒进行检验后，接下来我们采用卡方检验考察儿童理解守恒概念的能力是否存在显著的性别差异。表三的数据来自于男生和女生通过各守恒实验的人数,如下：

数量守恒糖果守恒长度守恒液体守恒重量守恒男 24 27 15 14 20

女 25 24 15 18 11

Total 49 51 30 32 31

表三性别与各守恒能力的卡方检验结果

（c）Frequencies(频数分布表)

Observed N Expected N Residual 数量守恒25 22.3 2.7

糖果守恒24 25.1 -1.1

长度守恒15 14.0 1.1

液体守恒18 13.0 5.0

重量守恒11 18.6 -7.6

Total 93

(d)Test Statistics(卡方检验结果)

守恒类别

Chi-Square(b) 5.460

df 4

Asymp. Sig. .243

b .0 cells (.0%) have expected frequencies less than 5.

The minimum expected cell frequency is 13.0.

卡方检验表明，性别与各守恒能力具有显著差异，x2=5.460，p=0.243＜0.05.在重量守恒和糖果守恒中，男孩掌握的比女孩好一些，尤其是重量守恒。而数量守恒和液体守恒则为女孩多一些。不难发现，男孩更喜欢具有探索性和极具吸引力的物体，而女孩更倾向于安静，定性比较好，能耐心地完成任务。

通过考察儿童理解守恒概念的能力存在性别差异，我们也发现守恒类别的差异。数量守恒，包括糖果守恒，都是比较容易获得的，儿童对于数字的理解发展较快。长度守恒、液体守恒和重量守恒相比之下，则有差异，不同发展阶段的儿童有其不同的理解。

4讨论

4.1 对结果的解释说明

从湛江市寸金中心幼儿园和湛江市第十六小学二年级选取的115名被试中，4岁儿童已经开始获得守恒概念，不过掌握的守恒类别只有一到两个。在7岁以后，较多的儿童掌握的守恒类别有三个或以上。那么，守恒观念的发展和掌握就不是儿童从前运算阶段发展到具体运算阶段的一个重要指标了，因为在前运算阶段中，儿童就开始认识到守恒概念了。通过表一各年龄组儿童通过各项守恒实验的比率随着年龄的增长而上升，7岁前可以推断为前运算阶段，7岁后为具体运算阶段，基本上符合皮亚杰的守恒阶段划分。所以，本实验原假设“处于前运算阶段的儿童不能认识到物体守恒，而到具体运算阶段的儿童可以认识到物体守恒”是不成立的。为什么会这样呢？可能有两个原因：

首先，探索文化、教育对儿童守恒观念形成和发展的影响，周薇和罗英（1997）在大班幼儿中通过摆、量与画、拼图形的系列操作活动，训练幼儿感知面积守恒的能力；莫雷（1987）用活动内化训练法（即认为个体思维的形成是外部活动的内化）对4.5-5.5岁儿童进行长度守恒训练发现它能有效地促进儿童形成长度守恒图式。这些训练都类似于中国的学前教育。训练后，儿童认识数字等的能力都有较大的提高，可能就是由于学习经验影响的结果。知识是一步步积累的，儿童认知结构只能在其自身基础上，吸收新知识，如此相互促进，逐步向前发展。这说明给予儿童相应的知识教育，即可促进其思维更好地发展，反之如在一定程度上会阻碍应有能力的发展。可是这个年龄的儿童能知道结果，不知道如何解释。所以出现了当主试问为什么是这样认为的时候，他们虽然知道就是一样，但是有的人不知道怎么说明。被试很快回答，圆的比压扁的橡皮泥重，问为什么时，说因为扁扁的，不重了，她想了一会，但想表达又表达不出来的样子，就好像只有自己才能明白为什么橡皮泥轻了，但就是不知怎

么像主试表达那种变轻的感受。目前为学前儿童逐步提供更加高级的教育项目已成为强烈趋势，一些幼儿园不再仅为儿童学习基本的读、写、算技能做准备，它们实际上在从事这种教学活动。瑞斯克拉（Rescorla,1991）认为，之所以有这个趋势，主要因为：心理学强调早期经历的重要性；与其他地区（例如，中国）学生相比，北美学生学业成就低；以及家长望子成龙的渴望。因而不难得出为什么4岁儿童已经开始获得守恒概念。不过，埃尔凯德（Elkind,1981）也提醒我们，也许我们对儿童过于催促，应该放慢他们的脚步，让他们游戏、梦想、做一些神奇的事，以及不需要知道如何读、如何写以及如何按照正确步骤计算的事情。这也是美国人的以儿童为中心，尊重儿童自由的思想。

再者，唯物辩证法认为，共性和个性两者密切联系，是辩证统一的关系。一方面，共性寓于个性之中，并通过个性表现出来，没有个性就没有共性；另一方面，个性也离不开共性。世界上的事物无论如何特殊，它总是和同类事物中的其他事物有共同之处，总要服从于这类事物的一般规律，不包含普遍性的特殊性是没有的，即特殊性也离不开普遍性。本实验中的守恒不是划分前运算阶段和具体运算阶段的重要指标的结果也许是其中的一种个性，但是大体上是跟随着皮亚杰理论的共性的，各年龄组儿童通过各项守恒实验的比率随着年龄的增长而上升，7岁前可以推断为前运算阶段，7岁后为具体运算阶段，基本上符合皮亚杰的守恒阶段。

儿童理解守恒概念的能力存在显著的年龄差异，性别与各守恒能力也具有显著差异。为什么男孩在重量守恒和糖果守恒上比女孩要好呢？第一，可能和性别角色有关。性别角色是个体在社会化过程中通过模仿学习获得的一套与自己性别相应的行为规范，随不同文化而有所不同。中国自有历史以来传承的“男尊女卑”思想，虽然经过现代化已浅化很多，但在湛江这个尚不发达的小城市里，或者说在中国比较传统的地区，还是存在的。自然而然地，男女性别角色更加明显，性别定型从生命之初就开始了。一个儿童在生理上是男性还是女性，很大程度上决定了中国父母对待他们的行为方式，玩什么样的玩具。这样，当他们认识到自己是个女的，就会选择女性的玩具和行为；如果认识到自己是个男的，就会选择更加活跃，更有体力，攻击性和探索性的行为。糖果对于男孩极具诱惑，而橡皮泥可以任意捏造形状，具备探索性的改变，所以男孩更愿意在这些物体上花费时间，因此重量守恒和糖果守恒也掌握的好一些。第二，可能与本实验的被试男女比例不平衡有关。我们随即抽取的115名被试，其中54名女孩，71名男孩，男孩的人数占优势，自然通过各守恒实验的性别差异会受到影响。如果严格控制每个年龄阶段的人数和男女孩的比例，使它们保持一致，那么实验结果更有信度和效度。

