“三位一体”模式下探索大学物理实验课程中的思政元素——以测量刚体转动惯量为例

大学物理实验是高等院校理工科学生接受实验技能训练与系统实验方法的开端,也是推进“三位一体”人才培养模式建设的重要载体。文章以测量刚体转动惯量为例,探索将思政元素融入到大学物理实验课程,旨在实现知识传授、能力培养与价值引领的有机统一,推动学生全面发展。

落体法测刚体转动惯量的测量方法比较

用JIJG-I刚体转动惯量实验仪的同组数据,分别用测角加速度法和测时间法计算待测圆盘的转动惯量,结果表明,测角加速度法比测时间法的测量精度可提高1到2个数量级,具有明显优点;同时分析了测时间法产生误差的主要原因,也指出了使用测角加速度法的注意事项.

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.

利用霍尔元件对刚体转动惯量实验中计时方法的改进

刚体转动惯量测定实验是目前各高校普遍开设的实验项目,由于停表计时的起、止时间和重物下落的起止时间难以同步,实验中的计时误差较大,影响了实验的教学效果,为此,我们设计了一套新的计时方法和装置.

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.

Origin软件在刚体转动惯量测量实验中的应用

刚体转动惯量的测量是大学物理实验课中的一个重要实验。以这一实验课为例,介绍了Origin7.5软件作直线拟合的方法。在教学过程中发现利用该软件拟合实验数据,学生可以高效率地得到转动惯量的大小。因此,建议在教学中利用该软件处理刚体转动惯量测量的实验数据。

刚体转动惯量实验仪的改装设计

介绍了设计性实验"刚体转动惯量实验仪的改装"。以转动惯量及刚体动力学原理为基础,利用实验室现有仪器,对刚体转动惯量实验仪进行改装,并提出新的实验原理,可以对阻力矩进行修正,并利用该实验装置测量刚体转动惯量。

Excel在刚体转动惯量实验的应用

刚体转动惯量的测定是大学物理实验中一个重要的实验项目。在数据处理时要求利用作图法计算各物理量,Excel软件在作图及数据计算方面有独特的优势,利用Excel处理数据,既提高数据处理效率,也将计算机的应用引入大学物理实验中,体现其优越性。

三线摆刚体转动惯量测量实验数据处理的新方法

运用刚体转动惯量叠加原理,对三线摆测量刚体转动惯量的原理公式进行合理变形,选择下盘的固有转动惯量作为测量的标准量,推导了刚体转动惯量的测量公式,并结合实验实测数据对两种方法进行了比较。结果表明,在周期、半径等直接测量量原始数据相同的情况下新方法处理的实验数据相对误差与原处理方法量级相同。

刚体转动惯量的测量中三种数据处理方法的比较

以刚体转动惯量的测量实验为例,比较3种常见的数据处理方法的优缺点,为相关人员选择最佳的实验数据处理方法提供借鉴。

基于电力线载波与TCP/IP协议的刚体转动惯量实验系统的设计

介绍了一种新的测量刚体转动惯量的实验方法与实验装置.在实验中,通过增加标准刚体试件,把细线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,利用电力线载波通讯网络,将转动惯量测量仪采集的时间数据传输到PC机中,再经过PC机端数据处理软件,快速准确地将待测刚体的转动惯量以及其它与刚体有关的物理量计算、显示出来,杜绝了学生抄袭实验数据的不良现象,便于实验老师与学生的互动.

基于微机的测量刚体转动惯量实验系统的研制

1引言 转动惯量是表征转动物体惯性大小的物理量，是工程技术中重要的力学参数．刚体的转动惯量与刚体总质量、形状和转轴位置有关．对于形状简单且规则的刚体，可以通过公式计算求出它绕定轴的转动惯量．对于形状较复杂的刚体，用计算方法求它的转动惯量比较困难，故大都采用实验方法测定．而且，转动惯量是大学物理力学部分一个非常重要的概念，因此，测定刚体的转动惯量是目前高校大学物理实验课中的必做实验．实验选用的机械结构的主体是一只扭摆，构造如图1所示．支架底座中间立一垂直轴，其上装有一根薄片状的平面涡卷弹簧，

利用刚体转动惯量实验仪测量地球重力加速度

本文介绍一种测量地球重力加速度的新方法,即圆柱形容器中的水在绕竖直中心轴匀速旋转时,水面会形成一个抛物面^([1]),该抛物面的焦距与重力加速度和旋转周期有关。利用该性质并结合大学实验室中常见的刚体转动惯量实验仪,通过测量抛物面的焦距与旋转周期即可得出重力加速度的数值。此方法避免了传统的单摆实验中摆线质量、空气阻力、圆锥摆等影响因素^([2]),使得测量精度增加。此方法适用于大学物理实验教学,可激发学生对实验的兴趣,且具有一定的观赏性。

一种提高刚体转动惯量测量精度的方法

本文介绍的是一种利用双通道数字毫秒计精确测定刚体转动惯量的方法。该方法的主要特点是将复杂的测量系统在理论上加以简化,从而使实际测量简化,并提高了测量精度。

刚体转动惯量实验的改进

在大学物理实验中,用刚体转动实验仪测定刚体转动惯量的实验误差普遍较大,分析其原因主要是重物下落的起止时间和高度不易测准。为了提高实验精度,我设计了一种新的测量方法,解决了刚体转动惯量实验误差较大,不易重复的难题,在教学中收到了良好的效果。

转动惯量与转轴方位无关的条件与其实际意义

本文求得了过一点的转轴的转动惯量与方位无关的条件,指出了转动惯量与转轴方位无关的若干实例。

传感器和Origin7.0软件在电脑控制韦伯福斯摆的实验研究中应用

研究用电脑控制韦伯福斯摆的实验中,用光电传感器、位移传感器和力传感器测量摆的振动周期和摆幅、角速度等及弹簧的劲度系数,由此来学习一种测量刚体转动惯量的方法。

“强基计划”考什么(2)

北京大学2020年的“强基计划”笔试,物理学科考查的知识点与高考有较大差异,基本以竞赛的预赛、复赛知识点为主,但模型和计算的复杂程度要低于复赛。比如,角动量守恒与刚体转动惯量不属于高中知识范畴,对非竞赛生来说,难度非常大;理想气体状态方程属于竞赛预赛知识点,高中虽有涉及,但考虑三种气体混合的情况,对非竞赛生来说也有难度。

转轴与平板不垂直时平行轴定理的推导

讨论了转轴不垂直于刚体截面时的平行轴定理 。