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实验2 扭摆法测定物体转动惯量转动惯量是刚体转动时惯性大小的量度.是表明刚体特性的一个物理量。
刚体转动惯量除了与物体质量有关外.还与转轴的位置和质量分布（即形状、大小和密度分布）有关。
如果刚体形状简单.且质量分布均匀.可以直接计算出其绕特定转轴转动的转动惯量。
对于形状复杂.质量分布不均匀的刚体.其转动惯量计算极为复杂.必须通常采用实验方法来测定.例如机械部件.电动机转子和枪炮的弹丸等。
转动惯量的测定.一般都是使刚体以一定形式运动.通过表征这种运动特征的物理量与转动惯量的关系.进行转换测量.本实验使物体作扭转摆.由摆动周期及其它参数的测定计算出物体的转动惯量。
【实验目的】1. 加深对刚体转动知识、胡克定律、谐振方程的理解。
2. 了解光电门的工作原理。
3. 掌握游标卡尺的使用方法。
4. 学习用扭摆法测定不同形状物体的转动惯量。
5.验证转动惯量平行轴定理（实验设计项目、选做）。
【仪器用具】TH-2型智能转动惯量实验仪、游标卡尺、电子天平【实验原理】根据胡克定律.弹簧受扭转而产生的恢复力矩M 与所转过的角度θ成正比.即θK M -= （2-1）式中.K 为弹簧的扭转常数.根据转动定律βI M = （2-2） 式中.I 为物体绕转轴的转动惯量.β为角加速度.ω为角速度。
角加速度β与为角速度ω、及角度θ的关系为：22dtd dt d θωβ== （2-3）由式（2-1）、式（2-2）得θβIK-= （2-4） 令IK =20ω.忽略轴承的摩擦阻力矩.由式（2-3）、式（2-4）得θωθθβ2022-=-==I Kdtd （2-5）即θωθ222-=dt d （2-6） 式（2-5）式表示扭摆运动具有角简谐振动的特性.角加速度与角位移成正比.且方向相反。
此方程的解为：)cos(0ϕωθ+=t A （2-7） 式中.A 为谐振动的角振幅.ϕ为初相位角.0ω为谐振动的圆频率.根据圆频率0ω与周期T 的关系（02ωπ=T ）和式（2-5）的关系有KI T πωπ220==（2-8） 由式（2-8）有2214πKT I = （2-9） 由式（2-9）可知.只要测得物体扭摆的摆动周期T 和弹簧的扭转常数K 即可计算出夹具与待测物体一起转动的转动惯量I 。
中班科学实验教育：动手操作旋转教案中班科学实验教育是幼儿园教育中非常重要的一部分，它不仅可以让小朋友们在乐趣中学到科学知识，而且可以培养小朋友们的动手能力和实验能力。
在中班中，教师可以通过一系列的科学实验教案让小朋友们亲身参与到实验中来，让他们更深刻地理解科学知识。
在中班科学实验教育中，旋转是一个非常重要的实验内容。
今天我们来一起看看中班科学实验教育中如何进行旋转实验教学。
一、实验准备在进行旋转实验之前，我们需要做好实验的准备工作。
我们需要准备实验所需的材料：一个预制好的旋转体，一个旋转盘和一些小颗粒。
我们需要为小朋友们讲解一些旋转的基本概念。
二、旋转概念的讲解为了让小朋友们更好的理解旋转的概念，我们需要以生活中的实例为例进行讲解。
比如，在我们的日常生活中，风车和旋转木马是我们经常见到的旋转物体。
椅子旋转的时候，我们坐上去感觉头晕眼花。
这些都是旋转的例子。
同时，旋转还有一个基本概念，旋转的方向。
在进行实验前，我们还需要为小朋友们讲解旋转的方向，可以参考自然中的旋转方向。
三、实验操作准备工作做好之后，就可以进行实验操作了。
我们要教会小朋友们如何将预制好的旋转体放进旋转盘里，并加入一些小颗粒。
