实验概述

力学是物理学的基础，涵盖了从质点运动到振动、碰撞、能量转换等丰富内容。数智化力学综合实验装置将单摆与复摆测重力加速度、振幅摆周期特性、运动学与动力学（速度/加速度/牛顿第二定律）、能量守恒定律验证等经典实验整合于一套模块化系统中。装置核心采用无线智能传感器（转动传感器、智能小车、力传感器、加速度计等），配合SmartLAB数据采集软件，实现多物理量同步采集与实时分析。从基础验证到探究性实验，本装置为学生提供了系统理解经典力学的现代化平台。

实验内容

• 重力加速度的多种测量方法

  通过单摆法、复摆法、 凯特摆法、 振幅摆（变量）等测量验证。

• 振动与波动力学

  大振幅摆：研究摆角从5° 至120° 时周期的变化，对比简谐近似公式与精确椭圆积分解。

• 运动学与动力学（智能小车轨道系统）

  测量研究匀加速运动、重力加速度、验证牛顿第二定律、弹簧振子。

• 能量守恒与碰撞

  测量研究弹性碰撞与完全非弹性碰撞、斜面机械能守恒、弹簧振子能量转换、非保守力做功。

  
  

产品特点

• 全无线智能传感，多物理量同步采集

  无线智能小车：内置位移、三轴加速度、力、陀螺仪传感器，可同时测量速度、加速度、力、角速度。  

  无线转动传感器：转动丝滑，测量精确，适用于各种摆动实验。  

  无线光电门传感器：周期测量分辨率高，用于单摆、复摆周期精确计时。

• 一机多用，覆盖力学核心教学要求

  一套装置可完成重力加速度的四种测量方法（单摆、复摆、凯特摆、斜面法）、运动学与动力学（匀加速、牛顿第二定律、弹簧振子）、能量守恒与碰撞（弹性/非弹性碰撞、机械能守恒、功能原理）等内容。

• 数字化实验与传统方法融合

  本装置所有传感器均支持蓝牙/USB连接至SmartLAB软件，供软件自动采集、曲线拟合、数据导出功能，提升实验效率与分析深度。

• 模块化设计，灵活扩展

  铝合金导轨（1200mm）、多类型摆件（单摆球、复摆杆、圆盘、凯特摆）、弹簧组、质量块、摩擦块等组件可自由组合。用户可根据学时选择单摆、复摆、速度/加速度/牛顿第二定律、能量守恒等内容。

  
  

实验数据

s-t、v-t、a-t的关系

v₁-t、v₂-t关系（碰撞实验）图

Eₖ-t、Eₚ-t关系（弹簧振子实验）图

用智能光电门传感器测量单摆周期

大振幅摆的角位移、角速度、角加速度图像

复摆周期测量数据图

数字化实验必配件