一种电动离心力定量分析演示装置

高中物理教学中,学生在学习向心力、离心力相关知识时,老师如果没有直观的演示教具,只用抽象的语言来描述抽象的向心力、离心力这样的物理现象学生不易理解,为此新设计了一种电动离心力定量分析演示装置用于离心力教学。该装置用电机作动力,用读数可以锁定的电子秤测离心力大小,通过改变电机转速,金属小球直径大小和小球旋转半径可定量演示和探究离心力公式。演示教具化无形为有形,化抽象为具体,化无趣为有趣,更利于离心力教学过程中教师的教和学生的学。     

浅谈“离心浮力”参与作用下小球的运动

流体在做匀速旋转运动时会产生与静止状态不同的动力学效应,主要体现在液体内部的压强变化以及由此带来的附加浮力,可形象地称之为"离心浮力".本文就V形管惯性离心力演示仪中的小球运动问题进行深入讨论,通过求解曲面积分求得小球所受"离心浮力"公式,进而求出小球的运动方程,并对实验中出现的现象进行定量分析解释.     

用传感器探究影响向心力大小的因素

针对传统探究向心力 F大小与质量m、角速度ω和半径r之间关系的实验存在的不足,重新设计了实验装置,该实验装置利用PASCO力传感器测向心力的大小,用调速电机来改变金属小球作圆周运动的角速度,并用霍尔传感器测量电机的转速,而金属小球的质量和小球的旋转半径则可以定量改变,由此可定量探究向心力的大小 F与质量m、角速度ω和半径r之间的关系。     

电动向心力公式验证演示仪的改进

对向心力公式验证演示仪进行了改进,改进后的演示仪参照教材上验证向心力的实验方法,改用电机驱动使一质量已知的金属小球在细线带动下沿一水平面作匀速圆周运动,实验时通过更换不同材质的小球改变质量,通过调节细绳的长度或电机转速改变小球旋转半径,通过调节电机工作电压改变小球旋转角速度,利用控制变量法测出F与m、ω、R的对应关系,最后通过实验数据分析推导得出向心力公式F=mω~2R。改进后的实验装置操作方便,测量精度高,值得推广。     

弹簧振子振动图像演示装置

为了清晰地展示弹簧振子的振动图像,自制了弹簧振子振动演示装置。该装置利用弹簧和小球作双弹簧振子,在小球上连接输液管,并用注射泵控制输液管中的液体流速,当弹簧振子振动时可以留下运动轨迹;实验采用有机玻璃板或白纸呈现运动轨迹,利用电动机控制并保证有机玻璃板或白纸做匀速运动。通过以上改进可获得弹簧振子振动时的位移随时间变化的函数图线.     

用传感器探究影响向心力大小因素的实验装置研究

实验探究向心力F的大小与质量m、角速度ω和半径r之间的关系是高中物理的一个重要实验。针对传统实验装置存在的不足,新设计的实验装置利用PASCO力传感器测向心力的大小,用调速电机来改变金属小球作圆周运动的角速度,并用霍尔传感器测量电机的转速,金属小球的质量和小球的旋转半径则定量改变。新的实验装置能定量地探究向心力的大小F与质量m、角速度ω和半径r之间的关系,实验结果精确度高,演示效果明显,方便师生使用和操作,值得推广。     

共振演示实验的纰缪与装置的改进

针对高中物理教科书中共振现象的演示实验装置存在着纰缪,在大学物理实验弹簧振子的受迫振动仪的基础上改进了共振实验演示装置。装置由T形支架下的弹簧和小球组成振动系统,通过比较浸没在水中的小球的固有周期和转动圆盘出现最大振幅时的周期,进而得到二者频率的关系,即共振产生的条件.     

巧用类比模型解一道高考题

针对高考中一道物体在变力作用下由静止开始竖直向上运动, 力随上升高度成线性变化. 这一特点与 被压缩弹簧的弹力随长度的变化相同, 采用小球弹簧模型求解, 运算既简单又准确     

对一道流行多年习题解答的探讨

笔者在多年的教学中,发现许多教辅资料都选用这样一道题.【例题】在光滑且绝缘的水平面上,有两个金属小球A和B,它们用一绝缘的轻弹簧相连接,在A,B带有等量同号电荷后,弹簧伸长L时小球平衡.如果     

对落球法液体粘滞系数测定仪定位架的改进

针对现有落球法液体粘滞系数测定仪存在的问题,对实验设备进行改进,通过电磁铁原理吸取小球,有效较少了实验操作过程中实验液体带来的污染以及外界对实验液体的污染,并且圆锥型电磁铁以及半圆形凹槽的设计精准的控制了小球的下落位置,最大可能的满足的实验原理对小球下落位置的要求,有效消除了传统仪器做实验时存在的诸多问题,保证了金属小球沿容器中心准确下落,有效提高实验操作准确性。     

