用智能手机App Video Physics研究竖直平面内的圆周运动

本实验用智能手机App Video Physics追踪小球在竖直平面内做圆周运动的情况,研究了不同质量的小球从同一高度静止释放到达最低点的速度关系,研究了从不同高度静止释放小球的速度与运动轨迹之间的关系,计算了小球在圆形轨道上运动时的向心力、角速度,以及当小球与圆形轨道等高静止释放时小球的脱离点速度.     

利用物理仿真实验室研究绳系小球系统在复合场中运动

利用物理仿真实验室模拟了绳系小球系统在复合场中的运动,首先分别将小球从A,C点静止释放,获取了小球的速率与加速度大小随时间的变化关系图,分析原因,总结规律,随后通过不断改变小球静止释放的位置,观察小球的运动轨迹,得出小球做部分圆周运动的条件,最后计算出小球从直线到圆周运动的临界位置以及在该位置所损失的机械能.     

常用坐标系中速度和加速度推导的矩阵方法

采用矩阵方法对常用坐标系中质点的速度和加速度表达式作了统一推导。     

学习“加速度减小的加速运动”的思维障碍及其对策

在高中的物理学习中,我们经常会遇到加速度减小而速度增大的运动,从高空有一小球自由下落,与直立的轻质弹簧发生碰撞,在小球到达平衡位置的过程中,由于小球所受的向下的重力不变,而向上的弹力逐渐增大,但小于重力,所以小球所受的合力方向向下,大小逐渐减小,因此,加速度减小,但运动速度逐渐增大,但许多学生错误地认为加速度减小,速度一定是减小的,在简谐运动中,弹簧振子回到平衡位置的运动过程,弹簧振子做的也是加速度减小的加速运动,再比如,汽车以恒定的功率起动过程中,所做的运动也是加速度减小的加速运动,这类运动相对于匀变速直线运动要复杂,学生学习这部分知识普遍感到困难,如果不能正确的理解和掌握加速度减小的加速运动,将直接影响对运动物体全过程的正确分析,也就无法处理和解决这一类问题,所以把加速度减小的加速运动作为一个专题进行全面而系统的学习,为解决这类问题打下基础是很有必要的.     

高速带电粒子辐射的经典行为

给出了以任意速度运动的带电粒子辐射功率的严格表达式及做准周期运动时的辐射阻尼力公式，论证了在无外力作用时，有辐射行为的带电粒子不可能做速度和加速度能复原值的周期（或准周期）运动，得到了辐射粒子做直线运动时速度随时间的变化关系。     

"向心力"教学设计

1教学设计思路旧教材是从日常现象观察、猜测向心力会与什么因素有关,然后利用向心力演示仪得出向心力的表达式,再根据牛二定律推导出向心加速度表达式．向心加速度表达式没有进行理论推导．总体思路是由向心力这个本质到向心加速度这个现象．     

竖直平面内“ 轻绳模型”的运动规律研究

利用理论研究与“ 仿真物理实验室”实验验证相结合的方法, 研究了竖直平面内的“ 轻绳模型”这一重 要的单轨道模型问题, 分析了小球速度、 加速度图像和规律, 研究得到了小球不能完成完整圆周运动的初速度条件; 小球做完整的竖直平面内圆周运动的初速度条件; 小球沿圆弧“ 轨道”返回的初速度条件; 小球离开圆弧“ 轨道”做 斜抛运动的最低点初速度条件以及斜抛运动的速度大小和方向; 阐述了小球从最低点水平方向出发经圆弧上某点 斜抛运动后能返回初始点的初速度条件; 并给出落点在最低点( 出发点)左右两侧侧圆弧上的初速度条件     

球在水平旋转圆盘上的运动分析

研究了轻质球在水平旋转的圆盘上做无滑滚动时的运动情况,探究了圆盘转速、轻质球初始位置和速度等条件的影响.实验结果表明:小球在圆盘上做圆周运动,其运动周期是圆盘运动周期的7/2倍(实心球)或5/2倍(空心球),运动轨迹与初始时刻小球释放的位置、速度和圆盘的角速度有关.     

变悬点变摆长单摆运动分析

用两种方法导出了变悬点变摆长单摆的加速度和运动微分方程，分析了小球作周期振动的条件，讨论了角速度最大值的位置，并通过计算机数值计算，画出了小球作周期振动时的相图。     

自制竖直弹簧上小球的运动实验装置

用实验室原有的量筒、 弹簧、 金属球、 塑料球、 玻璃棒等自制竖直弹簧上小球的运动实验装置, 观察、 思 考、 分析其运动过程中力、 加速度、 速度、 动能、 重力势能、 弹性势能等的变化, 找好转折点, 总结其规律     

落球法测液体的粘滞系数小球收尾速度的研究

从理论上推导了在液面下的小球何时达到收尾速度公式，并给出一组实验数据，得出小球从液面自由下落时很快能达到收尾速度的结论。     

关于落球法测重力加速度的研究

落球法测重力加速度是各高校物理课中的一个基本实验题目，本文就实验中小球的大小、质量、电压等因素对测量结果的影响进行了研究。     

照相法研究抛射体运动

介绍了利用多次曝光法研究了小球的抛射体运动，设计了实验装置，通过用表差法处理实验数据，从而探索抛射体的运动规律并求得重力加速度值，通过对实验的误差分析，给出了结果的不确定度评定。     

测量液体粘度实验的改进

在落球法测液体粘度的基础上，利用阿特武德机控制小球的运动速度和方向，从而突破了原落球法测液体粘度的局限性，且丰富了该实验的物理思想和内容，并作为一个综合性、设计性实验应用于教学之中。     

自由落体重力加速度测量实验的误差分析与改进措施

本文分析了自由落体重力加速度测量实验中，初速度为零时的测量误差形成的三个原因，并对此提出了改进的方法，使实验得到满意的结果。     

用磁铁释放拾取钢球的液体黏度测量仪

研制了一种液体度测量仪.用锥形磁铁吸持和释放钢球使钢球沿量筒中心轴线下落,用磁棒拾取钢球使钢球免清洗重复使用,采用专门设计的量筒盛待测液体.分析了收尾速度计时起点的位置,并用MATLAB计算讨论.实验结果表明,该测量仪测量准确,不产生油污,操作简单方便.     

倾角和摩擦系数的不均匀性对伽利略斜面实验核心结果的影响

伽利略斜面实验的核心结果是小球走过的路程正比于时间的平方,但倾角和摩擦系数的局部不均匀性会导致局部加速度的不均匀性.本文用一个简化模型计入倾角和摩擦系数的不均匀性,数值计算发现这些不均匀性不仅引入随机误差,而且导致路程与时间偏离平方关系.如果保持倾角情况不变,减小摩擦系数使球从无滑滚动变为有滑滚动,路程与时间对于平方关系的偏离程度会增大而不是减小.这个结论虽然与直觉相反,但却与物理学史的相关研究得到的结论相符.为了排除小球被释放时的随机因素的影响,本文在实验中设计了零初速度释放小球的装置,还设计了一个更方便的测量摩擦系数的方法.     

单摆运动中的几个极值问题

通过分析,给出了在无阻尼、任意初始摆角情况下单摆运动中绳的张力、摆球向心加速度、切向加速度及总加速度的变化情况。     

球弹对铝、钢靶的高速碰撞及定标研究

 给出了钨、钢、锆、钛球形弹丸对铝、钢靶高速碰撞侵彻成坑的有关数据，由此进一步确定了相应的定标关系式。     

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.