基于虚拟仪器实现单摆法测量重力加速度

基于虚拟仪器对单摆法测量重力加速度实验进行改进,通过H2010型光电门收集摆球的运动信息,利用声卡和LabVIEW搭建数据处理平台采集和处理实验数据.实验结果表明:重力加速度的测量相对偏差为0.7%.     

单摆测重力加速度实验的改进

在单摆测重力加速度实验中,很难对摆长进行非常精确的测量,在较好的测量条件下其测量精度一般也只能达到毫米量级,所测得重力加速度的相对误差一般在1%左右.针对这一问题,本文通过对单摆实验装置进行改进,利用与摆线连接在一起的游标卡尺精确测量摆长的改变量而不直接测量单摆摆长,可将测量精度提高到0.02毫米.同时利用光电门测量摆球摆动周期,并对不同的摆线材质和直径进行了对比实验和分析,在最佳条件下可将重力加速度的测量误差控制在0.1%以内.     

基于多激光光电门的液体黏度测量

本文设计了一种多激光光电门液体黏度测定仪.采用自制的铅锤校准系统和落球定位漏斗,使小球沿玻璃圆筒中心轴线下落,利用四组激光光电门计时,通过实验寻找小球匀速下落区间,可在一次落球实验中获得4组实验数据.新方法消除了传统落球法实验的弊端,提高了实验测量的效率和准确度.     

用改进的单摆实验系统与Spss标定重力加速度

对传统的单摆实验系统进行改进及调试,用电磁铁控制摆球起始状态的一致性,调节光电门至摆球所处最低平衡位置的正下端,用记时记数测速仪精准测定摆球振动的周期。通过对测量原理、不确定度的分析,引入Spss的曲线估计功能分析实验数据,得出实验系统的有效摆长复合量与摆球振动周期平方的定标曲线,并验证出有效摆长复合量与摆球振动周期的平方存在线性关系,由此标定出重力加速度,并用置信概率为95%的不确定度,对测量数据及其实验结果进行合理的分析和估算,最终得出较为合理的实验结果。     

用光电门测直线运动瞬时速度的误差分析

用代数法和图像法两种方法分析了由光电门测得的匀变速直线运动、弹簧振子的瞬时速度的误差.     

如何实现宏观量子单摆

利用等效质心方法描写单摆运动,经典力学通过牛顿方程得到摆球在空间做周期振动,而量子力学却给出完全不同的结论:摆球做无"周期"的随机运动.本文分析了量子力学等效质心模型成立的条件,在此基础上计算了经典单摆过渡至量子单摆的实验条件,表明在目前的实验水平上观察宏观摆球(微米量级)的空间量子跃迁行为是简便易行的.     

用方位径向摆演示李萨如图形的研究

通过对方位径向摆的弹性杆和摆球的固有振动频率进行分析,利用相机曝光方法研究了摆球李萨如图形.分析了摆线长度、初始释放角度、摆球质量等因素对摆球运行轨迹的影响,理论和实验符合较好.     

条形挡光片测速的误差分析及修正方法

在利用气垫导轨装置及配件进行的各类实验中,速度作为一个基本的待测量,其准确测量有着重要的意义.通常利用MUJ-6B通用计数器记录不同类型挡光片经过光电门的遮光时间,用游标卡尺测得遮光距离从而得到速度值.本文从光电计时原理分析了使用U形挡光片、计时方式2不会出现系统误差,而使用条形挡光片、计时方式1会出现较大系统误差的原因.我们进一步利用气垫导轨上两弹簧连接滑块做简谐振动模型的理论公式推导出条形挡光片遮光时被光电门"吞掉"的宽度,进而得到了速度的修正公式.此外,通过气垫导轨上的动量守恒实验从另外一个角度验证了速度修正方法的正确性.     

气垫导轨上测重力加速度实验中系统误差的修正

滑块在倾斜导轨上运动时,其加速度可按下式求得式中vA及vB分别表示滑块上的挡光片通过光电门 A和 B的速度,如果挡光片的宽度为 S,测得通过光电门的时间分别为△tA及△tB,则 是滑块从光电门A运 动到光电门B的时间,如图1所示.重力加速度g可根据导轨的倾斜度按下式求得式中L为导轨三足之间的垂直距离,　h为导轨一足自水平位置被垫高的高度. 在气垫导轨实验中,尽管由于气垫的漂浮作用,便容易引起实验误差的摩擦因素大大减小;在时间测量上,采用了精度极高的光电计时方法,但g的测量值仍和当地重力加速度的公认值相差较大,其百分差往往超过5%.…     

“用单摆测重力加速度”实验教具优化研究

通过分析"用单摆测量重力加速度的大小"实验中摆长、摆角、摆线与摆球等因素对实验结果精度的影响,探讨了传统实验装置的不足,在此基础上设计并制作了可用于测量重力加速度的双线摆装置,并对装置的构成与应用进行了详细阐述.