对“探究功与速度变化的关系”实验的分析及改进

人教版普通高中课程标准实验教科书《物理.必修2》在"探究功与速度变化的关系"的实验中,采用的是橡皮筋的弹力做功使小车获得动能,以探究橡皮筋弹力做功与小车速度的关系,如图1.该实验精妙之处就在于回避了功的计算.橡皮筋的弹力做功是变力做功,不能用功的公式W=Fscosα计算.但在位移相同的情况下,如果一条橡皮     

列车外圆弹簧疲劳损伤的非线性超声测试

进行了列车外圆弹簧在疲劳载荷作用下所产生损伤的非线性超声测试。对列车外圆弹簧进行疲劳加载,利用专门的非线性超声测试系统激发和接收透过弹簧的超声纵波。在相应的信号处理后,建立了声学非线性系数与弹簧疲劳次数之间的关系。实验结果表明,当疲劳次数小于150万次时,由于弹簧材料内部位错、滑移带等微观缺陷还没有形成足以产生显著非线性的积累,该非线性系数增长不明显;当疲劳次数达到150万次至300万次之间的疲劳响应期时,非线性系数增加明显,表明弹簧材料的内部损伤快速增加;当疲劳次数超过300万次时,弹簧材料的内部损伤积累速度减缓,非线性系数增加放缓。该研究表明列车外圆弹簧的疲劳损伤程度与其声学非线性系数直接相关,利用该方法可以为材料和结构早期力学性能退化的检测和评价提供一种有效的途径。     

“探究弹簧弹力与形变量的关系”实验中弹簧重力的影响分析

在"探究弹簧弹力与形变量的关系"实验中,通常忽略弹簧重力的影响,将弹簧简化为"轻弹簧"模型,采用竖直悬挂的方式进行实验.但实际弹簧总会有一定的重力,将弹簧简化为"轻弹簧"会对实验数据的处理产生一定的影响.本文通过深入分析弹簧由于自身重力产生的形变量,以及这个形变量对实验数据处理的影响,阐明了在具体实验中我们该如何正确对待弹簧重力的问题.     

基于“Clicker”教学思想的教学设计——以“探究弹簧的弹力与弹簧的伸长量的关系”为例

基于Clicker教学思想,进行课堂教学,使师生充分发挥双向互动．在教学中,教师发挥主导作用,即掌握学生的学习情况,同步调整计划;在学习中,学生发挥主体作用,充分表达自己的观点．基于该思想的课堂教学对贫困地区的教学改革是个质的飞跃．     

回归学科本源 体悟科学探究——“探究弹簧弹力与形变量的关系”课后反思

公开课为一线教师的专业成长搭建了平台,通过一节区级公开课的教后反思.梳理了经过专家指导后受到的启迪,分别从“教学目标的升华”“深度备课的提出”“课堂重点的转移”3个角度分析了磨课过程中获得启示,并为之后的日常教学改进指明了方向.     

射流抛光材料去除机理及影响因素分析

 采用Fluent软件对射流抛光材料去除机理进行了流体动力学仿真研究,通过对射流流场压力、速度和工件表面剪切力的分析可知材料去除量应与表面剪切力的分布相对应,去除函数呈现W型;随后采用正交法对入射速度、工作距离和磨料浓度等工艺参数对抛光效果的影响进行了综合分析,结果表明：去除效率随入射速度和磨料浓度的增大而增大,随工作距离增大而减小,并且工作距离对去除率具有显著影响,为实验研究中工艺参数的选取提供了一定的指导意义。     

新教材应谋求教学内容与课时设置的有机统一--从"探究形变与弹力的关系"的教学设计谈起

新课程倡导的教学理念是“用教材”而不是“教教材”．在这一指导思想编写的新教材的特点是既“浅”又“活”，其重要变化就是减少了显性知识点，但内涵更加丰富，给教师留有更大的创作空间．但有一个遗憾就是这一特点没能充分在课时设置上体现出来．以新版《高中物理实验教材(必修1)》(广东教育出版社，2004年版．以下简称实验教材)为例，     

基于离散元方法的颗粒材料缓冲性能及影响因素分析

在冲击荷载作用下, 颗粒材料通过颗粒间的摩擦及非弹性碰撞可有效进行能量耗散实现缓冲作用. 本文采用离散元方法对冲击载荷下颗粒材料的缓冲过程进行数值分析, 研究不同厚度下颗粒材料的缓冲性能. 计算结果表明: 颗粒层厚度H是影响颗粒材料缓冲性能的关键因素, 并存在一个临界厚度H_c. 当H < H_c时, 冲击力随H的增加而降低; 当H > H_c时, 冲击力对H的变化不敏感并趋于稳定值. 此外, 在不同颗粒摩擦系数和初始密集度下对缓冲过程的离散元分析表明, 光滑和疏松颗粒材料具有更好的缓冲性能. 最后, 对颗粒材料在冲击过程中的力链结构和底板的压力分布进行了讨论, 以揭示颗粒材料缓冲性能的内在机理.     

大冷量新型蓄冷材料G-M制冷机的研究进展及应用

随着大型低温真空泵、高低温超导器件、核磁共振成像仪、红外探测器、低温光电子学器件的迅速发展,以及作为传统蓄冷材料的铅(Pb)等有害物质的限制使用,对大冷量新型蓄冷材料G-M制冷机的发展提出了迫切的需要。文中主要介绍国内外大冷量G-M制冷机及新型磁性蓄冷材料的最新研究进展和应用情况,并提出了下一步的研究方向。     

泡沫金属复合相变材料的凝固及接触间距影响

相变材料(phase change material,PCM)具有解决能源利用时空不匹配问题的潜力,将PCM与泡沫金属进行复合是强化其传热性能的有效措施之一.本文针对一类泡沫金属复合PCM的凝固过程进行了三维数值模拟研究,分析了泡沫金属与恒壁温面不同接触间距对复合PCM凝固过程的影响规律.研究发现,复合PCM由于其泡沫...     

