


全文预览已结束
下载本文档
版权说明:本文档由用户提供并上传,收益归属内容提供方,若内容存在侵权,请进行举报或认领
文档简介
物理学论文-永不停息的单摆摘要单摆演示实验仪是中学物理教学中的常用实验仪。由于摩擦等外界阻力的作用,普通单摆的小球摆动一段时间后会停下来。永不停息单摆是用间歇电磁力来周期地加速摆球的特殊单摆,是综合力学原理和电磁学原理进行创新研制而成的。关键词单摆间歇电磁力周期加速不停息摆动(一)原理和设计构想大学物理演示实验中,单摆实验仪器的摆角一般应小于5度。从力学原理上讲,单摆在不受外界影响的情况下,应以简谐振动的方式永不停息地摆动下去,根据受力分析,作为单摆的小球,重力沿绳子方向的分力和绳子弹力的合力提供小球做圆周运动的向心力,沿运动轨迹切线方向的分力不断做功实现动能和势能的相互转化,导致小球做周期性不停止的摆动;然而,实际上,由于受到各种阻力因素的影响,单摆实际上是在做阻尼振动,阻力做功消耗了摆球的机械能,最终使摆球停止在平衡位置。甚至合外力不全在竖直平面内时,还会作其他摆动,如做圆锥摆动等。经过试验探索发现,用周期等于单摆摆动周期的间歇电磁力来驱动单摆时,磁场可以补充摆动过程中损失的能量,致使单摆永不停息地摆动下去,并且还发现本仪器兼有傅科摆的演示效果,即摆动到一定的时间后可明显观察到由于地球自转产生的摆平面出现的偏转角。(二)实验仪电路及工作原理1.实验仪的电路组成。本实验仪电器控制电路包括两个电路部分:1-弱电控制单元,2-电磁力驱动单元,如图1所示。1-弱电控制单元的组成:铜环与电磁继电器串联后接入到12V直流电路中;2-电磁力驱动单元的组成:电磁铁的电磁线圈与开关S1、电磁继电器的触头和指示灯顺序串联后,接入220V的交流电路中。2.其工作原理是:闭合开关S1,同时使摆球摆动起来。在每个摆动周期内,球在两个最高点时,吊球的铜丝与铜环接触的瞬间电磁继电器接通,使电磁铁通电产生一个瞬时的磁场力。当小球离开最高点时,磁力随即消失,这样使得小球在每次回摆时受到外加电磁力的驱动,获得补充能量来克服外界阻力产生的影响,从而使小球永不停息地摆动下去。电路指示灯工作过程是,开关S1闭合,电磁继电器接通,电磁铁回路接通,指示灯亮;否则,指示灯熄灭。(三)实验仪结构示意图实验仪结构示意图如图2所示:(1)12V直流电源;(2)12V电源接线柱;(3)工作指示灯;(4)交流电源接线柱;(5)保险丝;(6)带指示灯开关;(7)单摆小球;(8)铜丝制摆线;(9)铜环;(10)固定架;(11)导线;(12)底座。实验仪线路连接:直流电源的正负接线柱接装置的两个接线柱,电源接线柱接220V交流电。(四)功能特点及效果分析1.实验仪的功能特点。(1)集“单摆演示、电磁力驱动演示、傅科摆演示和弱电控制强电演示”于一体,且演示效果显著。(2)集“力、电、磁”知识于一身,知识含量丰富,趣味性强,能很好地激发同学们探索科学的兴趣。是一种很好的“综合性、探索性、创新性”演示实验。(3)采用低压弱电控制高压强电,把强电路放在装置内部,低压控制电路置于操作区,使实验仪器具有很好的安全性。2.实验仪注意事项及演示效果分析。(1)实验开始时最好在铜丝上镀一层锡,这样铜丝与铜环的接触效果会更好,实验现象的明显度也会大大提高。(2)换重一些摆球不仅会使接触效果增强
温馨提示
- 1. 本站所有资源如无特殊说明,都需要本地电脑安装OFFICE2007和PDF阅读器。图纸软件为CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.压缩文件请下载最新的WinRAR软件解压。
- 2. 本站的文档不包含任何第三方提供的附件图纸等,如果需要附件,请联系上传者。文件的所有权益归上传用户所有。
- 3. 本站RAR压缩包中若带图纸,网页内容里面会有图纸预览,若没有图纸预览就没有图纸。
- 4. 未经权益所有人同意不得将文件中的内容挪作商业或盈利用途。
- 5. 人人文库网仅提供信息存储空间,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对用户上传分享的文档内容本身不做任何修改或编辑,并不能对任何下载内容负责。
- 6. 下载文件中如有侵权或不适当内容,请与我们联系,我们立即纠正。
- 7. 本站不保证下载资源的准确性、安全性和完整性, 同时也不承担用户因使用这些下载资源对自己和他人造成任何形式的伤害或损失。
最新文档
- 现场说课比赛活动方案
- 烘培技能活动方案
- 生态农庄国庆活动方案
- 爱心支教大赛活动方案
- 甘州中学读书活动方案
- 班会举行活动方案
- 牛奶积攒活动方案
- 瑜伽讲堂活动方案
- 班级赏识教育活动方案
- 环保社团活动方案
- 加油站安全生产隐患排查治理制度
- 学科建设研讨活动方案
- 千川投手培训课件
- 广东省佛山禅城区七校联考2025届七下英语期末预测试题含答案
- 佛山市2024-2025高一下期末-物理试卷
- 建设工程(更新)融资投资立项项目可行性研究报告(非常详细)
- Unit 3 Same or Different?Section A 课件 人教版英语八年级上册
- 2024年中级人民法院劳动审判辅助人员招聘考试笔试试题(含答案)
- 中国热射病诊断与治疗指南(2025版)
- 公共艺术装置项目管理流程
- 2025年下半年佛山市南海区建筑工程质量检测站招考编外工作人员易考易错模拟试题(共500题)试卷后附参考答案
评论
0/150
提交评论