动量定理和质心运动定理的比较教学

正确运用质心运动定理的关键在于对质心概念的理解和质心加速度的确定.教学中学生容易将质点系中某运动点的加速度等同于质心的加速度从而导致分析结果的错误.本文结合一旋转电机动力学问题的求解,阐述在动量定理和质心运动定理教学中应注意的问题.     

超声悬浮过程中圆柱体的旋转运动机理研究

研究了圆柱体在超声悬浮过程中的旋转运动机理.实验发现:悬浮圆柱体的密度和长径比越小,转动惯量越小,其稳态旋转的转速越大;反射端在水平方向的偏移会产生回复力矩,使圆柱体停止旋转,且圆柱体静止时的轴线方向与反射端偏移方向垂直;在圆柱体两端加入适当的外界干扰可以主动抑制其旋转.计算表明,悬浮圆柱体的旋转起源于其质心偏移产生的力矩,而反射端位置的偏移以及发射端的倾斜均会抑制圆柱体的旋转.     

一类摩擦振子现象的研究

从理论和实验两方面研究了第33届国际青年物理学家锦标赛中的摩擦振子问题.建立了物理模型,并通过对摩擦振子系统做受力分析,得到摩擦振子的运动状态微分方程.搭建实验系统,观测摩擦振子的质心变化,实验结果与理论分析基本一致.在理论分析的结果基础上,采用控制变量法,仿真模拟各参量对摩擦振子运动状态的影响.研究结果表明,摩擦振子系统中物体的质量、圆柱之间的距离及其旋转角速度、圆柱与物体的摩擦因数等参量均会对摩擦振子的运动状态(周期、振幅等)产生影响,但空气阻力对运动状态的影响不明显.     

美国洛克希德马丁公司的舰对空导弹

洛克希德马丁公司的MK41垂直发射系统是一种8单元热发射组件，由海军电子监视系统(NE8.SS)分部研制。11，000多个单件已被交付使用或被11个海军部门的173艘舰船订购，可将单个组件安装到携带128枚导弹的16个组件装置上。这种组件采用脱落线增压室和垂直管道口来排出废气，它安装在甲板下的装甲舱。如果弹头过热或发动机意外点火，一个安全的集水系统将对其喷水。MK41垂直发射系统可容纳大量武器，如雷声公司的ESSM(发展型海雀导弹)，SM-2系列导弹，战斧导弹及洛克希德马丁公司的垂直发射Asroc(反潜艇火箭)。     

非惯性弹道飞行器气动布局设计实践

从阻力主导惯性再入到升力主导机动再入是无动力高超声速飞行器的主要发展方向, 文章讨论了任务使命动力配置飞行模式及总体规模限制下的布局设计原则, 研究了不同构型升阻效率及升力载荷系数与模线形状横截面形状及容积利用率分段装填容积间的关系, 探讨了包括拉起/下压滑翔弹跳/滑翔等射面机动与Z字螺旋锥形空间机动等飞行模式与匹配的气动操纵面设计质心布置压心/静稳定裕度纵横向静动稳定性等, 从热安全角度提出了总体/气动/防热/结构/弹道/控制等多物理场高度耦合下的飞行器热力气动布局多学科设计优化, 结合非惯性弹道飞行器气动布局设计问题, 给出了满足分段容积要求防热要求及操稳要求的飞行器气动构型设计优化实例.      

跑步运动的力学探究

用质心运动定律与平动功和形变功知识分析跑步的动力来源,探究内力与外力之间的关系,强调"许多自主运动系统的质心平动是系统内力引起的外力做功的结果".     

运动小目标的数值模拟

利用激光发射的激光束在投影屏上的投影光斑和二维旋转平台，构建了实验室小目标运动模拟系统。实验结果表明，该系统能够模拟小目标的运动，而且该系统结构简单，各子系统按照模块化设计，系统容易升级。该系统还可扩展到对不同辐射波段目标的运动模拟，有很好的实用价值。     

高功率激光放大器中的能量传输

片状放大器系统是高功率激光装置最主要的能量和功率来源，它主要解决驱动器的纵向能量传输和转换问题。放大器中能量转换主要通过储能组件、脉冲氙灯、泵浦腔和增益介质等单元部件实现。为了达到最佳的性能和最高的效率，必须使放大器每一个单元部件设计尽量最优，并保持较高的可靠性。影响储能的主要因素见图1。放大器的设计和优化，关联到众多元器件的协同配合，在各单元的设计中必须考虑到对系统的影响和指标分配。放大器的设计需要是在总体设计的框架下，以提高系统的储能效率、增益能力、降低热效应为目标，结合元器件的可靠性水平，进行系统设计。同样，合理均衡的能量转换和传输过程，也是决定放大器稳定可靠、高效运行的前提和保障。     

多层铁电陶瓷击穿分析及优化

建立了多层串联PZT95/5爆电换能组件3维数值模型,对固化封装条件下陶瓷介质击穿问题进行了计算分析,计算结果表明:在不改动器件外部结构尺寸条件下,采用等厚度PZT95/5叠片结构布局对进一步提高输出电压方面存在瓶颈。为克服上述影响以及降低爆电换能组件击穿概率,提出了PZT95/5铁电陶瓷非等厚度布局解决方案。为实现上述设想,通过引入不等式约束条件计算得到一组非等厚度优化布局,将爆电换能组件所用PZT95/5铁电陶瓷数量减至19片,同时有效实现该布局下,各片PZT95/5陶瓷电压均低于对应厚度击穿电压的优化目标。     

