刚体转动实验

新设计的刚体转动实验仪可以观测刚体的转动惯量随其质量、质量分布及转动轴线的位置不同而改变的状况;可以检验刚体的转动定理及转动惯量的平行轴定理;仪器可以改变多种参量,教给学生如何安排实验去检验一个理论公式,以及如何用作图法处理数据去得到所要求的结果等。     

利用刚体转动惯量实验仪验证转动定律的设计

介绍了设计性实验“利用刚体转动惯量实验仪验证转动定律”.该实验要求学生理解刚体动力学原理;利用实验室现有的仪器,对刚体转动惯量实验仪进行改装;提出新的实验原理,可以对阻力矩进行估测,利用该实验装置验证刚体定轴转动定律.     

质心运动定理演示实验

引言 质心运动定理∑F=ma。是刚体力学中的一个基本规律,是这个部份的教学重点之一。为使学生理解质心运动定理及由此导出的结论,我们设计了下面两个演示实验。 实验一 验证静止刚体仅受力偶的作用时,刚体绕质心转动,而不是绕力偶中心转动。 1.原理和设计思想静止刚体在一力偶的作用下,所受的合外力为零,根据质心运动定理,质心的加速度为零。如刚体原来静止,则在力偶作用下,质心不动,刚体绕共质心转动。应该注意,质心运动定理与外力的作用点无关,即无论力偶作用在刚体的什么地方,刚体总是绕其质心转动。例如图1所示为浮在水面上的木棒,当力…     

落体法测量刚体转动惯量实验中引起测量值偏离的因素分析

测量并分析了落体法测量刚体转动惯量实验中拉绳与转轴的不垂直对刚体转动惯量测量值偏离的影响,得出了转动体系在阻力矩作用下的角加速度与转速的关系.该值偏离的测量与分析可作为刚体转动惯量实验的拓展性、创新性实验内容,有利于启发学生实验思维和培养学生实验创新意识.     

刚体转动实验的数据处理

刚体转动实验是普通物理实验的重要内容,该实验一般采用的实验装置“刚体转动仪”的构造原理如图所示。 A是具有不同绕线半径r的塔轮,过其质心两边对称地伸出两根有等分刻度的均匀细圆柱B与B′,B与B′上各套有一个质量均为m_0且可以移动的圆柱形重物。这些构件组成可以绕固定轴OO′转动的刚体系。塔轮上绕有质量可以略去不计的细线,通过质量为m′、半径为r′的滑轮与可以改变质量m的砝码相连。当砝码下落时,通过细线对     

DY－刚体转动实验仪的结构及实验原理

本文介绍了ＤＹ－刚体转动实验仪结构，阐述了该实验仪的多功能实验原理。     

对“用刚体转动仪测转动惯量”实验的改进

刚体转动惯量的测定在大学普通物理实验中是比较重要的,而刚体转动实验仪(图1)是测量转动惯量的常用仪器.     

气垫导轨在刚体转动惯量测定实验中的应用

本文介绍了一种测量刚体转动惯量的新方法。即把气垫导轨和刚体转动仪结合起来来测量刚体的转动惯量,使传统的气垫导轨实验和刚体转动惯量测定实验得以更新,提高了实验测量的精度,拓展了实验内容。     

变转动惯量刚体转动定律实验研究

通过改进既有的刚体转动实验仪,研究了变转动惯量情况下的刚体转动定律,通过实验结果与理论值进行比较,发现二者在实验误差允许的范围内非常吻合。     

利用智能手机磁场传感器测量刚体的转动惯量

在三线摆法测量刚体转动惯量实验中,利用智能手机磁场传感器和Sensor Kinetics Pro软件,通过绘制"磁场强度-时间"图像,计算刚体转动周期,进而达到测量刚体转动惯量的目的。并将手机法测量结果与传统实验方法所得结果进行对比,验证其准确性。     

用打点计时器改进刚体转动实验

利用打点计时器对刚体转动实验进行了改进,给出一种测量刚体转动惯量的新方法。     

轴承中的摩擦力矩对转动的影响

轴承中的摩擦力矩对转动的影响秦宏伟，王德安，段吉辉（山东大学）（山东轻工业学院）（山东大学）关于滚动轴承中摩擦力矩的知识早已有专门的著作作了阐述．本文只讨论在刚体转动惯量实验仪器中滚珠轴承的摩擦力矩对刚体转动的影响．根据刚体转动定律所设计的测定刚体转...     

