利用视频分析测量阻尼振子的阻尼系数

文中利用视频捕捉和分析软件研究空气中弹簧振子的阻尼运动,在较高时间分辨率下得到其完整的位置数据。通过使用MATLAB软件对这些数据进行分析及拟合,得到了振子振幅衰减曲线并由此测量出弹簧振子在空气中的阻尼系数。     

利用Tracker软件分析气垫导轨上弹簧振子的阻尼振动

利用Tracker视频软件的自动追踪功能,有效地跟踪气垫导轨上弹簧振子的阻尼振动,实时描绘出振动的位移-时间曲线,利用软件自带的功能拟合出振动曲线方程和包络线方程,计算出该气垫导轨的阻尼常数,并由坐标转换功能得到运动的相图.     

基于差动电容传感器的阻尼振动研究

本文利用差动变面积传感器和数字示波器对实验台位移进行了动态测量,通过阻尼振动方程的拟合,得到较好拟合优度,计算了阻尼因数、振动频率等参数,并与幅值-时间拟合方法得到的参数进行比较.     

用T r a c k e r软件分析油浸弹簧振子的阻尼振动

利用T r a c k e r视频软件的自动追踪功能, 有效地跟踪油浸弹簧振子的阻尼振动, 实时描绘出振动的位 移 时间图像, 利用软件自带的功能拟合出振动曲线方程, 计算出该弹簧振子的阻尼系数, 并通过转换坐标得到运动 的相图     

利用智能手机磁力计测量液体黏滞系数

利用智能手机搭建了一套可视化的简谐振动系统,通过小球在液体中欠阻尼振动的振幅衰减,测量液体的黏滞系数。实验使用手机Phyphox软件中的磁力计传感器,将小球欠阻尼振动振幅的测量转化为磁感应强度大小的测量,并通过Origin软件对采集的数据进行非线性拟合,得到液体阻尼因数,求出液体的黏滞系数。     

乒乓球回滚运动阻力的定量研究

利用Tracker视频分析软件对乒乓球回滚过程进行追踪记录,得到了乒乓球回滚运动平动位移和角位移的实时图像.通过拟合实验数据,测量出了回滚运动中滑动摩擦系数、空气阻力系数及滚动摩擦系数,结果表明:回滚运动中滚动摩擦和空气阻力不能忽略,空气阻力与运动速度的一次方成正比.     

阻尼参数的测量

通过解微分方程和微分等数学手段, 给出了滑块通过平衡位置的速度与阻尼因数之间的关系, 并利用 O r i g i n软件对实验数据进行直线拟合, 从而确定振动系统的阻尼因数及其他振动参数. 该测量方法容易操作, 实验 数据易得、 可靠且处理简单     

利用Tracker研究气垫导轨上弹簧振子运动

文章利用Tracker软件的自动追踪功能,对气垫导轨上弹簧振子的运动进行分析,得到滑块运动的数据及图像。在考虑弹簧质量的情况下,利用Tracker软件捕捉到的数据,定量地分析不同时段系统的机械能,验证在短时间段内弹簧振子系统的机械能守恒。在系统长时间的运动过程中,考虑系统中的能量损失,在Tracker分析得到滑块运动的v-t图形的基础上使用软件自带的拟合功能,对长时间段内滑块运动图像进行函数拟合,进而分析计算出气垫导轨上弹簧振子做阻尼振动的阻尼系数。     

视频分析软件Tracker在复摆实验中的应用

利用视频分析软件Tracker的自动追踪功能,有效地追踪复摆的振动轨迹,描绘出振动的位移-时间曲线,拟合后得到角速度,并计算出振动周期,进而用等效摆长法和直线拟合法计算出重力加速度.     

利用视频分析软件和分析天平改进落球法测液体黏度

通过对传统落球法进行改进,利用分析天平测量小球质量,利用视频分析软件Tracker分析测量小球位置,并利用其内置的最小二乘拟合功能获得小球的终极速度,由此测得出蓖麻油黏度.相比传统测量方法,测量精度提高近一个数量级.     

用曲线拟合方法测量空气阻尼常量

以物体在气垫导轨上做一维阻尼运动为例,用曲线拟合方法推导出空气的阻尼常量的计算公式,利用与计算机相连的数码照像机采集数据,画出拟合曲线,从而得出了空气的阻尼常量.     

