基于傳統(tǒng)三線擺測量剛體轉(zhuǎn)動慣量的實(shí)驗(yàn)方法,選用居家物品自制三線擺,利用智能手機(jī)陀螺儀傳感器和phyphox軟件,通過繪制"角速度ω-時(shí)間t"圖像,計(jì)算物體的轉(zhuǎn)動周期,進(jìn)而測得物體的轉(zhuǎn)動慣量,同時(shí)驗(yàn)證平行軸定理。經(jīng)過多次實(shí)驗(yàn)后,利用智能手機(jī)測量的結(jié)果與傳統(tǒng)方法接近,與理論值比較其相對誤差更小。居家實(shí)驗(yàn)自制三線擺,利用手機(jī)傳感器提供測量數(shù)據(jù),不僅為破解疫情期間實(shí)驗(yàn)教學(xué)困境提供可能,而且增加了實(shí)驗(yàn)的趣味性,激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新能力,為今后的創(chuàng)新性和開放性實(shí)驗(yàn)教學(xué)提供了新思路。 

【文章來源】：物理與工程. 2020,30(06)

【文章頁數(shù)】：5 頁

【部分圖文】：

三線擺原理圖

本文三線擺DIY實(shí)驗(yàn)器材由硬紙板、蒸盤、細(xì)繩、卷尺、學(xué)生套尺及圓規(guī)、裝有phyphox軟件的智能手機(jī)、廚房電子秤、待測物體(圓環(huán)膠帶和白蘿卜)、秒表和牙簽等組成,如圖2所示。用硬紙板代替上圓盤,用蒸盤代替下圓盤,上紙板和下蒸盤均水平,用三條等長細(xì)繩相連。上紙板固定,下蒸盤可以繞中心軸OO′做扭擺運(yùn)動。當(dāng)下蒸盤轉(zhuǎn)動角度很小,且忽略空氣阻力時(shí),扭擺的運(yùn)動可近似看成簡諧運(yùn)動[5]。實(shí)驗(yàn)開始前,將智能手機(jī)置于下蒸盤正中心,使其幾何中心與OO′軸重合,根據(jù)能量守恒定律和剛體轉(zhuǎn)動定律可得物體繞其中心軸OO′的轉(zhuǎn)動慣量為

(1) 如上述組裝儀器,利用phyphox軟件斜面?zhèn)鞲衅鞯乃焦ぞ?使平面傾斜的角度為0.00度左右,如圖3所示,并測量H0、r、R。(2) 打開phyphox的陀螺儀傳感器測量畫面。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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本文編號：3219916