单摆实验中角振幅对实验结果的影响

研究了单摆测重力加速度实验中角振幅的影响。结果表明,随意选取角振幅可能导致实验结果不确定性的增加,及人为的系统性偏差;在实验中,不同摆长下宜选取相同的角振幅。     

关于单摆的振动周期和频率的讨论

本文对单摆定律的适用条件展开了讨论．文中讨论了在摆角θ＞５°的情况下，单摆周期公式的一般表达式，分析了单摆的振幅对周期和频率的影响．     

单摆周期的数值计算

本文从理论上分析了单摆周期随角振幅变化的规律,并给出了数值计算结果。     

单摆周期的数值计算

本文从理论上分析了单摆周期随角振幅变化的规律，并给出了数值计算结果     

弱阻尼非线性单摆的周期研究

用平均法研究了弱阻尼条件下非线性单摆的振动,得到周期比随角振幅和阻尼常量变化的表达式.     

单摆周期的数值计算

单摆在小振幅情况下可近似看作简谐振动,根据其振动的微分方程,可以直接获得单摆振动的周期.本文用数值方法,计算了一般情况下单摆的振动周期,并与小振幅近似的结果作了比较.     

对FD-DB-Ⅱ型单摆实验仪功能的拓展

通过对FD-DB-Ⅱ型单摆实验仪的研究,对该装置作了改进,增加了可计算振幅的刻度板,并使用电磁铁控制摆球的释放,由此可以研究周期T和角振幅θ0的关系,也可利用T-(sinθ0/2)~2 曲线外推后计算重力加速度g.     

单摆的超大振幅振动

基于单摆的动力学方程和运动初始条件对单摆的大振幅振动进行了近似分析,介绍了一种估计摆振幅接近π的振动周期的解析方法.结果表明,当摆振幅小于2.8 rad时估计值偏离精确值较多,产生误差的原因在于采用了线性近似.     

基于MATLAB下对单摆实验中大摆角问题的讨论

借助MATLAB计算软件,研究无阻尼状态下单摆的大摆角运动,给出了任意摆角下单摆运动周期的精确解。同时利用MATLAB函数库中的ode45函数,求解出大摆角下的单摆的运动方程及其运动规律,为单摆实验中大摆角问题的讲解提供了较好的教学辅助手段。     

单摆非线性振动的计算机辅助测量

介绍了用计算机辅助测量单摆非线性振动的实验方法,给出了非线性区单摆的振幅和周期和测量结果。     

三线摆的运动方程、周期及角位置概率分布

基于保守系统拉格朗日方程给出三线摆在大摆角运动时的微分方程,以及小摆角线性振动近似处理方法,在考虑三线摆的结构尺寸取相应近似条件下,讨论了三线摆在大摆角和小摆角两种不同情况下的运动微分方程、周期及角位置概率密度分布情况及其在实验中的应用.     

三线摆实验现象的分析

本文从理论和实验上分别研究了三线摆在大角度摆动下的周期与角度的关系,设计制作了仪器摆动角度测量装置。实验发现了三线摆摆动过程中的平动,在实验条件下,发现平动周期约是摆动周期的5倍。我们还研究了三线摆阻尼的实验情况,推导出了在有阻尼的情况下摆动周期的公式。     

激光单摆演示仪的研制与应用

设计的激光单摆演示仪是利用霍尔传感器测量摆球的摆动周期,通过演示仪底盘上的小型激光器可观测摆动面的偏转,将计时、计数、测角等功能合为一体,有效摆动时间内能够分辨出地球的自转现象.     

秋千参数自激振动的数学模型与数值模拟

将秋千视为变长度单摆,基于归一化高斯函数构造了摆球相对摆杆的速度表达式.在此基础上建立了秋千的非线性动力学微分方程,并据此数学模型对秋千运动进行了数值模拟,得到了秋千的运动规律和功能转化的机制.     

自由摆的平板控制系统设计

为了实现对基于自由摆的平板的控制,建立了基于自由摆的平板控制系统.首先分析平板的控制转角与自由摆转角的关系,推导出关系式,再对控制单元、反馈单元进行分析比较给出方案,采用32位LPC2138(ARM7)处理器为平板控制系统的中央控制单元,实现由高精度电位器测量出摆动角度后由步进电机控制的平板在周期摆动中做相应反馈调整,然后在现有器件的基础上编制出控制软件,在设备上进行调试,最后对系统的精度进行分析并进行实际测量.测量结果表明激光笔在摆动中照射在靶板上的光斑偏离基准线最大0.89cm,基本满足对平板的控制要求.     

组合式摆动实验仪的研制

介绍一种组合式摆动实验仪,它可以将三线摆、两线摆、扭摆和单摆这四种实验仪器巧妙组合在一起,成为一种新的实验仪,具有一台实验仪测量多种摆动的功能,可以实现多种物理量的测量以及对不同摆动规律的研究,有效节约购置仪器成本。     

单摆运动的实时测量

对传统单摆装置进行改进,在摆球上安装小金属探针,用软导线做摆线,在单摆下方放置带电水槽,使单摆摆动时探针在水面划动,将振动量转化为电位量,实现了单摆振动的实时测量.     

秋千非线性参变共振的分析

将秋千视为可变长度单摆，导出了秋千振荡的非线性动力学微分方程，并求出了其近似解的表达式，给出了秋千参变自激共振的物理图像。     

摆球运动的仿真设计

物体的摆动是自然界最基本的运动形式之一,同时也是力学课程中的基础内容之一.在牛顿力学与拉格朗日力学原理指导下本文利用数学软件Maple强大的计算与图形制作功能对大角度单摆、双摆、有阻力情况下的傅科摆运动问题进行了分析计算,并制作其运动的仿真动画,以精确、生动、形象的动画反映摆球运动的物理规律,实现了可视化教学的目的.     

单摆测重力加速度实验的改进

在单摆测重力加速度实验中,很难对摆长进行非常精确的测量,在较好的测量条件下其测量精度一般也只能达到毫米量级,所测得重力加速度的相对误差一般在1%左右.针对这一问题,本文通过对单摆实验装置进行改进,利用与摆线连接在一起的游标卡尺精确测量摆长的改变量而不直接测量单摆摆长,可将测量精度提高到0.02毫米.同时利用光电门测量摆球摆动周期,并对不同的摆线材质和直径进行了对比实验和分析,在最佳条件下可将重力加速度的测量误差控制在0.1%以内.