在旋转盘中心的孔里，把旋转体的一端穿过去，让它放在盘子的中央。
教师可以为小朋友们演示旋转。
提醒小朋友们看旋转方向，教他们轻轻转动旋转盘，在旋转的过程中，小颗粒会被抛出旋转体中。
将旋转盘转动到合适位置，可以让小颗粒抛出量最大。
要提醒小朋友们在进行实验时，一定要注意安全。
四、实验的结果和总结在实验操作完成后，让小朋友们观察实验的结果。
他们会发现，小颗粒被抛出旋转体，这是因为旋转的惯性作用。
这时，可以通过总结的方式，加深小朋友们对旋转实验的认识，以及给他们带来的启示。
通过这个实验，小朋友们可以更深刻的认识到旋转的本质和方向，同时也可以让他们感受到实验的乐趣，从而更加爱科学。
在中班科学实验教育中，旋转实验可以极大地提高小朋友们的实验能力，培养他们的动手能力。
有趣的物理小实验及原理讲解一、瓶内吹气球思考：瓶内吹起的气球，为什么松开气球口，气球不会变小？材料：大口玻璃瓶，吸管两根：红色和绿色、气球一个、气筒操作：1、用改锥事先在瓶盖上打两个孔，在孔上插上两根吸管：红色和绿色2、在红色的吸管上扎上一个气球3、将瓶盖盖在瓶口上4、用气筒打红吸管处将气球打大5、将红色吸管放开气球立刻变小6、用气筒再打红吸管处将气球打大7、迅速捏紧红吸管和绿吸管两个管口8、放开红色吸管口，气球没有变小讲解：当红色吸管松开时，由于气球的橡皮膜收缩，气球也开始收缩。
可是气球体积缩小后，瓶内其他部分的空气体积就扩大了，而绿管是封闭的，结果瓶内空气压力要降低——甚至低于气球内的压力，这时气球不会再继续缩小了。
二、能抓住气球的杯子思考：你会用一个小杯子轻轻倒扣在气球球面上，然后把气球吸起来吗？材料：气球1～2个、塑料杯1～2个、暖水瓶1个、热水少许流程：1、对气球吹气并且绑好2、将热水（约70℃）倒入杯中约多半杯3、热水在杯中停留20秒后，把水倒出来4、立即将杯口紧密地倒扣在气球上5 、轻轻把杯子连同气球一块提起说明：1、杯子直接倒扣在气球上，是无法把气球吸起来的。
2、用热水处理过的杯子，因为杯子内的空气渐渐冷却，压力变小，因此可以把气球吸起来。
延伸：同学们，请你想一想还有什么办法可以把气球吸起来？三、会吸水的杯子思考：用玻璃杯罩住燃烧中的蜡烛，烛火熄灭后，杯子内有什么变化呢？材料：玻璃杯（比蜡烛高）1个、蜡烛1支、平底盘子1个、打火机1个、水若干操作：1. 点燃蜡烛，在盘子中央滴几滴蜡油，以便固定蜡烛。
2. 在盘子中注入约1厘米高的水。
3. 用玻璃杯倒扣在蜡烛上4. 观察蜡烛燃烧情形以及盘子里水位的变化讲解：1. 玻璃杯里的空气（氧气）被消耗光后，烛火就熄灭了。
2. 烛火熄灭后，杯子里的水位会渐渐上升。
创造：你能用排空的容器自动收集其它溶液吗？四、会吃鸡蛋的瓶子思考：为什么，鸡蛋能从比自己小的瓶子口进去？材料：熟鸡蛋1个、细口瓶1个、纸片若干、火柴1盒操作：1、熟蛋剥去蛋壳。
一、实验目的1. 探究旋转蜡烛在旋转过程中火焰的变化规律；2. 分析旋转蜡烛火焰稳定性的影响因素；3. 探讨旋转蜡烛在实际应用中的可行性。
二、实验原理旋转蜡烛是一种新型的蜡烛，其特点是在蜡烛燃烧过程中，烛芯与烛芯支架相连，可以旋转。
旋转蜡烛在燃烧过程中，由于烛芯的旋转，火焰会在蜡烛表面产生旋转效果，使火焰更加美观。
三、实验材料1. 旋转蜡烛：5支；2. 烛芯支架：5个；3. 火柴：10根；4. 烛台：5个；5. 秒表：1个；6. 摄像机：1台；7. 记录本：1本。
四、实验步骤1. 将5支旋转蜡烛分别放置在5个烛台上，点燃蜡烛；2. 使用摄像机拍摄蜡烛燃烧过程，记录火焰变化；3. 分别将蜡烛烛芯支架旋转90度、180度、270度和360度，观察火焰变化；4. 记录不同旋转角度下火焰的稳定性；5. 对比分析不同旋转角度下火焰的变化规律；6. 记录实验数据，进行整理和分析。