旋转过程中的超重与失重实验设计

本实验用简单的装置和易懂的原理清晰明了地演示旋转过程中的超重与失重现象．滚摆的旋转上升和下降其质心的平动速度也较自由落体慢，便于学生观察实验现象，实验装置简单。     

太阳系中的双行星

 太阳系是由太阳、行星及其卫星、小行星、彗星及行星际物质组成的天体系统,各天体都绕太阳系质心转动.太阳的质量占太阳系总质量的99.8%以上,自然成为太阳系的中心天体,而常把行星等天体看做是在太阳引力作用下绕太阳公转.行星及其卫星是太阳系的子系统,它们除绕本系统质心转动外,其质心同时绕太阳公转;由于行星的质量比其卫星大得多,而常看作卫星绕行星转动.     

一种微波光子探测器组件的封装设计与实现

为实现微波光子系统的高集成度、高可靠性，进行了一种微波光子探测器组件的封装设计与实现。介绍了定制化封装设计思路，选择可伐合金作为壳体材料，采用的卧式贴装方案中选用斜面透镜光纤，给出了封装工艺流程和关键工艺点，最终封装的组件光电耦合效率在68%～79%之间，满足总体指标需求。该组件通过混合集成封装方法，实现了微波芯片与光子芯片在同一封装内的阵列化集成及气密性封装。该组件的封装设计与实现方法，可用于其他微波光子产品，有助于提升光载射频传输系统的集成度与可靠性。     

旋转矢量法在解决简谐振动相关问题中的应用

用旋转矢量法解决简谐振动问题会使解题难度降低,可以形象、直观地表示出简谐振动中各物理量之间的相互关系,有助于简化问题解决中的数学过程.在求解波动问题时,旋转矢量法同样可以有效地解决相位的问题.     

旋转平行光管主镜背部柔性支撑设计与仿真分析

针对光学动态靶标进行光电跟踪光端机的跟踪精度的测试时,旋转的光电平行光管由于离心场的存在导致主镜面型误差过大的问题,提出了一种基于挠性梁减小旋转平行光管离心工况下主镜面型误差的方法。文章首先针对主镜支撑点径向位置最优布局进行求解,其次在Isight优化平台上对主镜背部支撑挠性梁的关键设计参数进行尺寸优化,最终利用Sigfit软件分析了离心工况下主镜面型误差。采用优化后的主镜支撑方案,反射镜在1.64g离心力作用下,主镜面型精度RMS优于0.03λ(λ=632.8nm),组件一阶固有频率为167Hz。采用4D干涉仪对平行光管的波像差进行检测,检测结果表明,平行光管光机系统的波像差RMS值优于0.067λ。经过仿真分析与检测实验证明,采用挠性支撑的旋转平行光管镜的动态刚度与面形精度满足光学动态靶标的应用要求。     

转动刚体中的动能分布与内力做功

关于加速滚动或转动刚体的动能，有一种意见认为，一部份平动动能转换成绕质心转动动能，是由于静摩擦力等约束反力对前者做“负功”，同时对后者做“正功”的结果．本文认为是由于刚体各质元之间的内力做功．     

自行车刹车小析

自行车刹车小析宋国西（兰州铁路机械学校７３００００）自行车间皮作用于车圈的摩擦力对自行车系统来讲是内力，内力是不能改变物体质心的运动状态的，那么自行车是怎样减速的呢？如同离开了地面的推动力自行车不能前进一样，离开了地面的作用，自行车也不能减速．现在我...     

质心和质心运动定理应用二例

质心和质心运动定理是力学教学中的一个难点．通过下面对下落弹簧运动规律的分析与研究，不仅可使初学者较深刻地理解和掌握质心和质心运动定理，而且提供了一道运用数学知识处理物理问题的例题．     

EAST铰链式机械臂真空存储舱 CASK系统研制

总体描述了EAST机械臂真空舱系统设计，介绍了实现进展情况。EAST铰链式机械臂是用于在不破坏EAST内部真空环境下对第一壁内部进行近距离观测、快速维修的一种检修工具。考虑到对EAST铰链式机械臂的存储、支撑以及工作条件，需要设计和制造出一个密封的真空舱系统。该系统可以在真空条件下通过一个直径为250mm的连接端口连接到EAST主体机构上。系统设计主要分为真空存储舱CASK腔体、真空系统以及烘烤系统三个部分。     

表面封装技术组件焊点热变形的云纹干涉法研究

表面封装技术组件的焊点作为唯一联接芯片载体与电路板基板之间的机械物，它在温度循环下的可靠性问题是人们普遍关注的焦点。本文通过在组件的不同部位复制１２００线／ｍｍ高频正交全息光栅，采用高灵敏度云纹干涉法测得了翼型引脚首尾两端的面内剪切位移，为阐述表面封装组件的疲劳损伤机理提供了可靠的实验数据。     

高频半导体激光器组件及其特性的研究

本文使用ＤＣ－ＰＢＨ型激光二极管芯片，设计制作了实用化封装形式的激光器组件；在理论上和实验上研究了组件的封装模型和小信号频率调制特性，其光响应３ｄＢ带宽大于１．８ＧＨｚ。该器件可满足六次群的光通信系统的带宽要求，也可用于ＧＨｚ级的微波副载波光通信系统。