自制金割效应物理摆的研究性实验

金割效应物理摆是将数学中的优选法与物理实验中的复摆结合起来并用计算机处理数据的自制教学仪器.把金割效应物理摆作为研究性实验进行开设,更有利于培养学生的开拓精神和创新能力.     

两质点两滑轮组成的两自由度问题的再研究

对文献[1]中提出的两质点两滑轮组成的两自由度问题，现采用简化物理模型，用牛顿力学方法分析绳中张力随右边B球摆角θ的变化，进而列出左边A球所受合外力随θ角变化的表达式，作出图像，可较为合理地解释其实验现象。     

测量圆盘转动惯量产生误差的曲线研究

结合三线摆实验的基本过程,进行实验数据的采集。利用投影法来测量圆盘的转角大小,借助于matlab的cftool工具箱,对数据进行曲线拟合,对测出来的二组数据拟合,得到转角与百分差曲线图。通过误差的大小比较,得出圆盘转动惯量测量值与理论值的百分差随转角变化最接近于三次曲线。     

简易旋转倒立摆及控制装置的系统设计

采用ATmega128作为本旋转倒立摆控制装置的主控芯片,通过直流电机对旋转臂进行控制,实现对摆杆的旋转控制。用编码器对摆杆旋转角度进行测量,将旋转位移转换成数字脉冲实现控制。通过对编码器设定零点,运用PID算法实现精确控制摆杆的摆动角度与状态。测试结果表明,该简易旋转倒立摆及控制装置的系统设计方法科学,具有性能稳定、抗干扰能力强、控制精确,可靠性高,节能环保等优点。     

三线摆实验中摆角偏大产生的误差及修正方法

研究了三线摆实验中摆角偏大(5°θ20°)时对测量转动惯量产生的误差和修正办法。实验发现随着摆角的增大,测得的圆盘转动惯量也会相应偏大,从而导致测量误差增大。文章通过进一步的理论分析解释了这一现象,并对测量结果进行了系统误差修正。     

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.     

识别复杂形体转动惯量的一种新方法

本文导出了约束三线摆有阻尼自由摆动的非线性微分方程．提出复杂形体转动惯量的约束三线摆非线性等效识别法．对识别误差作了讨论．指出该法应用于复杂形体转动惯量甚至惯性张量的高精度识别的可能性     

多节摆的自由振动分析

利用拉格朗日方程,导出了多节摆系统的运动微分方程.根据三对角阵的性质,给出了振动系统的特征多项式和特征矢量的递推公式,并以三节摆为例,说明了结果的应用,用此方法验证了<力学与实践>2002年第24期<多自由度振动系统的简正坐标和简正振动模式>一文中的结果.     

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.     

空间两维指向摆镜的成象分析

本文分析了航天摄影相机的指向摆镜统二轴摆动时的成家关系,讨论了摆镜引起的象倾斜及象倾斜角与摆镜摆角的关系,并论述了象倾斜的校正方法;本文还讨论了摆镜对地面的扫描轨迹和覆盖范围.