扭摆法测量转动惯量实验数据处理及误差讨论

扭摆法测量转动惯量是大学物理实验中一个重要的项目.现行物理实验教材中,其相对误差分析通过对比转动惯量理论值与实验测量值得到,这种处理方式值得商榷.本文针对这一问题,采用不确定度计算,分别讨论了转动惯量的理论值与实验值的不确定度公式,并比较了两种转动惯量计算结果的差别,分析其产生的可能原因.并提出了用线性拟合作图法验证平行轴定理的新思路,根据微扰理论提出了得到扭转常数与摆幅相互关系的测量方案和减少误差的处理途径.最后用数值计算讨论了同时考虑摩擦阻力和扭转常数随摆角变化对摆动周期的影响.     

扭摆法测定物体的转动惯量实验中的标定研究

在利用扭摆法测定物体的转动惯量实验中,充分考虑仪器及测量等方面的误差,尤其在考虑摆动角度的影响下,定量的对扭摆的摆动周期、弹簧的扭转常数以及载物盘的转动惯量等参数进行了标定。     

影响弹簧扭转常数不确定度的因素分析

运用不确定度理论,推导了扭摆法测弹簧扭转常数的不确定度传递公式。通过应用塑料圆柱、金属圆筒和金属细杆三种不同形状的标准件来测量弹簧扭转常数,分析了影响测量弹簧扭转常数不确定度的几个因素,给出了减小实验误差的有效途径。     

扭摆法测量物体转动惯量实验改革

在当前大学物理实验扭摆法测量物体转动惯量实验中,通常将"几何法"与"扭摆法"相互交织,导致实验过程逻辑混乱.本文提出删除用"几何法"倒推"扭摆法"中弹簧扭转常数K值这一环节,改用"定义法"直接测量K值,从而将"几何法"与"扭摆法"隔离,并重新设计了实验内容,使实验条理更加清晰.     

金属丝切变模量测量实验中扭转角度和摆长影响的研究

通过测定扭摆在不同摆长和不同扭转角度下金属丝的切变模量和长方体铁块的转动惯量,研究了扭转角度和摆长对实验结果的影响,结果表明,摆长和扭转角度大于某一数值时,可以保证较好的实验测量精度和合理的实验时间。     

扭摆法测量刚体转动惯量的误差分析

扭摆法是测量物体转动惯量的有效方法,减小误差是该实验的关键问题。本文分析了扭摆法测物体转动惯量时空气阻力引起的误差,并给出了加载重物之后扭转系数的变化及其对测量误差的影响。结果对测量精度的提高、实验方法选择和仪器研制等方面具有重要的实际意义。     

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.     

存在固有线双折射光纤费尔德常数的测量

从理论上分析、计算了扭转光纤对小信号电流灵敏的影响，提出了一种新的更为简便的方法测量费尔德常数、并用实验验证。结果表明当光纤扭转率与固有线双折射的比值大于一定数值时，用本方法测量得到的费尔德常数值与理论值十分接近。这一方法为测量具有线双折射光纤的费尔德常数提供了一种新的途径。     

不同线长高度测量圆盘转动惯量产生误差的研究

实验中由三线摆法测定物体的转动惯量,现在采用累积放大法测量周期,用平均法计算周期,来研究不同线长高度下测量圆盘转动惯量产生误差的影响。并分析圆盘转动惯量测量值与理论值的百分差与线长高度之间的关系。最后得出实验结果,发现线长高度越小,物体的转动惯量测量误差越大,当高度为50 cm时,物体的转动惯量测量误差最小。     

基于RS485协议的刚体转动惯量测量实验系统的设计

介绍了一种新的测量刚体转动惯量的实验方法与实验系统.在测量刚体转动惯量的物理实验中,通过增加标准刚体试件,把细绳拉力对转轴摩擦力矩的影响考虑进去,大幅度地提高了实验测试精度.另外,本作品将转动惯量测量仪采集的时间数据通过由RS485协议组成的通信网络输入到PC中,再经过编写的数据处理软件,快速准确地将待测刚体的转动惯量以及其他与刚体有关的物理量计算、显示出来,便于老师与学生的互动.     

测量不同质量圆盘下圆盘的转动惯量误差的研究

实验由三线摆法测量物体的转动惯量,现在采用累积放大法测量周期,用平均值计算周期,分析圆盘转动惯量测量值及理论值的百分差与下圆盘质量之间的关系,从而来研究一定高度不同质量圆盘下圆盘转动惯量产生的误差影响。最后得出实验结果,下圆盘质量越小,误差越小,当下圆盘质量小于0.085kg时,误差突然增大。     

扭摆法测刚体转动惯量中的周期研究

针对传统扭摆法测刚体转动惯量系统误差较大的缺点,研究了扭转周期的读取对实验结果的影响,提出了行之有效的改进方法,使实验更精确.     

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。     

转动惯量测试仪的改进

转动惯量测量实验是大学物理实验中综合实验项目之一,目前高校工科物理实验常用三线摆法测量刚体的转动惯量,而转动惯量测试仪目前都无测量过程周期自检报错功能,为减少学生使用过程中出错概率,对仪器增加自检功能,提高测量准确度,同时为方便记录,增加了周期记忆功能。     

基于电力线载波与TCP/IP协议的刚体转动惯量实验系统的设计

介绍了一种新的测量刚体转动惯量的实验方法与实验装置,在实验中,通过增加标准刚体试件,把细线拉力对转轴摩擦力矩的影响考虑进去,大幅度地提高了实验测试精度,另外,利用电力线载波通讯网络,将转动惯量测量仪采集的时间数据传输到PC机中,再经过PC机端数据处理软件,快速准确地将待测刚体的转动惯量以及其它与刚体有关的物理量计算、显...     

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.     

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。     

在不同转角下测量圆盘的转动惯量产生误差的研究

由于实验用三线摆法测定物体转动惯量的转角较大,但是理论推出的转角一般控制在5度以内,故现采用投影法和平均值计算转角的方法来研究在不同转角下测量圆盘的转动惯量产生的误差,并分析圆盘转动惯量测量值与理论值的百分差与转角之间的关系,最后得出圆盘转动惯量测量值与理论值的百分差随转角变化成二次曲线。     

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。     

基于视频分析软件Tracker测量刚体转动惯量

在传统刚体转动惯量实验仪器的基础上,用弹簧代替砝码,用手机拍摄实验过程,用Tracker和Origin软件处理实验数据,来研究刚体转动惯量.考虑加速度、摩擦力矩等因素的影响后,系统误差减少,并实验测量了摩擦力矩.