指针式“加速度计”

在物理教学中,加速度是一个非常重要的概念.目前课堂演示和学生实验测加速度一般采用以下两种方法,一、用打点计时器由打点周期算出加速度.二、用光电门配合毫秒计,记录通过给定小距离的时间,从而计算出平均速度,再由位移算出加速度.这两种方法有共同的缺点:第一,加速度是经过比较复杂的计算过程而得到的,影响了学生研究F=ma关系式的目的.第二,由于加速度是从位移,速度计算出来的,学生会认为有了位移才能     

基于光电技术的速度测量方法

根据光电鼠标成像定位原理,用红外激光二极管和光电鼠标导航芯片测量物体位移,用单片机定时器测量时间,计算得到物体运动的瞬时速率.该方法实现了对运动的物体进行非接触式测量,并可以获得物体的速度曲线和加速度曲线.     

标准圆筒试验技术与数据处理方法研究

 对标准圆筒试验技术与数据处理方法进行了深入研究,在狭缝扫描实验中建立了新型、高效的照明技术、底片判读方法以及数据处理方法,得到了精度高、信息丰富的圆筒壁质点上的位移、速度、加速度和比动能结果。同时,通过VISAR技术直接测量了圆筒外表面径向膨胀速度-时间曲线,进而积分得到位移-时间曲线,与狭缝扫描结果相互印证和补充,进一步提高了测试可靠性。     

用光电门测物体加速度的两类偏差分析

光电门是高中物理实验中常用来测量物体瞬时速度的一种仪器,其原理是用一段位移内的平均速度来近似代替物体的瞬时速度,进而可以测物体运动的加速度.这种代替有时过于粗糙,将造成加速度测量的偏差甚至错误.文章就时间的不精确和位移的不精确展开讨论,分析了两类偏差的成因.     

分析刚体平面运动的新方法——复插值法

提出分析刚体平面运动的一种新方法——复插值法.已知刚体上任意两点的运动学信息(位移、速度、加速度),籍此复插值公式便可确定刚体上任意其它点的位移、速度和加速度.该方法统一了刚体平面运动的位移分析、速度分析与加速度分析方法,便于在计算机上编程实施.     

自由活塞斯特林发动机活塞位移测量

自由活塞斯特林发动机活塞往复振动位移对研究发动机特性具有重要意义,然而该类发动机活塞位于高压封闭腔体内且结构较为紧凑,其活塞往复振动位移难于直接进行测量。加速度传感器具有尺寸小、安装方便和工作稳定等特点,提出了采用加速度传感器测量活塞位移的方法。根据加速度传感器测量位移的原理,建立了一套加速度传感器测量自由活塞斯特林发动机活塞位移的标定试验系统,以位移传感器为基准测试并分析了不同活塞振幅和不同振动频率下加速度传感器测量位移的误差大小。实验结果表明,在活塞振幅小于8 mm,振动频率大于20 Hz条件下,加速度传感器测量位移的误差小于5%。因此加速度传感器可以用于测量自由活塞斯特林发动机的活塞往复运动位移。最后成功把加速度传感器测量的自由活塞斯特林发动机活塞振动位移用于发动机循环指示功的实验研究。     

基于智能手机加速度和速度传感器刚体转动惯量的测量

将智能手机的加速度和速度传感器引入三线摆法测量刚体转动惯量实验中，使刚体摆动的周期性过程更加形象化，并通过手机自动绘制的“加速度-时间”和“速度-时间”图像获取刚体摆动周期，实现对刚体转动惯量的测量。实验结果表明，智能手机传感器测量数据合理，相对误差在实验允许范围内。将智能手机引入大学物理实验教学，不仅可以增强学生对新技术的认知，激发学生对新知识的渴望，而且可以拓展学生思维，培养学生创新精神。     

基于单帧变形条纹的物体三维位移和速度测量

用隔行扫描摄像机采集到的运动物体单帧变形条纹测量三维位移和速度.该方法将一帧变形条纹分成两个单场,利用傅里叶变换轮廓术重建三维面形,从单场条纹的调制度中提取二值化模板,计算质心获得亚像素匹配定位点,通过双三次插值和标定,实现了一个场周期时间内三个维度上的位移和平均速度的测量.匀速运动物体实验结果表明:被测速度的最大绝对误差为0.6 mm/s,相对误差为0.57%.该方法仅用一帧变形条纹即可测量运动物体的三维位移和速度,提高了时间分辨率和测量准确度.     

对高速摄影数据处理平滑,微分点数n的优选

众所周知,在高速摄影测量结果的数据处理中,为压缩偶然误差而采用平滑技术;为获得目标的分速度、速度、分加速度、加速度以及角速度等等,而采用微分手段。对数据为离散点的平滑与两个因素(p,n)有关,而微分则与三个因素有关(p,nh)。 p:利用最小二乘法拟合时多项式的阶数;     

设计一种新型电容式加速度测量仪

设计了一种可测量加速度的变极板间距式的差动电容传感器的测量仪。该测量仪的核心是传感器和测量电路部分:从力学上可以看成是一个质量弹簧阻尼系统。其工作过程为传感器感受力后产生加速度,运动质量块由于惯性力而拉动弹簧产生形变,使两个电容发生变化;测量电路部分,是一差动脉宽调制电路,根据测量上述电容的变化情况,推导出加速度。该测量仪是一种便捷的利用电容测量加速度的仪器。     

传感器技术及其军事应用

 在大量的科学研究或生产过程中,需要测量各种物理量和化学量,例如位移、速度、加速度、压力、温度、流量等等。为了精确测量各种非电量,常需要采用电测技术。人们把能够完成被测的非电量转化为与之有确定对应关系的电量输出的装置称为传感器(sensors)。     

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.     