五、实验结果与分析1. 观察实验结果，发现旋转蜡烛在旋转过程中，火焰呈现出明显的旋转效果，旋转角度越大，火焰旋转速度越快；2. 分析火焰稳定性，发现旋转角度在90度至180度时，火焰稳定性较好；当旋转角度超过180度时，火焰稳定性逐渐下降；3. 通过对比分析，得出以下结论：a. 旋转蜡烛在旋转过程中，火焰稳定性受旋转角度影响较大；b. 旋转角度在90度至180度时，火焰稳定性较好，适合用于观赏；c. 旋转角度超过180度时，火焰稳定性下降，不适合长时间燃烧；d. 旋转蜡烛在实际应用中，可根据需要调整旋转角度，以达到最佳观赏效果。
六、实验结论1. 旋转蜡烛在旋转过程中，火焰稳定性受旋转角度影响较大；2. 旋转角度在90度至180度时，火焰稳定性较好，适合用于观赏；3. 旋转蜡烛在实际应用中，可根据需要调整旋转角度，以达到最佳观赏效果。
七、实验总结本次实验通过对旋转蜡烛燃烧过程的观察和分析，揭示了旋转蜡烛火焰变化规律，为旋转蜡烛的实际应用提供了理论依据。
最新16个日常生活物理小实验我们日常生活中处处都充满了物理现象，我们通过日常生活物理小实验可以提高我们的生活质量，学习到更多的物理小知识。
下面是店铺整理的日常生活物理小实验以供大家阅读。
日常生活物理小实验【1-5】一、瓶内吹气球思考：瓶内吹起的气球，为什么松开气球口，气球不会变小?材料：大口玻璃瓶，吸管两根：红色和绿色、气球一个、气筒操作：1、用改锥事先在瓶盖上打两个孔，在孔上插上两根吸管：红色和绿色2、在红色的吸管上扎上一个气球3、将瓶盖盖在瓶口上4、用气筒打红吸管处将气球打大5、将红色吸管放开气球立刻变小6、用气筒再打红吸管处将气球打大7、迅速捏紧红吸管和绿吸管两个管口8、放开红色吸管口，气球没有变小讲解：当红色吸管松开时，由于气球的橡皮膜收缩，气球也开始收缩。
可是气球体积缩小后，瓶内其他部分的空气体积就扩大了，而绿管是封闭的，结果瓶内空气压力要降低--甚至低于气球内的压力，这时气球不会再继续缩小了。
二、能抓住气球的杯子思考：你会用一个小杯子轻轻倒扣在气球球面上，然后把气球吸起来吗?材料：气球1～2个、塑料杯1～2个、暖水瓶1个、热水少许流程：1、对气球吹气并且绑好2、将热水(约70℃)倒入杯中约多半杯3、热水在杯中停留20秒后，把水倒出来4、立即将杯口紧密地倒扣在气球上5 、轻轻把杯子连同气球一块提起说明：1、杯子直接倒扣在气球上，是无法把气球吸起来的。
2、用热水处理过的杯子，因为杯子内的空气渐渐冷却，压力变小，因此可以把气球吸起来。
延伸：小朋友，请你想一想还有什么办法可以把气球吸起来?三、会吸水的杯子思考：用玻璃杯罩住燃烧中的蜡烛，烛火熄灭后，杯子内有什么变化呢?材料：玻璃杯(比蜡烛高)1个、蜡烛1支、平底盘子1个、打火机1个、水若干操作：1. 点燃蜡烛，在盘子中央滴几滴蜡油，以便固定蜡烛。
2. 在盘子中注入约1厘米高的水。
3. 用玻璃杯倒扣在蜡烛上4. 观察蜡烛燃烧情形以及盘子里水位的变化讲解：1. 玻璃杯里的空气(氧气)被消耗光后，烛火就熄灭了。
飞旋扣子实验报告背景介绍飞旋扣子是一种有趣的现象。
当我们用力按下一颗扣子，并迅速放开时，扣子会以一种奇特的方式高高地弹起，甚至有时还会飞起来。
这个实验既有趣又具有教育意义，让我们来探索其中的科学原理吧！实验目的通过飞旋扣子实验，我们的目的是了解扣子在被按下并迅速放开时产生的特殊运动，以及相关的物理原理。
通过实验，我们可以锻炼自己的观察力和实验设计能力，并加深对物理学的理解。