在本研究中，年幼儿童不仅比年长儿童或成人“笨”，而且他们是以完全不同的思考方式进行思维的。我们模仿液体守恒实验发现，能够达到液体的守恒的被试运用三种形式的论断达到守恒：第一，同一性论断。儿童认为既没增加水，又没拿走水，因此它们是相等的。第二，互补性判断。儿童认为宽度的增加补偿了高度的下降。第三，可逆性论断。儿童认为可将Ｃ杯中的水倒回原来的Ｂ杯中，因此是相同的。所谓运算是一种心理动作，儿童在心理进行可逆或补偿的动作，并不需要实际动手操作。

4.2 不足与展望

第一，在进行模仿皮亚杰实验的过程中，我们的实验环境是在一间教室，时间为45分钟左右（即一节课的时间），要在这样的情况下一名主试需完成两名被试实验，时间很紧，空间也很挤。例如在湛江市第十六小学二年级的一个班级中，55名学生，加上30名主试和1名维持纪律的老师，使得现场吵闹、拥挤，实验环境不能极力保持安静。做好实验的被试又很爱凑热闹的围到正在做实验的被试，有时会忍不住告诉他们自己做的答案，进行交流，对实验结果产生误差。

第二，控制额外变量不严格。由于水是蓝色液体，也许会产生一定的干扰；由于橡皮泥有黑色和红色，虽然进行实验时是尽量配对的相同颜色，但到后来主试忙着寻找、交换实验材料时，偶尔有不同颜色的橡皮泥组成了一对进行重量守恒实验，导致有位被试口头报告说不一样的原因是形状和颜色都不一样。除此之外，我们在男/女孩人数和前/具体运算阶段的儿童人数上无法保持一致，性别差异和年龄差异的结果可能有一点影响。

展望未来，我们可以考察不同发展地区的文化、教育对儿童守恒观念形成和发展的影响。如果要进一步研究，我建议：1.准备时间充足，和相关学校沟通好，尽量提供安静的实验环境，使被试独立测试；2.做液体守恒时，水可以为无色，防止颜色的干扰；其它的实验材料要保持一致；男女孩人数，各年龄阶段人数都一样。3.使用标准化测试，“儿童认知发展水平诊断工具”（Inventory of Piaget’s Developmental Task,IPDT），对特殊儿童的认知潜能进行施测。

5结论

1.随着年龄的增长，二年级的儿童比幼儿园儿童获得的守恒能力多；

2. 儿童理解守恒概念的能力存在显著的年龄差异；

3. 性别与各守恒能力具有显著差异，男孩在糖果守恒和重量守恒上有优势；

4.数量守恒，糖果守恒易习得，而长度守恒、液体守恒、重量守恒存在不同差异。

参考文献

1白先同，黎天聘等(1991)：皮亚杰守恒实验的比较研究，广西师范大学学报，第二期

2 Elkind,D.(1981).The hurried child:Growing up too fast too soon.Reading,Mass.:Addison-Wesley.

3刘金花.儿童发展心理学修订版.上海：华东师范大学出版社，2006:82-97

4 莫雷(1987)：四岁半——五岁半儿童长度守恒的训练研究.心理科学.1987年01期.

5 Rescorla,L.(1991).Early academics:Introduction to the debate.New Directions for Child Development,53,5-11. 6守恒概念研究协作组(1984)：守恒概念获得的研究.心理学报53:162-168.

7 Tomlinson-Keasey,C.;Eisert,Debra C.;Kahie,Lynn R.;Hardy-Brown,Karen;and Keasey,Blake.The Structive of Concrete Operational Thought.CHILD DEVELOPMENT,1979,50,1153-1163.

8王金志孟祥芝等.孩子们儿童发展心理学（第九版）.北京：北京大学出版社，2004:325-332

9周薇，罗英（1997）：大班幼儿在操作活动中感知面积守恒的实验研究.科研与教研.《学前教育研究》1997年第4期（总第64期）

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式（2）中矢量v可改成标量，的方向由正负号决定，若与所选取的坐标轴方向相同则取正号，反之，则取负号。 1．完全弹性碰撞 完全弹性碰撞的标志是碰撞前后动量守恒，动能也守恒，即 （3） （4） 由（3）、（4）两式可解得碰撞后的速度为 （5） （6） 如果v20=0，则有 （7） （8） 动量损失率为 （9） 能量损失率为 （10） 理论上，动量损失和能量损失都为零，但在实验中，由于空气阻力和气垫导轨本身的原因，不可能完全为零，但在一定误差围可认为是守恒的。 2.完全非弹性碰撞 碰撞后，二滑块粘在一起以10同一速度运动，即为完全非弹性碰撞。在完全非弹性碰撞中，系统动量守恒，动能不守恒。 （11） 在实验中，让v20=0，则有 （12） （13） 动量损失率 （14） 动能损失率 （15） 3．一般非弹性碰撞

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假设摆长l≈70.00cm;摆球直径D≈2.00cm;摆动周期T≈1.700s; 米尺精度△米≈ 0.05cm;卡尺精度△卡≈0.002cm;千分尺精度△千≈0.001cm;秒表精度△秒≈0.01s;根据统计分析,实验人员开或停秒表反应时间为0.1s左右,所以实验人员开,停秒表总的反应时间近似为△人≈0.2s. 3、对重力加速度g的测量结果进行误差分析和数据处理,检验实验结果是否达到设计要求. 4、自拟实验步骤研究单摆周期与摆长,摆角,悬线的质量和弹性系数,空气阻力等因素的关系,试分析各项误差的大小. 5、自拟试验步骤用单摆实验验证机械能守恒定律. 四、实验仪器 单摆仪，摆幅测量标尺，钢球，游标卡尺 五、实验操作 1. 用米尺测量摆线长度； 2. 用游标卡尺测量小球直径； 3. 把摆线偏移中心不超过5度，释放单摆，开始计时，单摆摆过50个周期后停止计时，记录所用时间； 六、实验结果

