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。     

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.     

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。     

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。     

利用恒力矩转动法验证刚体转动惯量正交轴定理

利用恒力矩转动法测量了自制的不锈钢矩形薄板状样品的转动惯量.沿长、宽,和垂直于板面3个方向的转动惯量分别是7.70×10~(-4) kg·m~2,3.23×10~(-3) kg·m~2和3.97×10~(-3) kg·m~2.沿长、宽方向的转动惯量之和基本等于垂直于板面方向的转动惯量,相对偏差仅为0.84%,验证了刚体转动惯量正交轴定理.分析了由薄板厚度对长、宽方向的转动惯量贡献不超过5‰,在实验中无须考虑厚度的影响.测量结果表明:固定螺丝、定位销对测量结果影响不大.此外还分析了空气阻尼、塔轮半径和砝码质量等因素对实验结果的影响.     

框式转动惯量仪的研究──一种新型测量物体转动惯量仪

物体的转动惯量的测定是必不可少的实验内容．现有的三线摆等测转动惯量的装置，自身存在许多缺陷，使实验精度受到限制．框式转动惯量测量装置，克服了前者的缺陷，提高了实验精度。     

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。     

对扭摆式刚体转动惯量测量仪载物装置的改进

在应用扭摆式刚体转动惯量测量仪测量刚体的转动惯量实验中,测量球体、圆柱(筒)体和细杆时需要更换不同的夹具,实验操做繁琐.为此设计了固定在仪器中心轴上的综合载物盘,避免了各种夹具的更换,消除了系统误差,提高了测量精度.     

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.     

间接比较法测量扭转常数K的误差分析

主要分析实验采用的间接比较法测量扭转常数的影响因素,并通过实验测量对比,探讨扭摆周期与标准件转动惯量对扭转常数K值测量的影响,得出待测物体的转动惯量与塑料标准件转动惯量相当才能减小实验测量误差的结论。     

基于智能手机加速度和速度传感器刚体转动惯量的测量

将智能手机的加速度和速度传感器引入三线摆法测量刚体转动惯量实验中，使刚体摆动的周期性过程更加形象化，并通过手机自动绘制的“加速度-时间”和“速度-时间”图像获取刚体摆动周期，实现对刚体转动惯量的测量。实验结果表明，智能手机传感器测量数据合理，相对误差在实验允许范围内。将智能手机引入大学物理实验教学，不仅可以增强学生对新技术的认知，激发学生对新知识的渴望，而且可以拓展学生思维，培养学生创新精神。     

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。     

人体一维重心测量实验教学装置与实验

结合理论力学重心测量理论,研发了一套人体一维重心测量实验教学装置,并结合实验装置,设计了人体重心一维测量实验教学项目。实验项目能够使学生掌握静力学、重心测量、人体环节转动惯量计算的基本原理,构建静力学知识体系,培养创新性思维。而且学生能够作为被测对象参与实验,增加了实验的趣味性、提高了学生对实验项目的参与度,激发了学生对实验内容的兴趣和思考,提高了教学质量。     

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。     

微机在用刚体转动仪测刚体转动惯量实验中的应用

用刚体转动仪测量刚体转动惯量实验所要测量的主要物理量是时间,所测量的实验数据繁多,且要求准确,而后续的实验数据处理计算复杂。本介绍了一种测量时间、计算转动惯量数值两项工作全部由PC机来完成的新方法。     

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。     

三线摆实验中摆角偏大产生的误差及修正方法

研究了三线摆实验中摆角偏大(5°θ20°)时对测量转动惯量产生的误差和修正办法。实验发现随着摆角的增大,测得的圆盘转动惯量也会相应偏大,从而导致测量误差增大。文章通过进一步的理论分析解释了这一现象,并对测量结果进行了系统误差修正。     

转动实验的新设计——介绍一种测量角速度和角加速度的方法

一.设计思想普通物理实验中有关转动实验的安排,由于角速度和角加速度的测量一直找不到一个可行的方法,只好回避诸如“角加速度与外力矩成正比,与转动惯量成反比”这样一些最基本的实验。目前采取的途径大致分为二种类型:(1)测转体的摆转周期,计算转动惯量,进而验证平行轴定理。例如三线悬盘实验和其他形式的转摆实验;(2)测加速转动的总时间,间接计算出转     

三线扭摆法精确测量圆环转动惯量

物体转动惯量的测量方法很多,有气垫转盘法、三线扭摆等等。三线扭摆法作为一种最传统的测量方法,具有测量结果准确,方便快捷等优点。针对质量分布均匀,几何尺寸规则的同心钢质圆环的转动惯量的测量,首先通过理论分析,得到钢环转动惯量的理论值,其次进行分步骤等精度实验测量,测量过程中分析误差成因并尽量减小,得到积分值与实验值的相对误差小于0.5%。为定轴条件下系统研究物体转动惯量提供参考。