实验材料1. 扣子：选择一个中等大小的扣子，尽可能保证扣子的重量均匀分布。
2. 桌子：用来进行实验的平坦桌面。
实验步骤1. 将桌子清空，确保表面平整。
这样可以减少扣子碰撞到其他物体的可能性。
2. 将扣子平放在桌子上，确保扣子稳定且没有倾斜。
3. 用一个手指轻轻按住扣子，并施加适当的压力。
4. 快速放开扣子，同时观察并记录其运动轨迹。
实验结果在实验过程中，我们可以观察到以下情况之一的发生：1. 扣子向上弹起：有时，当我们迅速松开扣子时，扣子会快速向上弹起，甚至能够跳起一定的高度。
2. 扣子向前滚动：虽然扣子没有弹起，但在被松开后，它会向前滚动一段距离，然后逐渐停下来。
3. 扣子保持平衡：少数情况下，扣子可能只是稍稍晃动一下，并保持平衡。
分析与讨论为了更好地理解飞旋扣子的现象，我们需要考虑其中的物理原理。
主要有以下几个方面：1. 扣子的惯性：扣子具有一定的质量，在被按下并迅速放开后，具有惯性使其继续运动。
2. 弹性力和弹簧势能：扣子在被按下时，弹簧被压缩，其中蓄积了一定的弹簧势能。
当扣子迅速松开时，这个弹簧势能迅速释放，使扣子产生向上或向前的运动。
3. 摩擦力：桌面对扣子提供一定的摩擦力，使扣子的运动受到一定限制，导致它在桌面上向前滚动或保持平衡。
在实验中，我们也可以通过调整扣子的位置、力度和松开的速度等条件，对实验结果产生影响。
此外，扣子的形状、重心位置以及桌面的材质等因素也可能对实验结果产生影响。
结论通过飞旋扣子实验，我们发现压力、弹性力和摩擦力是影响扣子飞起和滚动的关键因素。
六年级科学飞旋的扣子实验小作文全文共5篇示例，供读者参考六年级科学飞旋的扣子实验小作文篇1昨天晚上放学后，我飞奔般地跑到家里，准备做一个伟大的实验，那就是“鸡蛋浸米醋”。
一回到家里，我就问外婆拿了一个大腕，将鸡蛋小心翼翼地放入碗中。
然后，再放入大半碗米醋。
只见原本干燥的鸡蛋，马上就变得湿漉漉的，颜色也发生了变化，原来淡黄色的鸡蛋，现在变成橘黄。
我真想看一看明天它会变成什么样子？早上学习回来后，我一放下书本，就兴冲冲地跑到了我的小小实验品面前，轻轻地拿起鸡蛋仔仔细细地瞧着，只见鸡蛋壳的表皮正在脱落，有的地方已经消失了活像老人的皱纹，一条条粘在它的壳上。
我用手轻轻一划，鸡蛋新的表皮上出现了一条白色的线条，真像用白色粉笔画出来的。
在鸡蛋的四周和鸡蛋上还有一些气泡呢！我用手指按了按，鸡蛋壳还是硬硬的。
第二天一大早起来，我就去看我的小小实验品，从鸡蛋的外观上来看没发生多大变化，心想：和昨天差不多嘛！我把手指放在鸡蛋壳上，听见轻微地一声“哗”鸡蛋碎了。
外婆将它从米醋里拿出来，我仔细地看了看，蛋壳变薄了，变软了。
我轻轻地将鸡蛋扒开，只见蛋黄与蛋白从里面流了出来，里面没有什么变化。
我觉得非常惊奇，就去问妈妈鸡蛋壳为什么会变软。
妈妈告诉我：鸡蛋皮的钙质，会和米醋产生反应，引起轻微气泡的产生，短时间不会很明显，时间一久就会软化表质。
一个小小的实验，可以让我们懂得深刻的道理！六年级科学飞旋的扣子实验小作文篇2哧哧哧！一团蓝色的火焰在可怜的小手帕上疯狂地燃烧着。
你问我是神马情况？唉！说来话长哟！在一个乌云密布的中午，老师神秘地对我们说：同学们，你们相信有烧不着的布吗？我们拉长了声音说：没有今天，我要把一条被施过魔法的手帕，浇上酒精来燃烧，你们猜结果会怎样？说完，兰老师就捣鼓他包里的东西去了。
台下我们也不闲着。
哎！你们说兰老师神马意思？老师肯定在吹牛了！手帕不会被火烧坏，我才不信呢！对呀，怎么可能嘛！你们都不相信，对吧！兰老师神秘地笑笑，把工具摆在桌子上两个盘子，一瓶酒精，一块手帕。
