基于手机Phyphox软件设计“共鸣管测声速”居家实验

为了让学生居家完成空气中声速的测量,基于手机Phyphox软件设计了"共鸣管测声速"实验。本实验根据共鸣管的原理,利用手机Phyphox软件测量一端封闭,一端开口的奶茶管发出共鸣音时的基频,理论上声速大小是基频与空气柱长度乘积的4倍,但实际上有效空气柱长度是实际空气柱长度加上"管口校正量"。通过公式变形,得出实际空气柱长度与基频的倒数成正比例的关系公式,采用线性拟合数据直接得出声速,从而巧妙避免了"管口校正量"的干扰,同时理论上也给出了一种得到"管口校正量"的方法,这是本实验的创新点。实验以内直径为12.0mm的奶茶管进行测量数据,通过线性拟合得到声速值,并进一步讨论了线性拟合得出的截距的物理意义和含义。     

托里拆利实验的改进装置二则(二)

将两根玻璃管分别插入橡皮塞的两个小孔内 ,长玻璃管的另一端套上一段大小适度的橡皮管 ,用细线扎紧不漏气 ,如图 2 .在瓶内倒入适量的水银 ,塞紧橡皮塞 .将广口瓶向着长玻璃管的方向慢慢倾斜 ,同时将长玻璃管上的橡皮管管口向上 ,使之高于广口瓶内的水银面 ,这时长玻璃管灌满了水银 ,橡皮管内也有少量的水银 .此时 ,玻璃管内的空气被全部排出 ,然后用夹子在玻璃管附近有水银的橡皮管处夹住 ,再把橡皮管折过来用夹子夹紧 ,防止漏气 .慢慢将广口瓶、玻璃管竖直放置 ,玻璃管的上方将出现真空 .当水银柱稳定后 ,用刻度尺测量出玻璃管内水银面与…     

对共鸣管实验的改进

用音叉和玻璃管来演示空气柱的共鸣现象是高中物理声学部分的一个实验。笔者根据多年的实践经验,采用如下方法较理想。实验装置如图所示。其中玻璃管的长度约为30cm左右,口径约为2cm左右。如果实验室不备有此管,可采用废旧8W日光灯管改制。改制的方法是将废旧灯管两端灯丝小心卸下,用砂子冲刷管内荧光物质,冲刷干净以后用水冲洗透明,再用砂石磨平灯管两端。管底端通过软木塞、导管与大号注射器相连,管身一侧可贴上有标度的纸条,用来记录空气柱的长度。将管固定于铁架台上,往管内注水,由于注射器容量可达90ml,通过活塞足以使管内空气柱的长度在30cm     

弦振动和弦乐器--物理与音乐专题之二

有人说乐器就是一种物理仪器,我们在物理中把它叫做声源.从中学物理学习开始,我们已经见过音叉,它发出的是单调的一个音,为了扩大音量,还有时把它放在一个共鸣箱上.当然,乐器不能只是发得出声音,还必须是发出音乐声,总之它离不了振动源即激声器.乐器也要有共鸣体,即共鸣器.一般他说乐器是由激声器和共鸣器两大系统组成的.演奏者提供能量使激声器发出振动.共鸣器则使发声体发出的音乐声得到放大,并通过空气传向四周.……     

气体绝热压缩和绝热膨胀的演示

在中学物理教学中 ,通常是压缩空气点燃硝化棉或白磷来显示空气绝热压缩时温度升高 .因空气压缩引火仪活塞极易磨损 ,实验成功率不高 .而且操作时 ,具有一定的危险性 .笔者使用实验室常用的两用气筒、热敏温度计、压强计及三通管和橡皮管等器材 ,组装成如图 1所示的实验装置 .它不仅可以演示气体绝热压缩时温度升高 ,而且还能演示气体绝热膨胀时温度降低 .实验效果直观、显著 ,操作简单、安全 .图 1　实验装置图1.演示电表　 2 .压强计　 3.橡皮管4.热敏温度计　 5 .三通管　 6 .两用气筒组装时 ,把三通管的三端用厚橡皮管分别与两用气筒的…     

