基于实时数据采集的摆动力学综合实验

在单摆实验基础上,利用转动传感器设计了摆运动的综合实验。准确测量摆动过程中摆角、摆动角速度随时间变化状态,研究了小角度摆动情况下摆球的实时运动状态,验证了单摆小角度摆动的简谐运动,并通过数据拟合准确测定本地重力加速度为9.77 m/s^(2),百分误差仅为0.22%;同时,研究了大角度摆动时摆球的欠阻尼运动,并测定了摆动过程的空气阻尼系数为0.00224 s^(-1)。该方案通过瞬时量的测量实现了多个动力学知识点的探究,能够有效促进学生对相关知识的理解,激发学生探究运动过程中物理量变化规律的热情。

基于微元法思路的空气阻力系数测定方法

变力问题在中学物理教学中可采用微元法进行研究.本文应用微元思路设计一种测定空气阻力系数的新方法.在单摆装置基础上,引入高精度转动传感器,测量随时间变化的摆角及其对应的角速度,得到微小时间间隔内空气阻力所做的功,以此为基础,利用微元求和实现空气阻力系数的准确测定.