非接触信号传输实验1实验目的通过非接触信号传输实验，首先了解非接触信号传输系统的组成部分，基本原理和使用方法，大体上对非旋转测控技术有了一个比较好的认识和了解。
其次通过实验，测得相关的实验结果，看是否理论与实际是否统一。
最后，通过本次实验，提高动手能力，为以后进行旋转件非接触控制以及类似的相关问题打下基础。
2实验原理在旋转机械中通过电磁耦合方法实现信号传递，需要采用特殊的结构形式, 如图1所示。
图1 非接触电磁耦合原理图在旋转机械系统中布置两个并排的线圈, 使它们的轴线一致，一个固定在旋转轴上跟随转轴一起旋转，另一个固连在基座上。
这样, 若在其中一个线圈中通以交变电流, 其产生的交变磁场将通过另一线圈, 从而产生交变感应电势，信号便由一边的线圈传输到另一边中，不需要通过连线就可实现信号的传输。
从图中可以看出，由于线圈为圆形，一个线圈相对另一线圈同轴转动时，穿过次边的由线圈原边产生的磁力线不会发生变化，从而其互感不会变化，这样保证了旋转时，信号传递不受转速的影响。
电磁耦合的信号传输，是根据电磁感应的原理，主线圈内其交变的电流会在其周围产生交变的磁场，这个交变的磁场会在次级线圈产生感应电动势，这个过程是相互的，次级线圈同样会在原线圈中产生感应电动势，这就可以是信号的传输方式是双工的，其过程大概如下，首先，把来自旋转装置的采集的信号进行调制，用产生的已调制信号驱动发信线圈，受信线圈得到耦合得到已调制信号，然后经接收回路解调器解调得到原来的数字信号。
此数字信号可通过相关的显示处理进行显示。
旋转件装置及电磁耦合系统简图分别如图2和3所示。
图2 旋转件装置图图3 电磁耦合系统简图对于旋转件非接触测试技术，电磁耦合只是其中的一个部分，其整个的测试系统的一部分，非接触通信的原理框图如图4所示。
图4 非接触通信原理图从作业装置端输出的信号，进过处理后，驱动作业工具端的能量转化器，将电信号以某种形式发送出去，这里主要是以电磁耦合的方式，从一边的能量转化器件传递到另外一端的能量转化器件，在通过相关的信号处理电路，传递给计算机进行相关的处理。
甘肃省兰州交通大学附中2024-2025学年八年级上学期期中联考物理试题一、单选题1．下面哪项措施的目的是为了减慢水的蒸发（）A．用电热吹风机将湿头发吹干B．用扫帚把地面的积水向周围扫开C．将湿衣服撑开晾到向阳、通风的地方D．将水果用保鲜膜包好放入冰箱冷藏室内2．如图是某种物质发生物态变化过程中的温度—时间图像，下列从图像中获得的信息正确的是（）A．这种物质是晶体，其熔点是50℃B．在AB段物质处于固液共存状态C．在BC段物质不放热，温度保持不变D．在CD段物质处于液态3．下列说法中正确的是（）A．认真测量可以消除误差B．选择精密的测量工具可以避免误差C．测量时应避免产生错误D．测量中错误和误差都是不可避免的4．2024年3月2日，神舟十七号航天员汤洪波、唐胜杰、江新林密切协同，在空间站机械臂和地面科研人员的配合支持下，经过约8小时圆满完成出舱活动。
图中所示是航天员江新林站在机械臂上停留在天和核心舱的太阳翼旁的情境，下列说法正确的是A．以机械臂为参照物，航天员是运动的B．以航天员为参照物，太阳翼是静止的C．以太阳翼为参照物，机械臂是运动的D．以地面人员为参照物，核心舱是静止的5．几位同学讨论如图所示的熔点表时，发表了以下几种观点，正确的是（）几种物质的熔点（在标准大气压下，单位：℃）。