仿真实验报告

实验报告 李文海 2014141223024 实验目的： 1）熟悉和掌握实现常用信号的产生方法；； 2）理解系统的单位冲激响应的概念，LTI 系统的卷积表达式及其物理意义，卷积的计算方法； 3）理解典型信号的频谱特征； 4）理解系统的频率响应的概念及其物理意义，理解具有不同频率响应特性的滤波器对信号的滤波作用； 5）学会利用编程实现卷积以求解系统响应，并绘制相应曲线； 6）学会利用编程实现一些典型信号的频谱分析，并绘制相应曲线。 实验内容: 1） 编程产生以下三个正弦信号，并画出波形图。 1122312[]cos(2), []cos(2), [][] +[], x n f n x n f n x n x n x n ππ=== 其中f1=1/8,f2=5/8； 用matlab 编程如下： n= [0:15]; x1=cos(2*pi*0.125*n); x2=cos(2*pi*0.625*n); x3=x1+x2; figure(1); subplot(3,1,1); stem(n,x1); subplot(3,1,2); stem(n,x2); subplot(3,1,3); stem(n,x3); 运行结果:（由上到下依次是x1,x2,x3）

2）编程计算下面卷积： 已知h1[n]={0.0031,0.0044, -0.0031, -0.0272,-0.0346,0.0374, 0.1921, 0.3279 0.3279,0.1921,0.0374,-0.0346,-0.0272,-0.0031, 0.0044,0.0031 }，n=0,1, (15) a、当h [n]=h1[n]时，输入分别为x1[n], x2[n]和x3[n]时系统的输出y[n],并画出 波形图。 Matlab编程如下： h1=[ 0.0031 0.0044 -0.0031 -0.0272 -0.0346 0.0374 0.1921 0.3279 0.3279 0.1921 0.0374 -0.0346 -0.0272 -0.0031 0.0044 0.0031]; h2=[-0.0238 0.0562 -0.0575 -0.1302 0.5252 -0.6842 -0.3129 5.6197 5.6197 -0.3129 0.6842 0.5252 -0.1302 -0.0575 0.0562 -0.0238]; n1=[0:30]; y11=conv(x1,h1); y12=conv(x2,h1); y13=conv(x3,h1); figure(2); subplot(3,1,1); stem(n1,y11); subplot(3,1,2); stem(n1,y12); subplot(3,1,3); stem(n1,y13); 运行结果:

高中物理-动量守恒定律及其应用(实验)教案

高中物理-动量守恒定律及其应用(实验)教案 【学习目标】 1．知道动量与冲量的概念,理解动量定理与动量守恒定律． 2．会用动量定理与动量守恒定律解决实际应用问题． 3．明确探究碰撞中的不变量的基本思路． 【要点导学】 1．冲量与动量的概念理解． 2．运用动量定理研究对象与过程的选择． 3．动量守恒定律的适用条件、表达式及解题步骤． 4．弹性碰撞和非弹性碰撞 （1）弹性碰撞：___________________________________ （2）非弹性碰撞：____________________________________ （3）在光滑水平面上,质量为m 1的小球以速度v 1与质量为m 2的静止小球发生弹性正碰,根据动量 守恒和机械能守恒,碰后两个小球的速度分别为： v 1’=_____________v 2’=_____________。 【典型例题】 类型一 冲量与动量定理 【例1】质量为m 的小球,从沙坑上方自由下落,经过时间1t 到达沙坑表面,又经过时间2t 停在沙坑里。 求： （1）沙对小球的平均阻力F ； （2）小球在沙坑里下落过程所受的总冲量I 的大小． 类型二 动量守恒定律及守恒条件判断 【例2】 把一支枪水平固定在小车上,小车放在光滑的水平面上,枪发射出一颗子弹时,关于枪、 弹、 车,下列说法正确的是（ ） A ．枪和弹组成的系统,动量守恒 B ．枪和车组成的系统,动量守恒 C ．三者组成的系统,因为枪弹和枪筒之间的摩擦力很小,使系统的动量变化很小,可以忽略不计,故系 统动量近似守恒 D ．三者组成的系统,动量守恒,因为系统只受重力和地面支持力这两个外力作用,这两个外力的合 力为零 【变式训练1】如图A 、B 两物体的质量之比m A ∶m B ＝3∶2,原来静止在平板小车C 上,A 、B 间有 一根被压缩了的弹簧,A 、B 与平板车上表面间的滚动摩擦系数相同,地面光滑,当弹簧突然释放后, 则（ ） A ．A 、B 组成的系统动量守恒 B ．A 、B 、 C 组成的系统动量守恒 C ．小车向左运动 D ．小车向右运动 类型三 动量守恒与能量守恒的综合应用 【例3】在静止的湖面上有一质量为M=100kg 的小船,船上站一个质量为m=50kg 的人。船长6米, A B C

守恒实验实验报告

守恒实验实验报告

摘要主要探讨4-6岁儿童的实验守恒情况。实验一对长度守恒情况的探讨，要求儿童判断眼前的两根线是否是等长的；实验二，三对体积守恒情况的探讨，分别要求对2个大小相同形状不同的橡皮泥做成的求比较是否相等和对2个大小不一但装得水一样多的杯子比较是否相等，然后比较通过率得出体积守恒情况在8岁左右发展。 关键词：前运算阶段守恒概念儿童 1 引言 皮亚杰的心理发展阶段论将儿童从出生后到15岁智力的发展划分为四个发展阶段。⑴感知运动阶段（0-2岁）⑵前运算阶段（2-6岁）⑶具体运算阶段（6、7岁-11、12岁）⑷形式逻辑阶段（11-15岁） 守恒概念是具体运算阶段和形式运算阶段的“分水岭”，掌握守恒概念标志着儿童进入形式运算阶段，是认知发展的一个质的飞跃。守恒概念：是指物体的形式（主要是外部特征）起了变化，但个体认识到物体的量（或内部性质）并未改变。包括有质量守恒、重量守性、面积守恒、

