单摆法测量重力加速度实验的改进

为减小单摆法测量重力加速度的系统误差和随机误差,对传统单摆实验装置的结构进行改进设计,并结合单片机的自动控制和数据处理功能,最终实现了重力加速度的自动化准确测量。这一改进设计的优点有:采用双线摆代替单摆结构,借助“V”形摆的稳定性来规避摆球做圆锥摆运动产生的系统误差,并创新性地提出利用夹板固定双线,从而确保2根摆线的长度和张开角度固定不变;通过单片机和电磁铁控制摆球在指定位置释放,能减小传统单摆实验装置中手动释放小球带来的误差。实验结果表明,改进后的实验装置可有效提高重力加速度的测量精度。

单摆法测重力加速度的修正公式分析

单摆法测重力加速度是物理学中一个传统的实验,方法简单易操作,且容易测得较精确的g值(在不考虑空气浮力、空气的粘滞阻力、l r及θ角较小的情况下)。实验中我们使用的是近似公式T=2πlg忽略(1+ξ)[1]项,许多学生均不知ξ代表什么?更不清楚其物理含义,文章根据其物理思想并用数学的方法对ξ项进行了研究,能使学生全面理解和掌握单摆法测周期的公式含义。

基于图像处理的单摆法风速测量系统的研究

本文提出了一种基于单摆法测量管道内风速的方法,该方法区别于传统的风速测量方法,是通过管道支架水平和垂直方向的摄像头获取摆球的水平偏角和垂直偏角,进而利用空间几何关系计算空间角,从而计算管道内的风速.图像处理是该方法实现的重要组成部分,包括图像灰度化处理、二值化处理、边缘检测技术以及Hough变换等步骤.通过试验证明该方法可行,并且具有结构简单,精度高的特点.

基于电磁感应原理的单摆法测量重力加速度

本文将单摆法与电磁感应原理相结合,用永磁球体作为摆球,并且在其正下方放置多匝线圈.当摆球做简谐运动时,线圈内部磁通量对应地发生周期性变化,从而产生周期性的感应电动势.使用滤波器模块过滤噪声,并利用示波器采集周期性信号.通过判读电动势信号即可准确获取单摆的周期信息.进一步通过改变摆球和线圈之间的相对高度衡量电磁阻尼对于测量的影响,发现测量的周期与相对高度无关,说明电磁阻尼是可以忽略的,这与半定量分析结果是一致的.本文测量的重力加速度实验值与本地参考值有很好的一致性.

基于单片机的单摆法智能重力加速度测量装置的研制

为了能够简捷、快速、精确地测量任意地理位置的重力加速度,设计并制作了一种以ATgema16为核心的单片机重力加速度测量装置。测量装置主要是测量其摆动周期,利用单片机的计时/计数器、中断功能来实现计数测量和时间测量,调用重力加速度与所记次数n、中断计时的关系式得出结果。并在显示屏上显示,实现了智能测量当地重力加速度的目的。

重力加速度测定中摆长和单摆周期测定方法的改进

为提高实验教学中重力加速度测定的准确度,用高准确度的光电门替代停表测量周期、用测高仪替代米尺测量摆长,并考虑了测量条件和环境因素,所测得的重力加速度的误差小于2‰。使用这套装置,测量了不同摆角下重力加速度的大小,发现摆角较大时,重力加速度的测量结果相对较准确。对测量结果进行了不确定度分析。

单摆冲击划痕法对封严涂层耐磨性的评价

涡轮机中封严涂层在减小转子与静子间隙,提高性能和效率上起着至关重要的作用,而抗冲击耐磨性决定封严涂层的服役寿命.单摆冲击划痕法模拟磨粒磨损且具有动态加载特性,可从力和能量两方面获得表层材料破坏过程的信息.通过单摆冲击划痕试验,研究了Al-Si-聚酯、Ni-石墨和Al-BN-水玻璃3种封严涂层的冲击划痕行为和比能耗曲线.结果表明:采用的拟合函数法可以较为方便、准确地计算出痕槽体积,随痕槽体积的增大,痕槽的实际最大深度与名义入侵深度的比值有逐渐增大的趋势,且痕槽形成的机制不同.刮削过程中3种封严涂层均有致密化倾向,痕槽形成过程中的塑性变形影响致密化.3种涂层中比能耗最大的为Al-Si-聚酯,耐磨性也最好;比能耗最小的为Ni-石墨,耐磨性最差;Al-BN-水玻璃的耐磨性介于二者之间.