A．锡掉入纯铁水中不会熔化B．熔点表中各物质熔化时都要吸收热量且温度保持不变C．水达到0℃时就一定会结冰D．南极的最低气温达到-89.2℃，要测量南极的气温应选用水银温度计6．无论是严冬还是酷暑，在使用冷暖空调的房间窗户玻璃表面，有时都会出现小水珠，那么，关于这种现象的说法中正确的是（）A．夏天，小水珠附着在玻璃的内表面，冬天，小水珠附着在玻璃的外表面B．夏天，小水珠附着在玻璃的外表面，冬天，小水珠附着在玻璃的内表面C．无论冬夏，小水珠都是出现在玻璃的内表面D．无论冬夏，小水珠都是出现在玻璃的外表面7．某体温计的求数如图所示，某粗心的护士没有采取任何措施就用它直接去测甲、乙两病人的体温，体温计先后的示数是39C︒和39.5C︒．则下列说法正确的是（）A．甲的体温一定是39C︒，乙的体温一定是39.5C︒B．甲的体温一定是39C︒，乙的体温可能是39.5C︒C．甲的体温可能是39C︒，乙的体温一定是39.5C︒D．甲的体温可能是39C︒，乙的体温可能是39.5C︒8．图中为甲、乙两把刻度尺同时测量一个木块的长度，则甲、乙两刻度尺的读数分别为（）A．甲3.80cm，乙3.80cm B．甲2.80cm，乙2.8cmC．甲2.80cm，乙2.80cm D．甲2.8cm，乙2.8cm9．观察图中的烟和小旗，关于甲、乙两车相对于房子的运动情况，下列说法中正确的是（）A．甲、乙两车一定向东运动B．甲、乙两车一定向西运动C．甲车可能静止，乙车一定向东运动D．甲车可能静止，乙车一定向西运动10．周末，小黄、小白和小青来到郊外，选择了一个合适场地，小黄驾驶电瓶车以36km/h 的速度前进，小白以10m/s的速度跑步前进，小青骑自行车，每分钟通过的路程是0.6km，则（）A．小黄速度最大B．小白速度最大C．小青速度最大D．三人速度一样大11．甲、乙两辆车都在平直的公路上做匀速直线运动，所用时间之比为3℃4，通过的路程之比为5℃2，则甲、乙的速度之比为（）A．15℃8B．10℃3C．6℃20D．12℃1512．甲、乙两车在某一平直公路上，从同一地点同时向东运动，它们的s－t图像如图所示。
物理实验报告哈工大物理实验中心班号33004 学号1190501008 姓名杨沥教师签字
实验日期2020年6月7日预习成绩学生自评分总成绩
(注：为方便登记实验成绩，班号填写后5位，请大家合作。
）
实验( ) 旋转扭扣实验
一．实验目的
①用磁学方法测出“纽扣”转动的实时转速，即测出转速谱（转速随时间
的变化关系）；
②分析一个拉伸周期内“纽扣”转速的变化规律，阐述其原因；
③分析影响“纽扣”最大转速的原因；
④基于本实验尝试颜色组合方法。
二．实验原理
①先将纽扣摇几圈，使绳拧在一起，再在绳两端施加外力，则绳中势能释放，
纽扣受到力矩而转动；
②待绳中弹性势能完全释放时，撤去外力，纽扣有转动惯性，要继续旋转，
使绳反向拧在一起；
③待纽扣停止转动时再次施加外力，绳中势能再次释放，纽扣再次受到力矩
而转动，重复上一周期的运动（但是转动方向相反）。
④如此往复。
如图所示：
用胶带将小磁铁粘到“纽扣”边沿，然后利用手机软件Phyphox的磁力计测量转动中的旋转纽扣磁场变化频率。
如上图所示，在转盘转动时，将手机听筒部位（对磁场最敏感）靠近转盘，每次磁铁经过手机，磁力计就会感受到磁场，在测量结果中显示一个峰值。
为了得到实时的转速，需要对实验数据进行短时傅里叶变换（STFT）频谱分析。
STFT频谱分析的基本原理——第一步
①如图所示，从原始数据中取前N个数据作为窗口1，要求N=2n (n为正整
数)，其中间点的时刻（即第2n-1个数据）记为t
1
；
②读出窗口1时间内的磁场强度的峰位，即图中1、2、3这三个峰，计算
1&2和2&3峰位之间的时间差Δt
11和Δt
12
，及其平均值Δt
1
=(Δt
11
+Δt