用金属小球进行长波量子阱红外探测器的光耦合

针对实验中9.5μm峰值响应波长的n型长波量子阱红外探测器设计运用二维金属小球(铜)阵列作光耦合结构.金属小球阵列均匀填充在绝缘的胶黏剂中，基于惠更斯原理研究二维金属小球阵列体系的光耦合和光吸收，结果表明对9.5μm响应波长的长波量子阱红外探测器，采用周期为3μm，半径为0.9μm左右的金属小球阵列可以获得最佳的光耦合.优化设计后的量子效率(66%)远高于45°磨角耦合的量子效率(38%)，为实验运用金属小球阵列进行长波量子阱红外探测器的光耦合提供了基本的理论依据和详细的优化设计方案.     

用最优化及多元线性回归方法总结弹簧振子周期经验公式

通过实验总结物理规律,寻求相关物理量之间的经验公式是实验物理基本训练的重要内容之一。目前,许多兄弟院校开设的“弹簧振子周期经验公式总结”实验就是为了加强这方法的基本训练。但是,我们感到在该实验中尚有某些问题没有很好解决。首先,实验结果的处理上都以两个变量统计计算为基础,这就带来了如下的局限性:要对实验条件提出特殊的要求,如要求维持弹簧振子的质量不变,仅改变倔强系数;或者,维持弹簧倔强系数不变,仅改变振子的质量。这样,对弹簧的选配增加了不少困难,而且也使方法本身失去经验公式总结的一般     

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。     

超级球问题的理论分析与实验操作

根据碰撞定律和动量守恒定律导出超级球问题中小球反跳高度的一般公式 ,并分析如何提高小球反跳高度及实验方法     

落球法测液体的粘滞系数小球收尾速度的研究

从理论上推导了在液面下的小球何时达到收尾速度公式，并给出一组实验数据，得出小球从液面自由下落时很快能达到收尾速度的结论。     

MFCG 2维磁流体力学程序中磁场计算的改进

 定子线圈中的电流在空间中产生的磁场是金属导体（套筒）膨胀压缩的主要对象,该磁场直接影响爆磁压缩发生器输出电流脉冲的大小。给出了面电流分布下2维磁场的计算公式,较点电流分布下的磁场公式更能细致准确地反映出磁场的变化。数值结果表明:面电流分布下的磁场公式不仅能准确地描述磁场的变化,而且计算效率大大提高,节约了计算时间。     

基于物联网技术的落球法测液体粘度实验优化

基于物联网技术,对落球法测液体粘度实验进行优化,开发了一套实验辅助系统。利用电路控制电磁铁实现金属小球的精准释放,通过计时模块、计算模块简化实验操作和数据计算,通过将物联网概念引入大学物理实验,提升了实验数据的可视化。该实验电路成本低,提供了大量的拓展接口,可快速兼容其它物理实验,有利于实现该实验项目的验证性向综合设计性转换。     

利用电磁阻尼单摆测量金属球的电导率

通过设计有无电磁阻尼作用的单摆实验,精确测定金属球的摆幅随时间的变化规律,拟合实验数据得到空气阻尼系数和电磁阻尼系数,采用对比法得出金属球的电导率.该实验可加深学生对单摆作为简谐振动理想模型的理解,也为研究梯度磁场中金属小球的电磁感应现象提供了新思路.     

变力的两种平均力

在物理过程中,常遇到变力作用的过程,涉及到平均力及有关问题计算．如：ＦΔｔ＝ｍｖ－ｍｖ０．及Ｆｓ＝Ｗ中平均力Ｆ是否为同一概念,下面从一道题的解答谈起：ＯＭＡ如图所示：弹簧振子在水平方向上作简谐振动,小球的质量为０．２５ｋｇ,弹簧的劲度系数为１００Ｎ／ｍ,振幅为０．２ｍ．求：①小球在平衡位置速度大小;②从最大位移到平衡位置弹力对小球做的功（忽略摩擦及弹簧质量）．解法１,从最大位移到平衡位置弹力对小球做的功Ｗ＝Ｆｓ＝１２ｋＡ·Ａ＝１２×１００×（０．２）２＝２Ｊ由动能定理Ｗ＝１２ｍｖ２ｖ＝２Ｗｍ＝…     

向心力大小实验的设计

向心力大小演示实验是高中物理教学中一个很重要的演示实验.在人教版物理教材中,采用圆锥摆粗略验证向心力表达式,该实验是利用铁架台、小球、细线、秒表、天平、刻度尺等器材完成的.实验时,小球在水平面内做匀速圆周运动,用刻度尺测量出小球做圆周运动的半径r和小球距悬点的竖直高度h,利用天平、秒表分别测量出小球的质量m和运动n圈的时间t,得出指向圆心的合力为