盖·吕萨克定律的实验

利用玻意耳-马略特实验的装置,如高中物理第二册第218页中所说的,再添上三个玻璃筒、一个温度计及一些冰、水、热水,就可以进行一次分组实验,来验证盖·吕萨克定律。实验步骤如下:(1)把做玻意耳-马略特实验用的玻璃管(一端开口,一端封闭,管的闭端有一段被水银封在管里的空气柱),用两条细胶带把玻管固定在米尺上,尺上刻度的起点要与管的闭端对齐。 (2)把玻管竖直地立在桌上,使开口向上,从刻度尺上的标度看出气柱的体积,并记下当时室内的温度。 (3)把玻管开口向上地竖直插入盛有冰水混合物的玻管内,记下当时的温度(0℃),并看出气柱的体积。 (4)把玻管开口向上地竖直插入盛有冷水(应设法使冷水的温度较室温低两三度)的玻筒中,测出这时的温度与这时气柱的体积。     

基于MATLAB的变频定距法测量声速的研究

利用声卡和matlab设计了一套变频定距法测量声速的装置,喇叭和麦克风放在共鸣管的一端,保持共鸣管水面高度不变,通过matlab软件控制声卡改变喇叭的发声频率,当反射波和入射波信号发生相遇时,可以从频谱图上看出干涉加强或干涉相消时的频率,从而得到声速。实验结果和理论声速相比较,百分偏差最大为1.66%。     

初中物理两个演示实验的改进

一、潜水艇浮沉原理的演示实验新出版的“初级中学课本物理上册教学指导书”第81页和物理通报1962年第3期137页介绍了潜水艇浮沉原理的演示实验,装置是这样的:在一个烧瓶的瓶口上装一个塞子,塞子上穿两根玻璃管。演示时,用橡皮管从外面向瓶内打入空气,使瓶中的水排出,烧瓶就上浮;抽出瓶中的空气,使水进入瓶中,烧瓶就下沉。这样,虽能说明潜水艇浮沉的原理,但与实     

利用气体火焰研究驻波

驻波是一个比较抽象的概念,较难理解,用气体火焰模拟驻波可以让我们更直观的研究声场产生的驻波。实验中发现火焰按波形变化的规律分布,用驻波波函数和伯努利方程对实验现象进行了理论分析,引入压节(波腹)、压腹(波节)解释在两端出现的高火焰现象。实验结果与理论分析接近一致。     

浅谈杯鼓实验中空气柱的选频作用

本文首先通过杯鼓实验得到了不同空气柱长度下杯内声波的频域图,然后基于波动理论解析分析了边界振动有衰减时空气柱的共振频率及振幅,结果表明空气柱长度在声波传播过程中具有明显的选频作用。     

液流的空吸作用演示实验

在没有专门演示空吸作用的仪器,也没有自来水的条件下,我们用如图所示的简易装置完成了液流的空吸作用的演示实验。实验效果很好。T形管2装在离实验台约40厘米高的铁架上。a端用长约80厘米的橡皮管l与水桶相连。水桶放在离实验台50厘米高的地方,内装满水。由于虹吸作用,水通过橡皮管l流过T形管。为了便于控制,在橡皮管上安一个橡皮管夹k。T形管的b端用长约1.5米的橡皮管     

用空气柱共鸣法测量声波波长

在学习“声音的共鸣”时，我们知道，音叉发声时，下面的共鸣箱发生共鸣，使音叉的声音增强．用音叉也可以使空气柱发生共鸣．对一端开口的玻璃管内的空气柱来说，跟某一声波共鸣的空气柱的最短长度等于该声波波长的1/4．也就是说，利用空气柱的共鸣可以测定声波的波长，并且，在空气柱长度等于声波波长的1/4，3/4，5/4，…倍时，都会发生共鸣现象．     

用共鸣管测量声速实验的创新

分析了传统的用共鸣管测量声速实验中存在的问题，提出了两种减小误差的新改进方法，实验中用信号发生器来调节共鸣频率，用毫伏表检测共鸣点，从而较容易地提高了测量精度。     

喷雾器的妙用

最近我们用压缩空气式喷雾器成功地作了初中物理学课本上的两个演示实验。效果较好,现介绍出来,供大家参考。一、用喷雾器制造压缩空气来吹动吹动式往复蒸汽机模型先将喷雾器的铁质喷管旋下,留下橡皮管部分,然后用橡皮管将喷雾器与模型吹嘴连接。关好喷雾器开关,用力往喷雾器中打气。打足气后,慢慢将开关打开,这时喷雾器内的压缩空气会跑出来,通过橡皮管,吹动活塞,而使模型上的飞轮转动。机器转动时间可视压缩空气多少而定。一般尽力打足空气,可吹动模型2—3分钟。能足够让学生看清楚蒸     

