基于PASCO物理实验平台的液体表面张力系数测量

现有的拉脱法测量液体表面张力系数的实验中存在人为选取液膜拉断点等影响测量结果的弊端.本文利用PASCO实验平台搭建了一套能够实现高频率拉力测量及采集的实验装置.利用该实验装置,首先系统地测量了金属环所受拉力,然后分析了金属环出水过程中界面张力、浮力的变化,再现了这一过程的物理图像.对测量得到的数据进行拟合,得到了水在空气中的表面张力系数值为0.0705 N/m,与表面张力系数标准值相差2.7%.     

1,4-丁二硫醇分子器件电输运性质的力敏特性研究

基于杂化密度泛函理论,研究了1,4-丁二硫醇分子体系的结构随电极作用力的变化及拉断过程;并利用弹性散射格林函数方法进一步计算了不同电极作用力下分子体系的电输运特性.结果显示,界面结构不同,拉断分子体系所用的拉力也不同:分子末端硫原子处于Au(111)面的空位上方时,拉断分子体系需约1.75 nN的拉力;若金电极表面存在孤立金原子与1,4-丁二硫醇分子末端的硫原子相连,拉断分子体系只需约1.0 nN的力,且伴有孤立金原子被拉出.两种情况分别与不同实验测量相符合.分子在压缩过程中发生扭曲并引起表面金原子滑移,然而压缩扭曲过程与拉伸回复过程不可逆.电极拉力约为0.7—0.8 nN时,分子体系在不同界面构型下以及在不同扭转状态下,电导都出现极小值,这与实验结论一致.分子的末端原子与电极间耦合强度随电极作用力的变化是引起分子体系电导变化的主要因素.实验在0.8 nN附近同时测得较小概率的高电导值与双分子导电有关.     

一个力学问题的讨论

好些物理教科书都提到这样一个实验:用细线悬挂一个重锤,下面再拴上一段同样的线,以手捏着下面的线,猛力地一拉,结果下面的线断了,重锤依然挂着。可是如果慢慢地增大拉力,最终就会把上面的线拉断,一般叙述这个实验的目的是用来显示物体的惯性或者是表明所谓冲力和渐力的差异,但都只说到问题的一方面;这里提供一个比较全面的解释。为了说明的便利,我们作一些简化的假设: 1.假设悬挂的线完全遵从胡克定律。 2.不考虑弹性波在线中传播的问题,换句话说,在每一时刻,线中的张力假设是到处一致的。 3.悬挂线的质量较重锤来说甚小,可以忽略不计,上、下线的质料与粗细也相同,即断时的强度极限相同。     

Arduino在物理实验中的应用

将开源控制平台Arduino控制器融入实验,以A/D(模数)转换实验和三原色实验为例,详细的说明了Arduino控制器在物理实验中的具体应用.     

利用x|x|控制混沌系统

提出了一种新的混沌控制方法，即对混沌动力系统增加一个具有分段二次函数x|x|形式的非线性反馈控制器，利用它控制了一大类系统从混沌运动转化为各种规则的运动.该控制器是一种活动控制器，它不影响原系统的参数，其结构相当简单而且在物理、电路上都容易实现.数值仿真表明了该控制方法的有效性与可行性. 关键词： 混沌 非线性反馈控制器 分段二次函数     

用氢气球测量空气密度

在初中物理第一册中提到阿基米德定律时,讲过定律不仅适用于液体,也适用于气体。但是教材中阿基米德定律的应用大部分是液体的问题,学生应用此定律解决气体方面的问题能力差。为提高学生解决问题的能力。这里介绍一则有关测量空气密度的实验。一、实验仪器氢气球、米尺、天平、细线。二、实验步骤与原理 1.买一个充氢气的气球,在气球下面系上细线,然后一个人抓住气球,一个人在细线上挂物体,至气球在空气中上下不移动     

基于实验物理及工业控制系统的数控电源原理

设计了一个基于实验物理及工业控制系统(EPICS)实时测控的伺服电源控制器,并将其插入现有脉冲电源测试。该电源控制器采用死区时间调制(DTM)技术伺服跟踪外部控制信号以连续调节所需输出电流,这可确保开关管工作在近似零电流关断的状态下, 开关损耗小,电源效率高。对该电源及其控制器原理进行了介绍,对DTM法进行了理论分析与研究,并通过Matlab仿真和实验验证了其原理的正确性和可行性。     

向心力大小实验的设计

向心力大小演示实验是高中物理教学中一个很重要的演示实验.在人教版物理教材中,采用圆锥摆粗略验证向心力表达式,该实验是利用铁架台、小球、细线、秒表、天平、刻度尺等器材完成的.实验时,小球在水平面内做匀速圆周运动,用刻度尺测量出小球做圆周运动的半径r和小球距悬点的竖直高度h,利用天平、秒表分别测量出小球的质量m和运动n圈的时间t,得出指向圆心的合力为     

参数不确定永磁同步电机混沌系统的有限时间稳定控制

针对含有参数不确定性的永磁同步电机混沌系统, 结合主动控制与有限时间稳定控制理论, 提出一种改进的主动有限时间稳定控制器. 该控制器不仅具有较强的鲁棒性, 而且可以通过调整终端吸引子比例系数, 有效地缩短系统的响应时间, 以提高系统的响应能力. 通过仿真实验, 验证了该控制器比传统的控制器的具有更强的鲁棒性和响应能力. 关键词： 永磁同步电机 混沌控制 有限时间稳定 主动控制     

远程物理实验控制平台的设计与开发

将网络远程控制技术运用于物理实验教学中,设计并开发出远程物理实验控制平台.该平台的建设能够有效地实现物理实验设备硬件资源共享,为各高校开展物理实验课程提供了全新的方法和途径.     