12
)/2；
③计算前N个数据这段时间内的平均频率1/Δt
1，以该平均频率作为t
1
时刻
的平均频率，即f1=1/Δt1，单位：圈/秒。
STFT频谱分析的基本原理——第二步
①取第N+1至2N个数据，作为窗口2，其中间时刻记为t2；
②按与窗口1相同的处理方法，峰位个数与窗口1不同，但仍然可得到峰位
；
间隔的平均值Δt
2
，即t2时刻的平均转速f2
③由此得到窗口2这段时间内的平均频率1/Δt
2
=1/Δt。
2
STFT频谱分析的基本原理——第三步
①以此类推，若整套数据有M个点，则可得到M/N个时刻的平均转速；
②也可将窗口1和窗口2（窗口N和窗口N+1）适当重叠，最多重叠一半，
如上图所示，这样可以得到更多时刻的平均转速。
STFT频谱分析结果
基于上述原理，可用matlab编程，也可手动计算处理。
则STFT频谱分析结果则为最终结果。
最终需要得到的是转速n关于时间t的图像。
三．实验主要步骤或操作要点
1、准备一个合适大小的光盘、圆规、胶布、鞋带以及合适大小的磁铁。
2、用圆规将光盘在对称圆心的两边的位置各钻一个合适大小的孔洞，把鞋带的俩端各穿入这俩个孔洞，将鞋带的俩端打一个结。
3、在俩孔洞的中垂线的上方距离圆心合适大小处放置一个磁铁，然后用胶布粘在光盘上（由于我的磁铁质量较小，所以我没有加配重）。
装置如下图：
4、实验装置完成后，双手各拿着旋转纽扣的两端，将光盘向着自己旋转，使鞋带有所卷曲，此时光盘为静止状态，将手机放在合适位置，随后用合适的力气拉动鞋带的两端，使光盘绕着鞋带旋转，当光盘停止旋转后，停止记录。
5、将记录的磁力计数据截图，利用STFT频谱分析得出每个时刻对应的平均转速
f i，最后绘制成转速n-时间t图。
四．实验数据
由手机软件Phyphox的磁力计测量绝对值图谱如下：
五．数据处理
③则可画出STFT频谱分析图如下表：
由①的表格可得N max=14.10，则有：
W max=14.10×2Π，R的测量值为4.6cm
a离max=W2×R=361.04 m/s2
所以最大离心加速度是重力的36.845倍（g=9.8m/s2）
六．实验结论及现象分析
1.分析一个拉伸周期内转盘转速的变化规律，解释其力学原因
答：转盘转速的变化规律为转速先增大达到某一最大值后，再减小，减小到0后，又会增大，增大到某一最大值（低于第一次转速的最大值）后又会减小，这样有规律的变化，直到转盘变为静止状态。
其力学原因是：首先人先将绳子旋转将生物的化学能转为绳子的能量，当人拉绳子时，绳子中的能量转化为转盘的转动动能和摩擦力做的功。
当速度达到最大后，绳子的能量为0，则转盘又对绳子做功，将自身的转动动能用于使绳子旋转打搅，使绳子储存能量以及摩擦力做的负功，这样周而复始，最后能量都会转化为摩擦力做功产生的热量。
七．讨论问题
1.纽扣高速旋转时，要使其尽快停下，应如何拉绳？解释原因。
答：因为绳的俩端处各有两根绳，只要将这4根绳同时拉直，则纽扣就会停止旋转。
原因：是因为纽扣旋转的能量来源是跟绳子互相缠绕的形变储存的能量有关，当手强制使绳子伸直后，绳子旋转缠绕所储存的能量也就被快速释放，则纽扣也就停止旋转。
2.查阅资料，给出离心力的几个应用实例（至少两条），并计算在这些应用中离心加速度是重力加速度的多少倍。
答：脱水机、棉花糖制作机、洗衣机的甩干部分；脱水机的离心加速度大概是重力的1306.24倍，棉花糖制作机的离心加速度大概是重力的0.756倍，洗衣机的甩干部分的离心加速度大概是重力的143倍。
·6·
哈尔滨工业大学物理实验中心
实验现象观察与原始数据记录
由上图可见
·7·。