体积守恒、长度守恒等。守恒概念是皮亚杰对儿童认知发展阶段论中的核心概念之一。 在第三个阶段，即具体运算阶段，皮亚杰认为在这一阶段儿童智慧发展的最重要表现是获得了守恒性和可逆性的概念。具体运算阶段儿童并不是同时获得这些守恒的，而是随着年龄的增长不断获得的，先是在7-8岁获得质量守恒概念，之后是重量守恒（9-10岁）、体积守恒（11-12岁）。皮亚杰确定质量守恒概念达到时作为儿童具体运算阶段的开始，而将体积守恒达到时作为具体运算阶段的终结或下一个运算阶段（形式运算阶段）的开始。这种守恒概念获得的顺序在许多国家对儿童进行的反复实验中都得到了验证，几乎完全没有例外。 但是，新近的一些研究认为，皮亚杰低估了儿童的能力。如在皮亚杰数量守恒重复试验中，只有少数（16%）4-6岁的儿童理解了数的守恒。然而，不久以后，一些心理学家认为，增加问题的情境性，儿童能表现出更强的守恒掌握能力。 研究者给四五岁的儿童展示两根长度相等的小棍，并排对齐了放在桌上。儿童认为它们是等长的。当研究者将其中一根小棍往前稍微挪动

仿真实验报告

大学物理仿真实验报告一一塞曼效应 一、实验简介 塞曼效应是物理学史上一个著名的实验。荷兰物理学家塞曼（Zeeman）在1896年发现把产生光谱的光源置于足够强的磁场中，磁场作用于发光体，使光谱发生变化，一条谱线即会分裂成几条偏振化的谱线，这种现象称为塞曼效应。 塞曼效应是法拉第磁致旋光效应之后发现的又一个磁光效应。这个现象的发现是对光的 电磁理论的有力支持，证实了原子具有磁矩和空间取向量子化，使人们对物质光谱、原子、分子有更多了解。 塞曼效应另一引人注目的发现是由谱线的变化来确定离子的荷质比的大小、符号。根据 洛仑兹（H.A?Lorentz）的电子论，测得光谱的波长，谱线的增宽及外加磁场强度，即可称得离子的荷质比。由塞曼效应和洛仑兹的电子论计算得到的这个结果极为重要，因为它发表在J、 J汤姆逊（J、J ThomSOn）宣布电子发现之前几个月，J、J汤姆逊正是借助于塞曼效应由洛仑 兹的理论算得的荷质比，与他自己所测得的阴极射线的荷质比进行比较具有相同的数量级，从而得到确实的证据，证明电子的存在。 塞曼效应被誉为继X射线之后物理学最重要的发现之一。 1902年，塞曼与洛仑兹因这一发现共同获得了诺贝尔物理学奖（以表彰他们研究磁场对光的效应所作的特殊贡献）。至今，塞曼效应依然是研究原子内部能级结构的重要方法。 本实验通过观察并拍摄Hg（546.1 nm）谱线在磁场中的分裂情况，研究塞曼分裂谱的特征，学习应用塞曼效应测量电子的荷质比和研究原子能级结构的方法。 二、实验目的 1?学习观察塞曼效应的方法观察汞灯发出谱线的塞曼分裂； 2?观察分裂谱线的偏振情况以及裂距与磁场强度的关系； 3?利用塞曼分裂的裂距，计算电子的荷质比 e m e数值。 三、实验原理 1、谱线在磁场中的能级分裂 设原子在无外磁场时的某个能级的能量为E0,相应的总角动量量子数、轨道量子数、 自旋量子数分别为J、L、S。当原子处于磁感应强度为B的外磁场中时，这一原子能级将 分裂为2J 1层。各层能量为 E = E o MgJ B B（1） 其中M为磁量子数，它的取值为J , J -1 ,…，-J共2J 1个；g为朗德因子；J B为 hc 玻尔磁矩（A B= ）；B为磁感应强度。 4兀m 对于L-S耦合

大学物理仿真实验报告——碰撞与动量守恒

大学物理仿真实验实验报告 碰撞和动量守恒 班级：信息1401 姓名：龚顺学号：201401010127 【实验目的】： 1 了解气垫导轨的原理，会使用气垫导轨和数字毫秒计进行试验。 2 进一步加深对动量守恒定律的理解，理解动能守恒和动量守恒的守恒条件。 【实验原理】 当一个系统所受和外力为零时，系统的总动量守恒，即有 若参加对心碰撞的两个物体的质量分别为m1和m2 ，碰撞前后的速度分别为V10、V20和V1 、V2。 1，完全弹性碰撞在完全弹性碰撞中，动量和能量均守恒，故有： 取V20=0，联立以上两式有： 动量损失率： 动能损失率： 2，完全非弹性碰撞 碰撞后两物体粘在一起，具有相同的速度，即有： 仍然取V20=0，则有： 动能损失率：

动量损失率： 3，一般非弹性碰撞中 一般非弹性碰撞中，两物体在碰撞后，系统有部分动能损失，定义恢复系数： 两物体碰撞后的分离速度比两物体碰撞前的接近速度即恢复系数。当V20=0时有： e的大小取决于碰撞物体的材料，其值在0~1之间。它的大小决定了动能损失的大小。 当e=1时，为完全弹性碰撞；e=0时，为完全非弹性碰撞；0

守恒实验报告_李星凯

实验名称：儿童理解数量守恒概念的能力的研究 实验人员：李星凯 2013704137 实验日期：2014年5月 实验报告

5-8岁儿童守恒实验报告 摘要主要探讨5—8岁儿童的实验守恒情况。实验一、二对数量守恒情况进行探讨，要求每行6个硬币、糖果，共2行比较是否一样多。我们深入湛江赤坎区的四所幼儿园及小学，对168名被试进行了硬币数量守恒实验，糖果数量守恒实验的检测。实验结果证明了皮亚杰的经典守恒实验理论：儿童进入具体运算阶段后会运用认知和逻辑过程去回答生活中的问题，而不再受事物表象的影响。 关键词具体运算阶段守恒概念儿童 1引言 守恒是指物体的形式（主要是外部特征）起了变化，但个体认识到物体的量（或内部性质）并未改变。包括有质量守恒、重量守性、面积守恒、体积守恒、长度守恒等。 守恒概念是皮亚杰对儿童认知发展阶段论中的核心概念之一。 守恒实验是由瑞士著名儿童心理学家皮亚杰创设的，用来考察前运算阶段儿童（2-7岁）的思维特征。皮亚杰发现，处于前运算阶段的儿童往往不能达到守恒，他们的思维具有两个特征：第一，片面性，即考虑问题只将注意集中在物体的另一方面，而忽略其他方面，顾此失彼，造成对问题的错误的解释；第二，缺乏可逆性，集中注意事物的状态，而忽略事物的转化过程。儿童大概到7岁进入具体运算阶段，就能运用三种形式的诊断达到守恒：第一，同一性诊断（如液体守恒实验中，儿童认为既没有增加又没有拿走水，因此他们是相等的）；第二，可逆性诊断（如液体守恒实验中，儿童认可将C杯中的水倒回原来的B杯中，因此是相同的）。 当然，从前运算阶段到具体思维的转变不可能是一蹴而就的。在儿童确定出于具体运算阶段的前两年中，他们的思维在前运算阶段和具体运算阶段之间来回的转换。一般他们只能回答出物体守恒，却不知道为什么。 2 研究方法 2.1被试 本研究选取168名5至8岁的儿童作为被试，其中5岁儿童36名（男17名，女19名）；6岁儿童44名（男22名，女22名）；7岁儿童45名（男22名，女23名）； 8岁儿童43名（男22名，女21名） 2.2 工具 采用大小一样、数量相等的硬币12枚和相同包装、大小相同的糖果12颗为实验材料。 2.3 实验程序 实验中，第一步先在被试面前以同等间距呈现两行相同的硬币（如图1），让被试数出数量，并询问数量是否相同。第二步，把第二排硬币的间距扩大，再问被试硬币数量是否一样多，并记录两次询问被试的回答。通过守恒实验编码为1，未通过编码为0。糖果数量守恒实验与硬币数量守恒程序相同。每名主试负责完成两个被试，每名被试分别进行硬币数量守恒实验和糖果数量守恒实验。

