用驻波测频率的实验研究与探索.pdfVIP

380 2008年全国高等学校物理基础课程教育学术研讨会论文集 用驻波测频率的实验研究与探索 何良勇1张智李鹏2 (湖南大学物理与微电子科学学院，湖南长沙410082) 摘要综合测量杨氏弹性模量和用电动音叉测频率的实验思想，设计一个探索性与 研究性的测量电动牙刷频率的实验，并初步验证了这种方法的可行性． 1 引言 实践教学环节已经成为国内外各高等院校培养新世纪创新人才的重要举措【l】．文献【2】中 指出“改变目前高等教育培养过程中实践教学环节薄弱，动手能力不强的现状，改变灌输式的 教学方法，推广研究性学习和个性化培养的教学方式”． 面对高校教学改革，文献【3】指出“计算机技术与网络进入基础课教学必将引起一场深刻 的教育革命”，“高校教学改革要从根本上改变传统教学模式和学习模式，利用计算机技术深 化教学内容的表现和理解，从而激发学生的创新能力，培养学生的研究式学习方法，建立高校 基础学科教学新体系”． 文献11-3]虽有一定创新性，但是在动手操作和探究性上改革力度不大，并未“从根本上改 变传统教学模式和学习模式一【6】，在科学计算与模拟方面依旧是空白． 在这种改革趋势下，我们设计了测量电动牙刷频率的实验，它综合了测量杨氏弹性模量和 索性．在本实验中，给学生留了较大的探索空间． 2实验基本操作步骤 1)用橡皮筋(条)做杨氏模量的实验，测得若干组膨_L和肛￡数据(M、L、占分别表示质 量、橡皮筋伸长量及其线应变)． 2)用处理所得数据，得拟合曲线图像、方程、拟合系数． 3)做驻波实验(操作基本同文献【1】)，测得驻波波长与橡皮筋的水平伸长． 据，分析算得频率。 5)用频闪仪测电动牙刷的频率，与4)中的结果进行分析比较． 作者简介‘何良勇，男，1988年出生．湖南大学物理与微电子科学学院2006级应用物理专业本科生． 2李鹏．男。1986年出生．湖南大学物理与微电子科学学院2006级应用物理专业本科生． 本论文在张智教授指导下完成。并得到湖南大学SIT创新计划的支持． 2008年全国高等学校物理基础课程教育学术研讨会论文集 38l 3 Origin处理所得图像及其分析 实验．由于20cm与50cm测量误差太大，故而舍去．由于肘正比于拉力尺本实验用砝码度量 拉力)，忽略橡皮筋与橡皮条横截面积的变化，故而所作图像为M—L和肛￡图像． 数据进行曲线拟合所得拟合曲线，其他同此． 实验中橡皮筋的弹性恢复力比橡皮条好．从图1分析可知肼一￡的关系较M屯的好，这也说 明了下面由^卜￡所算得的电动牙刷的频率结果较好，和定义应力与线应变关系的合理性．但对 于橡皮条，可能由于其弹性恢复力相当弱，因而两者的图形并不能显示肛￡关系的优越性． 橡皮筋综合分析图 图1 300 3∞ 肛址数据!i曲线拟合图 ． ；’ 250 2蜘 ，／，，一，，r- ●， ．：‘j ? 吲 ◆ ， ■ ◆ 200 2∞ ’ 一 ◆ 矗 ·· ， _ ◆ ■_r ◆ ， _ ◆ ◆ ■ ◆