匀速圆周运动中向心加速度公式推导新方法探讨

向心加速度是高中物理的一个重要概念,也是同学们学习中的一个难点.为什么速度大小不变,方向改变时会存在加速度,初学的同学常常觉得难以理解.新课标高中《物理·必修2》中5.6"向心加速度"这一节中设置了"做一做"这个环节,通过速度三角形的方法解决了向心加速度大小和方向这个问     

“实验:探究加速度与力、质量的关系”教学案例与评析

1教学案例1.1创设情境引入新课同学们,上一节我们学习了牛顿第一定律,知道力是速度变化的原因,而速度改变快慢用加速度来描述,那么加速度与什么因素有关呢?先请大家看一个实验(演示双层轨道实验),如图1所示.     

对主动抛光盘在加工、测量状态下盘面的变形及提升的数学分析*

用主动抛光盘磨制非球面是一个动态的过程,必须保证在计算机控制下,主轴的移动、旋转。和抛光盘的旋转、倾斜、变形及升降,以及主镜的旋转都步调一致。推导出在模式中诸要点的位置、速度、加速度和时间的关系,并根据所加工的口径φ910mm,焦比为F／2的抛物面主镜参量和所用主动抛光盘的参量分析：1)主动抛光盘基板的变形特性。即它的变形量、变形的速度和加速度。以及近似公式与精确公式之间的差异;2)主动抛光盘背面的三个提升点运动规律。即它的升降量、升降的速度和加速度;3)主动抛光盘的变形量和它在差分变压器式线性微位移传感器(LVDT)测试架上所测得的测量量之间的关系;4)分析主动抛光盘的变形与提升的速度与加速度和抛光盘沿横梁的运动速度V1以及抛光盘自身的转速V2之间的关系和特性。此分析是主动抛光盘的数学基础,它为主动抛光盘的机械和电控设计提供了技术依据,为实现计算机控制下的6轴联动提供了保证。     

用矢量三角形法研究抛体运动

根据物体在刚抛出时的速度方向不同,抛体运动分为平抛运动和斜抛运动.描述运动状态的位移、速度、加速度等物理量都是矢量,对运动进行合成与分解通常按照平行四边形法则进行.矢量分解法是解决力学问题的一种重要方法,但是在一般力学教     

纳米一维双原子晶体颗粒的原子均方位移和均方速度

应用作者与合作者已导出的纳米一维双原子晶体颗粒的位移-位移格林函数,推导了纳米一维双原子晶体颗粒的速度-速度格林函数,并在此基础上,应用涨落-耗散定理,推导了纳米一维双原子晶体颗粒的原子均方位移公式和原子均方速度公式.数值计算表明,纳米晶体颗粒表面原子的均方位移大于内部的原子均方位移,而表面原子的均方速度小于内部原子的均方速度;当纳米颗粒尺寸减小时,表面原子的均方位移和内部原子的均方位移都减小,而表面原子的均方速度和内部原子的均方速度几乎不发生变化;温度增大时,纳米晶体颗粒中各原子的均方位移和均方速度都增大,在高温极限,各原子的均方位移和均方速度与温度成正比.     

振动式微机械陀螺动态特性光学测试

针对振动式微机械陀螺的设计过程中对微振子动态特性的精确评价问题,提出一种测量微振子动态特性的光学方法。该方法利用高速摄像机获取陀螺微振子在振动时的时间序列图像,然后采用数字图像相关技术对序列图像进行相关计算,以获得微振子在大气中振动的位移、速度和加速度曲线,并由此计算微振子的固有频率和品质因数。该方法对位移的分辨力在亚微米量级,具有较高的测量精度。对文中被测陀螺驱动模态的固有频率测量结果为2061.67 Hz,大气压下的品质因数测量结果为66.67。提出的方法可为微陀螺动态特性的测量提供一种精确、有效的途径。     

传感器用于微小位移测量的实验设计

许多物理量诸如加速度、压力、应变、振动等都可以通过测量微小位移来间接测量. 讨论了利用霍尔、 电感式、电容式传感器实现对微小位移测量的实验原理、实验方法及实验数据的分析讨论     

气垫导轨上运动物体加速度测量方法的改进

利用计数计时测速仪测量气垫导轨上滑块运动的加速度,其测量精度直接依赖于2个光电门之间距离的测量,而在实验中该距离的测量往往不易达到很高的精度,致使加速度的测量精度不高.对计数计时测速仪的电路和单片机程序稍加修改,使之能测出滑块从一个光电门运动到另一个光电门所需时间,就无需测量2个光电门之间的距离,因而提高了加速度的测量精度,节约单片机的资源并缩短运行时间.