物理仿真实验报告1

物理仿真实验报告1

物理仿真实验报告 受迫振动 班级应物01 姓名赵锦文 学号10093020

一、实验简介 在本实验中，我们将研究弹簧重物振动系统的运动。在这里，振动中系统除受弹性力和阻尼力作用外，另外还受到一个作正弦变化的力的作用。这种运动是一类广泛的实际运动，即一个振动着的力学体系还受到一个作周期变化的力的作用时的运动的一种简化模型。如我们将会看到的，可以使这个体系按照与施加力相同的频率振动，共振幅既取决于力的大小也取决于力的频率。当力的频率接近体系的固有振动频率时，“受迫振动”的振幅可以变得非常大，这种现象称为共振。共振现象是重要的，它普遍地存在于自然界，工程技术和物理学各领域中．共振概念具有广泛的应用，根据具体问题中共振是“利”还是“害”，再相应地进行趋利避害的处理。 两个相互耦合的简谐振子称为耦合振子，耦合振子乃是晶体中原子在其平衡位置附近振动的理想模型。 本实验目的在于研究阻尼振动和受迫振动的特性,要求学生测量弹簧重物振动系统的阻尼常数，共振频率。 二、实验原理 1．受迫振动 砝码和挂钩 弹簧 弹簧 振荡器 图13.1 受迫振动 质量M 的重物按图1放置在两个弹簧中间。静止平衡时，重物收到的合外力为0。当重物被偏离平衡位置时，系统开始振动。由于阻尼衰减(例如摩擦力)，最终系统会停止振动。振动频率较低时，可以近似认为阻力与振动频率成线性关系。作用在重物上的合力： x M x Kx x x k x k F 21=--=---=ββ 其中k1, k2是弹簧的倔强系数。

K = k1+ k2是系统的等效倔强系数。 x 是重物偏离平衡位置的距离, β 是阻尼系数。 因此重物的运动方程可表示为： 22 0=++x x x ωγ 其中 γβ=M and ω02 =K M 。 在欠阻尼状态时(ωγ0>),方程解为： ) cos(22 0 φγωγ+-=-t Ae x t A, φ 由系统初始态决定。方程的解是一个幅度衰减的谐振动，如图2所示。 T 图13.2 衰减振动 振动频率是： f T = =-11202 2π ωγ (13.1) 如果重物下面的弹簧1k 由一个幅度为a 的振荡器驱动，那么这个弹簧作用于重物的力是) cos (1x t a k -ω。此时重物的运动方程为： M t a k x x x cos 212 0ωωγ= ++ . 方程的稳态解为： ) cos(4)(2 2 2 22 1θωω γωω-+-= t M a k x (13.2) 其中 )2(tan 2 201 ωωγω θ-=-。图13.3显示振动的幅度与频率的关系。

物流仿真实验报告

《物流仿真实验》 实验报告书 实验报告题目: 物流仿真实验学院名称: 管理学院 专业: 物流管理 班级: 物流1303 姓名: 孟颖颖 学号: 2 成绩: 2016年7月 实验报告 一、实验名称 物流仿真实验 二、实验要求 ⑴根据模型描述与模型数据对配送中心进行建模;

⑵分析仿真实验结果,进行利润分析,找出利润最大化的策略。 三、实验目的 1、掌握仿真软件Flexsim的操作与应用,熟悉通过软件进行物流仿真建模。 2、记录Flexsim软件仿真模拟的过程,得出仿真的结果。 3、总结Flexsim仿真软件学习过程中的感受与收获。 三、实验设备 (1)硬件及其网络环境 服务器一台:PII400/10、3G/128M以上配置、客户机100台、局域网或广域网。 (2)软件及其运行环境 Flexsim,Windows 2000 Server、SQL Server 7、0以上版本、IIS 5、0、SQL Server 数据库自动配置、IIS 虚拟目录自动配置 四、实验步骤 1 概念模型 1个Sink到操作区,如图:

第二步:连接端口 根据配送流程,对模型进行适宜的连接,所有端口连接均用A连接,如图: 第三步:Source的参数设置 为使Source产生实体不影响后面Processor的生产,尽可能的将时间间隔设置尽可能的小,并对三个Source做出同样的设定。 打开Source参数设置窗口,将时间到达间隔设置为常数1,同时为对三个实体进行区别,进行设置产品颜色,点击触发器,打开离开触发的下拉菜单,点击设置临时实体类型,设置不同实体类型,颜色自然发生变化。并对另外两个Source 进行同样的设置,如图:

守恒实验报告

幼儿守恒实验 1 引言 守恒实验由瑞士儿童心理学家皮亚杰创设，他将儿童认知发展界定为4个阶段：感知运动阶段（0~2），前运算阶段（2~7岁），具体运算阶段（7~11岁），形式运算阶段（11~15岁），守恒实验即用来考察前运算阶段儿童的思维特征。守恒是指即使在物体外观改变的情况下，它特定的自然特征（如数量、质量、长度、重量、面积）仍然保持相同。在心理学上，守恒是儿童认识到一个事物的知觉特征无论如何变化，它的量始终不变。 皮亚杰认为前运算阶段的儿童的思维尽管比婴儿期发展了 更高的思维能力，但还不能掌握守恒的原理，只能集中于问题的一个维度而忽视另一个维度，注意的是事物表面的、明显的特征，具有中心化的特点。已有大量研究表明，儿童达到不同形式的守恒的年龄不同。最先达到的数量守恒（6~7岁），然后是长度守恒（7~8岁），然后是重量守恒（9~10岁），最后是体积守恒（12岁）。 本研究旨在测量儿童守恒能力发展情况，了解前运算儿童的思维特征。由于被试均为4~7岁幼儿，最大年龄为7岁，可能还不能形成较好的数量守恒、长度守恒、重量守恒、体积守恒，当物体外形发生了一定变化时，他们还不能把握物体所具有的某一

不变的特质。因此，本研究假设，儿童在四种形式守恒中数量守恒完成情况优于其他形式的守恒，守恒能力在幼儿中不存在年级和性别差异。 2 研究方法 2.1 被试 选取济南市一所幼儿园大中小班3个年级共30名被试，被试具体情况分布如表1： 表1 守恒任务被试具体情况 班级平均年龄男女合计大班（6岁） 4.4 6 5 11 中班（5岁） 5.4 4 5 9 小班（4岁） 6.1 4 6 10 合计14 16 30 2.2 实验材料 （1）数量守恒：12颗一模一样的纽扣。 （2）长度守恒：两根相同长度的木棍。 （3）液体守恒：两个一模一样的透明玻璃杯，一个较高较细的透明玻璃杯。 （4）重量守恒：大小相同的两块泥球。 2.3 实验程序 （1）数量守恒 先向儿童呈现两排相同的纽扣（每排6个），问儿童每排有几颗纽扣，在儿童回答正确纽扣的数量并确认两排纽扣的数量是一样的之后，将其中的一排纽扣间的距离拉大，问被试两排纽扣的数量是否相同。得到儿童的回答后，无论儿童回答“相同”还是“不相同”，都询问其作出判断的原因。 （2）长度守恒

西安交大物理仿真实验实验报告

西安交通大学实验报告 第 1 页(共10 页）课程：_____大学物理实验____ 实验日期 : 2014 年 11月 30日 专业班号______组别__无___ 交报告日期： 2012 年 12 月 4 日 姓名___ 学号______ 报告退发：（订正、重做) 同组者____________________________ 教师审批签字： 实验名称：超声波测声速 一、实验目的: 1。了解超声波的产生、发射、和接收方法； 2.用驻波法、相位比较法测量声速。 二、实验仪器： SV—DH系列声速测试仪，示波器，声速测试仪信号源. 三、实验原理： 由波动理论可知，波速与波长、频率有如下关系：v = f λ，只要知道频率 和波长就可以求出波速.本实验通过低频信号发生器控制换能器,信号发生器的 输出频率就是声波频率。声波的波长用驻波法（共振干涉法）和行波法（相位比 较法）测量.下图是超声波测声速实验装置图.

1。驻波法测波长 由声源发出的平面波经前方的平面反射后，入射波与发射波叠加，它们波动方程分别是： 叠加后合成波为: 振幅最大的各点称为波腹，其对应位置： 振幅最小的各点称为波节，其对应位置： 因此只要测得相邻两波腹（或波节)的位置Xn、Xn—1即可得波长. 2。相位比较法测波长

从换能器S1发出的超声波到达接收器S2，所以在同一时刻S1与S2处的波有一相位差:。因为x改变一个波长时，相位差就改变2π。利用李萨如图形就可以测得超声波的波长. 四、实验内容 1．接线 2．调整仪器 （1）示波器的使用与调整 使用示波器时候，请先调整好示波器的聚焦.然后鼠标单击示波器的输入信号的接口,把信号输入示波器.接着调节通道1，2的幅度微调，扫描信号的时基微调。最后选择合适的垂直方式选择开关，触发源选择开关，内触发源选择开关，Auto-Norm-X—Y开关，在示波器上显示出需要观察的信号波形。输入信道的信号是由实验线路的连接决定的。 （2）信号发生器的调整 根据实验的要求调整信号发生器，产生频率大概在35KHz左右，幅度为5V 的一个正弦信号。由于本实验测声速的方法需要通过换能器（压电陶瓷）共振把电信号转为声信号,然后再转为电信号进行的,所以在开始测量前需要调节信号的频率为换能器的共振频率。在寻找共振频率时，通过调节信号发生器的微调旋钮,观察示波器上信号幅度是否为最大来逐步寻找的。 (3）超声速测定仪的使用 在超声速测定仪中，左边的换能器是固定的，右边的换能器是与游标卡尺的滑动部分连接在一起的。这样，左右换能器间的距离就可以通过游标卡尺来测量出来，在上图的下半部分是一个放大的游标卡尺的读数图. 3．实验内容 寻找到超声波的频率（就是换能器的共振频率)后,只要测量到信号的波长就可以求得声速.我们采用驻波法和相位比较法来测量信号波长： （1）驻波法 信号发生器产生的信号通过超声速测定仪后，会在两个换能器件之间产生驻波。改变换能器之间的距离（移动右边的换能器）时，在接收端(把声信号转为电信号的换能器）的信号振幅会相应改变。当换能器之间的距离为信号波长的一

