PDF《计算电风扇转速 *》

计算电风扇转速* ― ― ― 关于圆周运动的趣味实验 饶迪程敏熙 李德安 ( 华南师范大学物理与电信工程学院 广东 广州

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0 6 ) ( 收稿日期:

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1 8 ) 摘要: 设计了基于 D I S L a b和手机传感器对电风扇中圆周运动进行探究的趣味实验, 促进学生对相关概念的 理解, 取得了较好的实验效果.

关键词: D I S L a b 智能手机 传感器 电风扇 趣味实验 圆周运动的线速度、 角速度及其相互之间的关 系是人教版高中物理的重要知识点, 同时, 在必修2

第五章第4节还引申出转速和周期这两个非常重要 的概念. 从学生开始学习圆周运动时, 教师常常会举 一些例子( 如自行车、 圆筒、 皮带转动装置、 时钟等) 来帮助学生理解相关概念. 与此同时, 教材中设计了 拓展性内容 ― ― ―" 做一做"栏目和" 说一说"栏目来 辅助学生理论联系实际. 这两个栏目不属于基本教 学内容, 学生们可以根据实际条件在教师的指导下 选择性学习[

1 ] . 纵观

第五章的7个小节, 除了第4节" 圆周运 动"外, 其他每个小节都有" 做一做"或者" 说一说" 栏目给学生在课后进行选择性学习. 对此, 本文针对 第4节拟从 D I S L a b和智能手机传感器两个方面设 计一个趣味实验, 通过对生活中常见的电风扇转动 进行研究, 促进学生对线速度、 角速度、 周期、 转速等 知识的理解, 激发学生学习物理的兴趣.

1 利用 D I S L a b系统研究电风扇转动 1.

1 实验器材 朗威 D I S L a b ( 磁感 传感器、 数据采集器、 数据线) 、 电脑、 电风扇、 小磁铁、 透明胶带、 直尺. 1.

2 理论基础 磁感传感器是一种通过其前端的磁敏元件测量 磁场中磁感应强度数值的传感器. 当磁感传感器越 靠近磁铁时, 磁感应强度越强, 电脑上显示的测量值 也就越大, 反之亦然[

2 ] . 将小磁铁粘贴固定在小电扇 的扇叶上, 当风扇转动时, 通过电脑屏幕上的周期性 变化图像可以得到扇叶转动的周期, 进而可以通过 公式 ω=

2 π T (

1 ) n=

1 T (

2 ) 计算出各个挡位转动的角速度ω, 周期T, 转速n. 此外, 改变小磁铁到转轴的轨道半径r , 利用公式 v= r ω (

3 ) 可以计算各个不同条件下的线速度v. 1.

3 操作步骤 (

1 )拆下小电扇的外叶, 用透明胶带将小磁铁 粘贴在扇叶上, 如图1所示. 图1 小磁铁粘贴在扇叶上 ―

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1 9年第1期 物理通报 教育技术应用 *2

0 1 7年度华南师范大学教学改革项目;

广东省高等教育学会实验室管理专业委员会2

0 1 6年度研究基金项目, 编号: G D J

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5 作者简介: 饶迪(

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8 7 ) , 男, 在读硕士研究生, 研究方向为学科教学( 物理) . 通讯作者: 程敏熙(

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6 2 ) , 男, 博士, 副教授, 研究方向为光电技术与系统、 物理实验设计. (

2 )将磁感传感器接入数据采集器, 打开" 朗威 D I S L a b "通用软件, 点击" 曲线显示" , 将采集频率调 为5k H z . (

3 )把磁感传感器放在电扇后方的桌面上, 启 动风扇1挡风, 同时鼠标点击屏幕上绿色开始键, 此 时屏幕上显示B t图像, 如图2所示. B 为传感器探 测到的磁感应强度, t为磁感传感器探测的时间. 图2 B t图像 (

4 ) 取1 0个周期的时间, 求平均值得到周期T, 再求出角速度ω 和转速n. (