应用单摆划痕法研究SiCp/Al合金的冲击磨损行为

本文介绍了用单摆划痕法研究材料冲击磨损性能的实验原理、装置和冲击磨损性能参量。对１５％ＳｉＣｐ／Ａｌ－９Ｓｉ复合材料及基体材料Ａｌ－９Ｓｉ的冲击磨损行为进行了研究。结果表明，１５％ＳｉＣｐ／Ａｌ－９Ｓｉ的抗冲击磨损性能优于基体Ａｌ－９Ｓｉ。冲击磨损过程中，大部分ＳｉＣｐ颗粒被压入基体并协同基体一起变形，从而提高复合材料的抗冲击磨损性能。

单摆划痕法及其在材料摩擦磨损方面的应用

单摆划痕法是一种新型摩擦磨损测试方法,它具有动态加载特性,可从力和能量两个方面获得表层材料破坏过程信息。本文介绍了单摆划痕法工作原理及其在常规金属材料的磨损性能、准脆性材料的塑脆转变、复合材料的磨损性能、封严材料的可刮削性、膜基体系的界面结合强度和表层材料力学性能评价等方面应用,以期进一步拓展其应用领域。

用单摆冲击划痕法测定膜基界面结合强度

膜和基体之间界面结合强度是评价膜层质量很重要的性能指标。采用单摆冲击划痕法对膜基界面结合强度进行了定量研究。单摆冲击划痕法具有动态加载的特性,可从力和能量两个方面获得膜基破坏过程信息,用其测定的膜基界面单位面积所消耗的能量ε可用来定量表征膜基界面结合强度。研究结果表明,提高镀层磷含量、选择合适的基材表面粗糙度(Ra≈0.4μm)和合适的热处理温度(400℃)有利于提高Ni P化学镀层的界面结合强度和临界法向载荷。

单摆冲击划痕法测试设备的优化

对磨损测试设备的发展历史及现状进行了综合阐述,提出了利用单摆冲击划痕法改造单颗粒凿削磨损测试设备的方法和技术。对设备的设计和改装进行了说明,对实验的数据处理原理和设计流程进行了阐述。

用单摆划痕法研究Ni-P化学镀层的塑脆转变

利用单摆划痕法的动态加载特性 ,研究了 Ni- P化学镀层本身的塑脆转变。镀层的塑脆转变除可采用L am y建议的塑脆转变深度 D′判据外 ,还提出用新定义的临界法向力 Fnc来表征。根据划痕深度 d和法向力 Fn的大小 ,可把镀层在划痕过程中的力学行为分为塑性变形、塑脆转变和脆性断裂 3个阶段 。

单摆趋近法在搜索线外点位置中的应用

搜索路线外一点到路线的垂直距离和对应桩号是设计中的常见问题,在立交端部搜索中尤为重要。本文基于Gauss-Legendre数值积分法路线中桩坐标、方位角计算模型和二分法,提出了一种适用于立交端部搜索中的定点求桩算法-单摆趋近法,并利用该算法结合AutoCAD VBA编制了相关程序,对算法的运行效率进行了分析。

复杂形状构件转动惯量的测量方法及误差分析

通过对单摆运动方程的分析,得到了未知物体质心位置条件下测试复杂形状刚体绕定轴转动惯量的方法。最后对测试误差进行了分析,提出了减小测试误差的有效方法。

重力加速度的测量方法与实验分析

应用力学实验室常见的测量重力加速度的三种方法:单摆法、小钢球自由落体运动法(落球法)和倾斜气垫导轨法,分人次测量了张掖地区的重力加速度数值,并对实验结果进行了对比分析.发现:单摆法测量重力加速度实验离散度小,误差小,可重复性较好.测量重力加速度的实验设计需要最少的简化条件和最少的测量量的个数,且实验所用到的物理模型应该是最简单的.因此,单摆法是实验室测量重力加速度最好的选择.

用Excel研究单摆测重力加速度实验中的随机误差分布规律

在单摆法测重力加速度实验中,为了能够快速且正确地得到摆球运动周期的随机误差分布规律,本文提出了一种应用Excel软件给出随机误差统计直方图的方法。该方法简单直观,能够加深同学对随机误差统计规律的认识。

实验思想方法的拓展

单摆法测重力加速度蕴合着丰富的实验思想方法 ,实验教学中应不断挖掘与拓展。

对重力加速度几种测量方法的比较研究

重力加速度g是物理学中的一个重要物理量，它受物体所处位置的纬度、海拔以及地质构造等因素影响．因此，不同地区的g值一般都不相同．就本科阶段的g值测量方法进行归纳总结，结合实验室所能提供的仪器，从单摆法、自由落体运动法、倾斜气垫导轨法以及平衡法4个测量g值的实验出发，通过对其实验原理、器材选择、实验数据处理以及误差分析等方面进行比较和研究，找出适合昆明地区实验室测量g值的最佳方法．

重力加速度测量方法的比较研究

重力加速度是物理学中的一个重要的物理量。在地面不同的地区,重力加速度g值有所不同。准确地确定重力加速度的量值,无论从理论上、科研上、还是生产及军事上都有极其重大的意义。本文在现有的实验室条件下,用平衡法、单摆法、复摆法及倾斜气垫导轨法对其进行对比测量研究。平衡法、单摆法、复摆法、倾斜气垫导轨法所得重力加速度分别为(9.623±0.013)m/s2、(9.609±0.500)m/s2、(9.704±0.010)m/s2、(9.712±0.030)m/s2。结果显示,复摆法的合成不确定度最小,倾斜气垫导轨法的结果与当地的重力加速度(9.78995m/s2)最为接近,数据最为准确。就实验原理、操作难易程度、实验测试结果而言,倾斜气垫导轨法是测量重力加速度的最佳方法。