虚拟现实与仿真实验报告

合肥工业大学 计算机与信息学院 实验报告 课程：虚拟现实与仿真技术 专业班级：计算机科学与技术11-2班 学号： 姓名：谢云飞 实验一 一.实验名称

从3Dmax8中导出mesh并添加mesh到场景。 二.实验过程或实验程序（增加的代码及代码注解） 启动3Dmax 1.在安装有3Dmax8的计算机上，可以使用两种不同的方法来启动3Dmax8: （1）在桌面上双击“3Dmax8”图标 （2）点击“开始”菜单，在“程序”中的选择“3Dmax8” 2.观察3Dmax8主窗口的布局。3Dmax8主要由若干元素组成：菜单栏、工具栏、以及停靠在右边的命令面板和底部的各种工具窗口 使用3Dmax8建模并导出mesh 导出mesh的步骤如下： 1.启动3Dmax8 2.在停靠在右边的命令面板中，点击几何体按钮 3.选择标准几何体 4.在对象类型中选择对象（如：长方体），在“前”视口中，通过单击鼠标左键，创建出模型 5.在工具栏中单击“材质编辑器”按钮，通过上步操作，可开启“材质编辑器”对话框 6.在“材质编辑器”对话框中，点击漫反射旁方形按钮，进入到“材质/贴图浏览器” 7.在“材质/贴图浏览器”中选择位图，鼠标左键双击位图 8.弹出选择位图图像文件对话框，从本地电脑中选择一张图片 9.选择好图片，在材质编辑器对话框中，点击将材质指令给选定对象 10.点击菜单栏上的oFusion按钮，在弹出的菜单栏中选择Export Scene 11．选择文件夹并输入文件名qiu，点击保存，在弹出的对话框中勾选Copy Textures，点击Export按钮，此时mesh文件已成功导出 导出的mesh文件放入到指定位置 1.找到mesh文件，把mesh文件放到当前电脑的OgreSDK的models中,以我的电脑为例，OgerSDK放在C盘中 2.打开C盘，找到OgreSDK，打开OgreSDK，找到media，打开media文件夹，找到models，打开models文件夹，将mesh文件复制到此文件夹中 3.将导出mesh文件附带的材质文件放到OgreSDK的scripts （C:\OgreSDK\media\materials\scripts）中 4.将导出mesn文件时同时导出的图片放到OgreSDK的textures （C:\OgreSDK\media\materials\textures）中

专地的题目：弹性碰撞、非弹性碰撞动量守恒定律实验

专题：弹性碰撞、非弹性碰撞实验:探究动量守恒定律 学习目标： 1、了解弹性碰撞、非弹性碰撞和完全非弹性碰撞。 2、会用动量、能量的观点综合分析、解决一维碰撞问题。 3、了解探究动量守恒定律的三种方法。 学习过程： 系统不受外力，或者所受的外力为零，某些情况下系统受外力，但外力远小于内力时均可以认为系统的动量守恒，应用动量守恒定律时请大家注意速度的方向问题，最好能画出实 际的情境图协助解题。请规范解下列问题。 一、弹性碰撞、非弹性碰撞： 实例分析1:在气垫导轨上，一个质量为2kg的滑块A以1m/s的速度与另一个质量为1kg、速度为4m/s并沿相反方向运动的滑块B迎面相撞，碰撞后两个滑块粘在一起，求： (1)碰撞后两滑块的速度的大小和方向？系统的动能减少了多少？转化为什么能量？ ⑵若碰撞后系统的总动能没有变化，则碰撞后两滑块的速度的大小和方向? 问题一：什么叫做弹性碰撞？什么叫做非弹性碰撞？什么叫做完全非弹性碰撞？碰撞过程中

会不会出现动能变多的情形？

实例分析2 :如图，光滑的水平面上，两球质量均为m，甲球与一轻弹簧相连，静止不动, 乙球以速度v撞击弹簧，经过一段时间和弹簧分开，弹簧恢复原长，求: (1 )撞击后甲、乙两球相距最近时两球球的速度的大小和方向? (2 )弹簧的弹性势能最大为多少？ (3)乙球和弹簧分开后甲、乙两球的速度的大小和方向？ 思考与讨论：假设物体m i以速度v i与原来静止的物体m2发生弹性碰撞，求碰撞后两物体 的速度V3、V4，并讨论m i=m 2; m 1》m2; m 1《m2时的实际情形。

二、探究动量守恒的实验： 问题二（P4参考案例一）如何探究系统动量是否守恒（弹性碰撞、分开模型、完全非弹性碰撞）？ 问题三（P5参考案例二）：某同学采用如图所示的装置进行实验. 把两个小球用等长的细线悬挂于同一点，让B球静止，拉起A球，由静止释放后使它们相碰，碰后粘在一起.实验 过程中除了要测量A球被拉起的角度i，及它们碰后摆起的最大角度还需测量哪些 2之外, 物理量（写出物理量的名称和符号）才能验证碰撞中的动量守恒.用测量的物理量表 示动量守恒应满足的关系式. 问题四（P5参考案例三）：水平光滑桌面上有A、B两个小车，质量分别是0.6 kg和0.2 kg.A 车的车尾拉着纸带，A车以某一速度与静止的B车碰撞，碰后两车连在一起共同向前运动 碰撞前后打点计时器打下的纸带如图所示?根据这些数据，请通过计算猜想：对于两小车组 成的系统，什么物理量在碰撞前后是相等的?

大物仿真实验实验报告

学院数统学院专业信计21 姓名倪皓洋学号 2120602015 实验名称：刚体的转动惯量 一实验简介： 在研究摆的中心升降问题时，惠更斯发现了物体系的重心与后来欧勒称之为转动惯量的量。转动惯量是表征刚体转动惯性大小的物理量，它与刚体的质量、质量相对于转轴的分布有关。 二实验目的： 1.用实验方法验证转动惯量，并求转动惯量。 2.观察转动惯量与质量的分布关系。 3.学习作图的曲线改直法，并由作图法处理实验数据。 三实验原理： 1. 刚体的转动定律 具有确定转轴的刚体，在外力矩作用下，将获得较加速度β，其值与外力矩成正比，与刚体的转动惯量成反比即有刚体的转动定律： M=Iβ 利用转动定律，通过实验的方法，可求得难以用计算方法得到的转动惯量。 2.应用转动定律求转动惯量 如图所示，待测刚体由塔轮，伸杆及杆上的配重物组成。刚体将在砝码的拖动下绕竖直轴转动 设细线不可伸长，砝码受到重力和细线的张力作用，从静止开始以加速度a下落，其运动方程为mg-t=ma,在t时间内下落的高度为h=at2/2。刚体收到张力的力矩为T r和轴摩擦力力矩M f。由转动定律可得到刚体的转动运动方程：T r--M f=I β。绳与塔轮间无相对滑动时有a =rβ，上述四个方程得到： m(g - a)r - Mf = 2hI/rt2 (2） M f与张力矩相比可以忽略，砝码质量m比刚体的质量小的多时有a<