关于“湿度”的教学

物理课本上册“湿度”一节内容比较简洁,但用“分子运动论”解释的“饱和状态”、饱和汽压等概念比较抽象,既有“绝对湿度”又引入“相对湿度”,学生感到难以接受,为使学生较好地理解,在教学中安排一些直观,形象的实验、实例,能使学生加深对物理概念、物理量的认识和理解. 1 形象实验把两根长约80cm一端封闭的玻璃管各分为两段,再用长约6cm的橡皮管连接在一     

关于饱和汽压的演示

将两根同样内径的厚玻璃管以厚橡皮管连接起来,平行地固定在支架上,可作“使饱和汽变未饱和汽”的实验。开闭装置就是在玻管顶端装一小段硬橡皮管,皮管上加两个螺旋夹子。(图1) 实验之先,要做好这样的准备工作。提高右侧开管,使水     

弦振动实验中阻力系数的测定

研究一端接简谐振源、另一端固定的弦在阻尼介质(空气)中的稳态振动及阻力系数的测定.结果表明在考虑了媒质阻尼的情况下,波节处的振幅将不为零.在理论上避免了无穷大振幅的出现,在实验上可通过测量波腹和波节处的振幅计算阻力系数以及在阻尼介质中的驻波波腹点和波节点的位置相对于自由空间的纯驻波状态时的波腹点和波节点的位置的偏离量.     

非对称波节管换热和阻力性能的实验研究

通过实验的方法,分别分析了采用大导角半径(Large corrugation fillet radii,rl)的非对称波节管、对称波节管和光管管壳双侧的传热性能和阻力性能的影响规律,研究非对称波节管流向对换热器总换热性能和总阻力性能的影响。研究结果表明,非对称波节管和对称波节管的综合换热性能均优于光管,且壳侧的综合换热性能提升优于管侧。非对称波节管的换热性能与对称波节管差别较小,但阻力性能更低,rl位于管侧波节前流段或壳侧波节后流段均可以明显降低阻力性能。非对称波节管换热器在逆流下,rl在管侧前流段时,换热器整体综合换热性能最优,平均是光管换热器的1.44倍;在并流下,rl在管侧后流段时,换热器整体综合换热性能相对更好,比光管换热器提升了39.07%。     

对通电螺线管磁性演示实验的改进

对初中物理课本中研究通电螺线管的磁性的演示实验,为提高演示的可见度和对比度,可做如下改进。一、制作 1.用U形压强计代替弹簧。由于与压强计相连的原塑料盒是底部正中接橡皮管,放到螺线管上端不方便,故自制一个在侧壁接橡皮管的塑料盒。找一个直径约4.5cm的塑料瓶,在侧壁靠近底部用烧红的粗铁丝烫一个直径略小于1.5cm的孔,在孔里塞进一个带玻璃管的塞子。用凡士林把相接处密封,把瓶的上部截去,留下其下部约3cm长,再在开口端扎上橡皮膜(橡皮膜也可用避孕套代替)。     

张角为直角两半径边简支时扇形薄板二维驻波的研究

本文在小挠度理论下对张角为直角、两半径边简单支承、圆弧边悬空时水平放置的扇形薄金属板的竖向小振动问题进行了研究.通过求解薄板的小振动方程,得出了薄板在不同本征频率(自由频率)下的解析解的简正模式,求出了通解,并计算了相应本征频率下薄板上的圆弧状驻波波节线的半径及方程本征值所遵从的规律,给出了驻波图及薄金属板的弹性模量,得到的简正模式波节线的分布有3种:分别是仅有辐射状波节线、仅有圆弧状波节线(不含两半径边)及辐射状与圆弧状波节线同时存在,并与实验观察到的驻波图形(即克拉尼图形)的相应实测值进行了比较,理论与实验符合得很好.