球面摆的运动方程、数值模拟和实验验证

讨论了球面摆的运动方程,分析了摆球运动的周期性.通过数值模拟和实验证实了摆球在eθ方向的运动具有周期性.     

基于GeoGebra对一种弹簧摆问题的可视化研究

通过对一种弹簧摆问题的动力学方程的研究,得到它的运动规律.然后借助GeoGebra软件对不同参数下的弹簧摆进行了数值模拟,得到其运动轨迹图像,从而直观地研究了弹簧摆运动.     

弹簧摆动力学行为演示仪

在非线性保守系统中,弹簧摆结构简单,运动特性较为典型.本文通过拉格朗日方程对弹簧摆系统进行理论分析解得运动方程,并在径向和切向将运动分解,运用图像处理技术设计制作了弹簧摆演示仪和实验软件,对运动轨迹与时序图进行可视化.软件绘制的弹簧摆轨迹与理论结果具有较好的一致性.     

利用Tracker软件研究牛顿摆的运动

通过Tracker软件的自动追踪功能描绘牛顿摆的运动轨迹,得到牛顿摆运动过程中的位移与动量变化图像,由此分析牛顿摆运动过程中的周期变化特点、轨迹特点以及动量衰减过程.本实验能够定量分析牛顿摆的运动特点,实验过程直观、高效,实验结果具有科学性,对物理教学有一定的参考价值.     

普氏摆运动规律研究

通过建立数学模型,利用相似三角形找到普氏摆运动各个量之间的关系,推导出其运动方程,画出其运动轨迹,并在运动方程的基础上讨论了影响普氏摆演示效果的重要因素.     

轻重物体系绕杆运动的循环摆现象研究

理论分析建立了描述轻重物体系绕杆运动的循环摆运动方程,通过Matlab模拟了质量比、释放角度、绳长、摩察系数和杆半径对循环摆运动的影响.为了验证数值模拟的结果,使用高速摄像机记录循环摆的运动过程,再用Tracker软件进行打点分析.实验结果表明:轻重物体质量比小于0.27～0.43,释放角度大于68°～90°,轻物体能够绕杆运动,并可以阻止重物体下落.     

不同控制参数下的弹簧摆

通过拉格朗日方程得出弹簧摆系统的动力学方程,并以频率比作为控制参数,利用Matlab软件对不同控制参数和初始摆角下的弹簧摆进行了数值模拟,从而直观地研究了弹簧摆的运动.     

大摆角耦合摆的运动规律的数值分析

基于并联耦合摆理论模型,利用数值方 法研究了在较大摆角情况下并联耦合摆的运动规律. 通过分析该系统在较大摆角时摆球的相轨迹图像和庞 加莱截面图像, 可发现并联耦合摆在较大摆角下的运 动是准周期运动, 该规律与摆球质量是否相同无关     

椭圆摆的一种实现方法

对光滑水平面上具有圆弧形光滑面的物块和在圆弧上运动的质点构成的椭圆摆系统,利用非惯性系中质点沿圆轨道运动的特点,求出了椭圆摆的周期.     

受不稳定约束弹簧摆运动的研究

利用拉格朗日方程建立了受不稳定约束弹簧摆运动的动力学方程,运用Matlab软件进行数字模拟,描绘了受不稳定约束弹簧摆坐标随时间变化的演化曲线、运动轨迹、运动相图,分析了其运动情况,得出了更为直观的运动规律.     

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.     

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.     

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.     

Semi-active on–off damping control of a dynamic vibration absorber using Coriolis force

A passive dynamic vibration absorber (DVA) moving along a pendulum can cause the nonlinear Coriolis damping to reduce the pendulum swing. This paper proposes a simple semi-active on–off damping controller to improve the passive Coriolis DVA. The aim of the on–off damping control is to amplify the DVA resonance motion to increase the energy dissipated. Moreover, the paper finds the analytical solution of the harmonic vibration of semi-active controlled system. The accuracy of the analytical formulas and the superior performance of the semi-active DVA are verified by numerical simulations.     

单摆的角振幅与其周期的关系

当角振幅的变化范围为0到π时,讨论了单摆的角振幅与其周期的关系,从而对单摆的运动有了一个完整的认识;同时得到了一些重要的结论。     

弹簧摆在匀强磁场中的运动分析

针对带有电荷的弹簧摆施加在竖直方向的匀强磁场的背景下,通过牛顿力学的方法得到了其运动学方程,从而发现其摆动平面在不停的进行旋转.同时按照初始条件的不同,将其在水平方向上的运动学方程化简为不同的曲线方程,进而得到了其运动的轨迹特征.     

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。     

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.     

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。     

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。