的方法求得转动惯量I。 3．验证转动定律，求转动惯量 从（3）出发，考虑用以下两种方法： A．作m – 1/t2图法：伸杆上配重物位置不变，即选定一个刚体，取固定力臂r 和砝码下落高度h，（3）式变为： M = K1/ t2 (4) 式中K1 =2hI/ gr2为常量。上式表明：所用砝码的质量与下落时间t的平方成反比。实验中选用一系列的砝码质量，可测得一组m与1/t2的数据，将其在直角坐标系上作图，应是直线。即若所作的图是直线，便验证了转动定律。 从m – 1/t2图中测得斜率K1，并用已知的h、r、g值，由K1 =2hI/gr2求得刚体的I。 B．作r – 1/t图法：配重物的位置不变，即选定一个刚体，取砝码m和下落高度h为固定值。将式（3）写为： r = K2/ t （5） 式中K2 = (2hI/ mg)1/2是常量。上式表明r与1/t成正比关系。实验中换用不同的塔轮半径r，测得同一质量的砝码下落时间t，用所得一组数据作r－1/t图，应是直线。即若所作图是直线，便验证了转动定律。 从r－1/t图上测得斜率，并用已知的m、h、g值，由K2 = (2hI/ mg)1/2求出刚体的I。 四实验仪器： 刚体转动仪，滑轮，秒表，砝码 其中刚体转动仪包括： A.、塔轮，由五个不同半径的圆盘组成。上面绕有挂小砝码的细线，由它对刚体施加外力矩。 B、对称形的细长伸杆，上有圆柱形配重物，调节其在杆上位置即可改变转动惯量。与A和配重物构成一个刚体。 C.、底座调节螺钉，用于调节底座水平，使转动轴垂直于水平面。 此外还有转向定滑轮，起始点标志，滑轮高度调节螺钉等部分 。 双击刚体转动仪底座下方的旋钮，会弹出底座放大窗口和底座调节窗口，在底座调节窗口的旋钮上点击鼠标左、右键，可以调整底座水平。在底座放大窗口上单击右键可以转换视角。（如下图）

仿真实验报告经典案例概述

XXXXX 实验报告 学院（部）XX学院 课程名称生产系统仿真实验 学生姓名 学号 专业 2012年9月10日

《生产系统仿真》实验报告 年月日 学院年级、专业、班实验时间9月10日成绩 课程名称生产系统仿真 实训项目 名称 系统仿真软件的基础应 用 指导 教师 一、实验目的 通过对Flesim软件进一步的学习，建立模型，运用Flesim软件仿真该系统，观察并分析运行结果，找出所建模型的问题并进行改进，再次运行循环往复，直到找出构建该系统更为合理的模型。 二、实验内容 １、建立生产模型。 该模型生产三种产品，产品到达速率服从均值为20、方差为2的正态分布；暂存器的最大容量为25个；检测器的检测时间服从均值为30的指数分布，预制时间为10s；传送带的传送速率为1m/s，带上可容纳的最大货件数为10个。 ２、运行生产模型。 ３、对运行结果进行分析，提出改进方案在运行，直到找到更为合理的模型。 三、实验报告主要内容 １、根据已有数据建立生产模型。 将生产系统中所需实体按组装流程进行有序的排列，并进行连接如图１所示

图1 ２、分别对发生器、暂存器、检验台和传送带进行参数设置。 （１）发生器的产品到达速率服从均值为20、方差为2的正态分布。如图2所示。 （２）暂存器的最大容量设置为25件。如图3所示。 （3）设置检验台的检测时间服从均值为30s的指数分布，预制时间为10s.如图4所示。 （4）传送带的传送速率为1m/s，最大容量为10件。如图5所示 图2 图3 图4 图5 3、对发生器及暂存器进一步设置。 （1）发生器在生成产品时设置三种不同类型的产品，通过颜色区分。如图6所示。 （2）暂存器在输出端口通过设置特定函数以使不同颜色的产品在不同的检验台检验。如图7所示。

【实验报告】物理仿真实验氢氘光谱拍摄实验报告范本

物理仿真实验氢氘光谱拍摄实验报告范本 一、实验目的 1．掌握氢氘光谱各谱线系的规律，即计算氢氘里德伯常数RH，RD的方法。 2．掌握获得和测量氢氘光谱的实验方法。 3．学习光栅摄谱仪的运行机理，并学会正确使用。 二、实验仪器及其使用方法 WPS-1自动控制箱，光源：铁电极。电弧发生器，光源：氢氘放电管。中间光阑，哈德曼光阑，摄谱窗口。 平面光栅摄谱仪是以平面衍射光栅作为色散元件的光谱仪器。它的光学系统用Ebert-Fastie装置（垂直对称式装置），其光学系统如图2所示。由光源B(铁电极、氢氘放电管)发射的光，经过消色差的三透镜照明系统L均匀照明狭缝S，再经反射镜P折向球面反射镜M下方的准光镜O1上，经O1反射，以平行光束射到光栅G上，经光栅衍射后，不同方向的单色光束射到球面反射镜的中央窗口暗箱物镜O2处，最后按波长排列聚焦于感光板F上，旋转光栅G，改变光栅的入射角，便可改变拍摄谱线的波段范围和光谱级次。这种装置的入射狭缝S和光谱感光板是垂直平面内对称于光栅G放置的，由于光路结构的对称性，彗差和像散可以矫正到理想的程度，使得在较长谱面范围内，谱线清晰、均匀。同时由于使用球面镜M同时作为准直物镜和摄谱物镜，因此不产生色差，且谱面平直。使用摄谱仪做光谱实验时必须注意以下事项：

（1）摄谱仪为精密仪器，使用时要注意爱护。尤其是狭缝，非经教师允许，不可以随意调节各旋钮，手柄均应轻调慢调，旋到头时不能再继续用力，不要触及仪器的各光学表面； （2）燃电弧时，注意操作安全。电弧利用高频高压，点燃后不要用手触及仪器外壳；更换电极时要切断高压电，用绝缘性能好的钳子或手套来更换；电弧有强紫外线辐射，使用时要戴防护眼镜； （3）铁弧电极上不能有氧化物，应经常磨光，呈圆锥形；调节两电极头之间的距离，注意电极头成像不要进入中间光阑。 三、实验原理 巴尔末总结出来的可见光区氢光谱的规律为： （n = 3，4，5 ……） 式中的B=364.56nm。此规律可改写为： 式中的为波数，为氢的里德伯常数（109 678cm）。 根据玻尔理论或量子力学中的相关理论，可得出对氢及类氢离子的光谱规律为： 其中，和为整数，z为该元素的核电荷数，相应元素的里德伯常数为： 其中，m和e为电子的质量和电荷，c是真空中的光速，h为普朗克常数，M为原子核的质量。显然，随元素的不同R应略有不同，但当认为M→∞时，便可得到里德伯常量为： 这与玻尔原子理论（即电子绕不动的核运动）所推出的R值完全一样。现在公认的