利用阻尼振动测量气垫导轨阻尼系数的新思路

利用气垫导轨上两根弹簧连接滑块做阻尼振动的模型,通过求解阻尼振动方程推算得到了滑块运动的最大速度衰减式,从而求得气垫导轨的阻尼系数.此外,从品质因数的角度推算阻尼系数的计算式,在阻尼很小时,该方法可视为最大速度衰减法的近似.通过气垫导轨阻尼振动实验,测量振幅、周期和光电门遮光时间等物理量,利用最大速度衰减和品质因数法得出阻尼系数的值非常接近.进一步对做阻尼振动的滑块拍摄视频,通过慢放视频得到其振动过程中振幅的衰减值,利用最大振幅衰减法计算出阻尼系数,所得结果与上述两种方法的数值符合较好,从另一个角度证明了本文提出的最大速度衰减法和品质因数法测阻尼系数的可靠性,该类方法在实验中易于操作、实践性强、所得结论可靠,为气垫导轨阻尼系数的测量提供了一种新的思路.     

两种摆运动的视频分析

利用Trakcer视频分析软件,对大角度单摆和圆锥摆的角位移数据进行拟合分析,得到了大角度单摆的准周期性规律,并精确验证了向心加速度公式.     

受迫振动阻尼复摆实验仪

利用自制受迫振动阻尼复摆实验仪可以研究物体在受迫振动时的各种振动状况和规律,以及在有阻尼和无阻尼情况下的幅频特性曲线和相频特性曲线,并可以测量共振状况下的阻尼系数.利用该仪器还可以研究复摆的运动规律和计算方法及大角度摆的振动状况,实验曲线可显示在5.6英寸彩色液晶屏上.该液晶屏可将屏幕图形定格、拉伸放大,便于测量和计算.     

利用Phyphox和Tracker软件研究动摩擦因数

使用生活中的常见物品，分别利用Phyphox和Tracker软件获取运动物体不同位移s及时间t参数，通过绘图软件拟合获得运动物体的加速度，进而研究分析不同材料间的动摩擦因数及实验误差的来源，给疫情下的居家实验设计提供一些参考.     

用视频分析软件Tracker研究二维平面碰撞的动量守恒

利用视频分析软件Tracker对二维平面上两小球的碰撞过程进行记录和分析,通过对碰撞小球的位移和速度测量,解决了同时对两个或以上物体的二维运动进行测量的难题.从而验证碰撞的动量守恒定律以及计算恢复系数.     

干涉测量的误差分析与并联机床的准确度测量

对雷尼绍激光干涉仪的线性测量原理进行了详细探讨,分析了干涉仪在线性测量中的主要影响因素和误差诱因;作出了线性测量的准直误差特性曲线和阿贝误差特性曲面,并利用最小二乘法拟合得到了干涉仪准直测量误差的数学模型和沿u、v方向离散的阿贝误差特性曲线方程;给出了一种建立误差数学模型的方法.采用激光干涉仪检测了并联数控机床直线轴的运动准确度,并提出了一种适合于并联机床直线轴定位准确度测量的干涉测量方法.     

多种运动补偿算法在电子稳像中的比较及应用

对Kalman滤波算法、均值滤波算法,高斯算法、曲线拟合算法、阻尼系数算法进行了比较和分析.采用Laplacian位面法得到多个抖动视频的运动估计向量作为运动补偿对象,对上述算法进行验证,为电子稳像应用中运动补偿算法的选取提供了参考依据.结果表明,阻尼系数算法除了系数不能自动调整以外,补偿效果较好.最后针对阻尼系数算法的不足,提出了一种改进的自适应阻尼系数运动补偿算法.该算法相对于改进前具有更强的稳健性和更好的补偿效果.     

外腔镜非线性运动对激光回馈应力测量系统精度的影响及修正

基于激光的回馈效应可实现光学材料应力分布的测量, 而系统外腔镜的非线性运动会引起测量结果的误差, 影响系统的精度. 利用高精度Nd:YAG激光回馈干涉仪对外腔镜的位移随时间的变化进行测量, 采用高次拟合的方式得到位移与时间函数关系, 并利用三镜腔等效模型的调谐曲线方程, 对非线性运动引入的应力测量误差进行计算, 实现对系统精度的修正. 结果表明: 外腔镜运动方向不同, 引起的误差呈现相反的变化趋势; 将不同方向的测量结果进行平均, 可减小系统的测量误差. 分析了外腔镜非线性运动带来的误差对系统测量精度的影响, 提出了测量误差修正方法, 对提高系统的测量精度具有重要意义.     

编写SPnenu安卓软件分析单摆视频计算重力加速度

为了增强"单摆测量重力加速度"实验的效果,编写了运动视频分析安卓应用程序-SPnenu,分析单摆视频,计算重力加速度。首先,介绍了安卓软件的组成模块;然后,使用该应用程序分析单摆运动视频中周期、摆长和视频当地重力加速度;最后,与计算机平台下的视频分析软件Tracker进行对比实验,并对误差进行了讨论分析。实验表明,将基于安卓智能手机的运动视频分析软件引入物理实验教学,有助于打破实验的时间和空间限制,减小了"周期测量"带来的误差,能实现对单摆小球运动轨迹的精确追踪记录和数据分析。