滚动法转动惯量测量仪

转动惯量是刚体的重要属性,也是大学物理刚体部分的重要内容。目前,大学物理实验主要采用扭摆法与三线摆法测量物理的转动惯量。此两种方法所采用原理与大学物理课中的知识关系性较少。本实验项目采用新的方法——滚动法测量物体的转动惯量。此方法有效的将刚体的平动、转动、势能与动能的转换相结合利用能量守恒,计算出刚体的转动惯量,其相对误差可以控制在5%以内,且其运行原理简单易于理解。该装置具有操作简单、测量速度方便快捷的优点,具有一定的推广价值,同时为转动惯量的测量方法提供技术支持。     

基于PASCO转动运动传感器测量刚体转动惯量

PASCO转动运动传感器可以精准地测量并实时地记录物体转动时的角速度。在落体法测量刚体转动惯量的实验中，为了提高实验的精度，将PASCO转动运动传感器与刚体转动惯量实验仪相结合，用PASCO转动运动传感器直接测量角速度并计算角加速度。改进后的仪器简化了实验步骤，提高了实验精度。对圆盘、圆环和圆柱试样的转动惯量进行测量，三组实验的相对误差分别为0.2%、0.7%和0.3%,实验结果准确。通过实验结果可得，改进后的实验仪器操作简单且测量精度很高。     

刚体运动三维可视化模拟和复摆相关问题探讨

本文应用刚体定轴转动定律和角动量定理,结合VPython软件,首先模拟刚体的定轴转动,例如匀质圆柱体在不同力矩作用下的转动,直观地显示刚体运动轨迹以及角位移、角速度等物理量随时间的变化关系,以及重力矩作用下的刚体能量守恒等,使刚体运动过程实现可视化.有趣的是,本文还研究了刚体的平面平行运动(平动加转动)以及刚体的振动,模拟了大角度下刚体摆动时出现的混沌状态.可视化模拟深化了对课本知识的理解.     

刚体转动惯量综合演示仪在教学上的应用

为了更加清楚地演示决定刚体转动惯量大小的因素,我们设计了刚体转动惯量综合演示仪。该装置不仅可以演示而且可以测量几种典型形状的刚体在斜面上纯滚动的快慢,进而还可以改变杆状刚体的转轴位置来观察刚体转动快慢的变化。通过实验验证了刚体在斜面上纯滚动的时间与转动惯量的关系及转轴位置对转动惯量的影响,有助于学生对转动惯量的理解与学习。     

利用智能手机旋转传感器测量转动惯量

在用三线摆测量转动惯量的实验中,利用智能手机旋转传感器测量出刚体在转动时的旋转角度与时间的图像,然后计算出摆动的周期,进而测量出刚体的转动惯量。并将手机测量结果与传统实验结果进行比较,验证其可行性。     

转动法测转动惯量实验中定滑轮的高度调节

在用恒力矩转动法测量刚体转动惯量的实验中,分析了定滑轮的高度对刚体所受恒力矩的影响,找到了实验的最佳条件.     

用三线摆研究垂直轴定理

用三线摆对刚体薄圆盘绕不同轴转动时的转动惯量进行测量,通过实验与数据分析,验证了反映刚体转动惯量重要性质的垂直轴定理,从而实现了对刚体转动惯量实验内容的扩充.     

用霍尔开关测量刚体转动惯量实验中的时间变量

本文使用集成霍尔开关传感器改进刚体转动实验，计算刚体转动惯量和摩擦力矩，提高了测量精度。