横梁弯曲衍射法测杨氏模量实验仪的研制

弯曲法测杨氏模量实验中,对测试对象施加稳定的拉力及对横梁挠度变化进行精确的测量是实验能否取得成功的关键.横梁弯曲衍射法测杨氏模量实验仪通过螺旋加力装置配合拉力传感器实现了对拉力的连续、稳定控制并利用单缝衍射原理精确测量横梁挠度的变化,经过反复实验证明具有较高的测量精度.     

基于电力线载波与TCP/IP协议的刚体转动惯量实验系统的设计

介绍了一种新的测量刚体转动惯量的实验方法与实验装置,在实验中,通过增加标准刚体试件,把细线拉力对转轴摩擦力矩的影响考虑进去,大幅度地提高了实验测试精度,另外,利用电力线载波通讯网络,将转动惯量测量仪采集的时间数据传输到PC机中,再经过PC机端数据处理软件,快速准确地将待测刚体的转动惯量以及其它与刚体有关的物理量计算、显...     

刚体转动实验的数据处理

刚体转动实验是普通物理实验的重要内容,该实验一般采用的实验装置“刚体转动仪”的构造原理如图所示。 A是具有不同绕线半径r的塔轮,过其质心两边对称地伸出两根有等分刻度的均匀细圆柱B与B′,B与B′上各套有一个质量均为m_0且可以移动的圆柱形重物。这些构件组成可以绕固定轴OO′转动的刚体系。塔轮上绕有质量可以略去不计的细线,通过质量为m′、半径为r′的滑轮与可以改变质量m的砝码相连。当砝码下落时,通过细线对     

一类不确定离散混沌系统的自抗扰控制器与小脑神经网络并行优化控制

针对一类受扰不确定离散非线性混沌系统,提出了基于免疫动态微粒群优化策略的ADRC与CMAC神经网络并行控制方法(ADRC-CMAC).ADRC控制器抑制系统扰动,保证系统的稳定性;CMAC神经网络控制器实现前馈控制保证系统的控制精度和响应速度.利用动态免疫微粒群算法对ADRC-CMAC并行控制器参数进行全局优化.实验结果表明该控制方法具有较快系统的响应速度,较好的抗干扰能力,控制精度高. 关键词： 自抗扰控制器 小脑神经网络 并行控制 混沌系统     

基于ARM的核磁共振波谱仪气动温控系统设计

提出了一种基于ARM（Advanced RISC Machine,先进精简指令计算机）的核磁共振波谱仪气动温控系统设计方案. 该控制系统以ARM为控制器,利用其内嵌的CAN控制器实现CAN总线通信,通过PID控制算法控制气流和温度,实现控制NMR实验样品的更换和旋转,检测并控制样品的温度等功能. 该设计方案具有系统控制灵活、控制精度高以及成本低的优点.      

S7 PLC在实验物理及工业控制系统中的集成（英）

在直线感应加速器控制系统中,可编程逻辑控制器（PLC）作为前端控制器被广泛应用于人身安全保护系统中,实现PLC于实验物理及工业控制系统（EPICS）中的输入输出控制（IOC）集成成为系统架构中必须解决的问题。为此,介绍了一种新型的基于S7 nodave设备驱动和异步通讯模块Asyn的IOC与PLC通信方法。该方法可实现IOC对S7 PLC过程映像区及内存变量的透明访问,而不需要制定通讯协议。分析了基于S7nodave和Asyn模块与S7 PLC的通信机制,并给出了应用实例。     

用纵向振动法测量弹性模量的实验装置

把待测样品制备成细长棒,受到一定拉力时细长棒有一定伸长,这可等效为弹簧,通过测量由细长棒与质量块构成的振子的固有频率可准确测量劲度系数,若测得了其劲度系数即可得该材料的弹性模量.基于以上思路设计了纵向振动法测量弹性模量的实验装置,使弹性模量测量实验既保留了光杠杆法物理概念清晰的优点,又吸取了振动法的长处.     

此“井”非常井——2001年物理高考（全国卷）第22题解答评析

(一) 2001年物理高考(全国卷)第22题是一道卷扬机借助活塞从"井"中汲水的力学综合题.该题貌似平庸,却内涵丰富,对考生思维品质提出较高要求.透过该题翔实严谨的陈述,破译其所描写的独特的物理过程,建立正确的拉力做功的物理图景,绝非易事.该题不偏不怪,无疑是一则漂亮的压轴题.     

基于容栅传感器的试件拉伸率在线测量装置

材料力学实验中在做破坏性拉伸试验时,需要测量拉断试件的长度,但是由于拉断试件测量时断口对接不紧密,以及人为读数误差等原因造成实验结果与理论值之间存在很大的差别.对此设计了基于容栅传感器的试件拉伸率自动测量装置,数字显示读数,提高了测量精度;同时该装置可以安装在机械加工设备上进行长度在线测量,提高加工效率.     

失重现象小实验

"失重现象"是高中《物理》的内容.下面介绍几个自制失重现象的小实验,以供参考.1链条失重现象自制一木架,在木架上端悬挂一根细链条,使链条的一端A固定在木架横梁上,另一端B用细线系在链条A端的一个环上(为使现象明显可使链条