热像法研究基底材料与薄膜的发射率变化关系

介绍了镀膜技术和红外热像仪测量镀膜材料发射率的方法,并利用红外热像法分析了基底材料对薄膜发射率的影响。通过实验研究了镀膜时间与膜厚度变化导致的测量波段发射率的变化关系。     

硼酸掺量对SrAl2O4长余辉发光材料的发光性能影响

用燃烧法制备了Eu2 ,Dy3 共掺杂SrAl2O4长余辉发光材料,研究了不同硼酸掺量对Eu2 ,Dy3 共掺杂SrAl2O4长余辉发光材料发光性能的影响。为了分析B2O3在材料制备中的作用,用XRD对所合成材料进行物相分析,用荧光光谱仪记录其发射光谱,并在暗室里拍摄紫外激发下的发光照片。结果表明:硼酸掺量为0.8的样品的发光光谱,其发射峰峰值位于518 nm,是典型的Eu2 的4f5d→4f的特征发射,为一宽谱带发光光谱。硼酸掺量为2的样品的发光光谱,其在518 nm位置的峰十分弱,而在487 nm处同时出现了一个弱峰,整个谱线呈一斜坡状。随着硼酸加入量的不同,Eu2 ,Dy3 共掺杂铝酸锶的发光效果、形貌特征均不同。在某一范围内,随着硼酸添加量的增加,合成了发光主晶相,烧结温度有所降低,材料的发光性能和发光亮度均有所提高。     

封装材料对二代高温超导带材稳态过电流能力与拉伸性能影响的实验研究

随着二代高温超导带材从实验室走出，二代高温超导带材进入商业化大规模生产和应用阶段.针对不同的应用场景对热学、电学和力学性能的特殊要求，需要对二代高温超导带材匹配不同的后处理工艺，例如分切、镀铜以及封装等.为了解决现有常用封装材料(紫铜和不锈钢)各自的短板，本文采用铜合金材料封装，详细对比了铜银合金与黄铜与现有常用封装材料在超导带材稳态过电流能力和轴向拉伸性能的差异.发现铜银合金封装的二代高温超导带材的综合性能优于紫铜封装和不锈钢封装的二代高温超导带材.本文的研究也为实际应用中二代高温超导带材的选型提供参考.     

晶格常数对左手材料的能量透射率及负折射率的影响

研究晶格常数对左手材料的能量透射率、负折射率以及品质因素(FOM)的影响.结果表明,随着晶格常数的减小,左手材料的低阶透射峰出现异常增大,其物理机制为阻抗匹配;左手材料的负折射的中心频率随着晶格常数的减小而蓝移,与理论结果基本一致;晶格常数对左手材料的FOM有重要的影响,当晶格常数减小到一定值时,可以实现完美阻抗匹配,从而得到较高的FOM.     

电极材料及偏压极性对氧化物介质击穿行为的影响及机制

忆阻器和能量存储电容器具有相同的三明治结构,然而两个器件需要的操作电压有明显差异,因此在同一个器件中,研究操作电压的影响因素并对操作电压进行调控,实现器件在不同领域的应用是十分必要的一个工作.本文利用反应磁控溅射技术在ITO导电玻璃、Pt/Si基底上生长了多晶ZrO_2和非晶TaO_x薄膜,选用不同金属材料Au, Ag和Al用作上电极构建了多种金属/氧化物介质/金属三明治结构的电容器,研究了器件在不同偏压极性下的击穿强度.结果发现:底电极是ITO的ZrO_2基电容器在负偏压下的击穿电场比Pt电极器件稍大.不管底电极是ITO还是Pt, Ag作为上电极时器件的击穿强度均存在明显的偏压极性依赖性,正偏压下的击穿电场减小了一个数量级;相反,在Al作为上电极的Al/TaO_x/Pt器件中,正向偏压比负向偏压下的击穿电场增加了近2倍.上述器件的不同击穿行为分别可以由氧化物电极和介质界面层间氧的迁移和重排、电化学活性金属电极的溶解迁移和还原以及化学活性金属电极与氧化物界面的氧化还原反应来解释.该实验结果对有不同操作电压要求的器件,如忆阻器和介质储能电容器等在器件设计和操作方面具有指导意义.     

一种探究电容器的“带电荷量与电压关系”的实验

设计了一个简单可行的方法来解决电容器定义式得出的难点.一般都是通过DIS传感器积分的方法来求电荷量.本文通过已知将电压表内阻将电压表两端电压转化为流过电压表的电流,通过q=It通过Excel表格来绘制图像来求解电容器电荷量,通过不同的电容器放电将比较■的比值的物理意义不同.     

基片材料与沉积参数对薄膜应力的影响

采用哈特曼-夏克传感器的薄膜应力在线测量仪测量了利用离子辅助电子束蒸发的Si O2,Ti O2,Ta2O5,Al2O3与ITO薄膜在不同厚度时的应力值,并深入研究了基片材料与沉积参数对Si O2,Ti O2薄膜应力的影响。研究结果表明,在成膜的初始阶段,薄膜应力与薄膜厚度基本上呈线性函数,当达到一定厚度时薄膜应力基本趋于一个定值;薄膜与基片的热失配将引起薄膜热应力,通过选择合适的基片材料可以使其降低;对Ti O2薄膜而言,当基片温度低于150℃时,热应力起主要作用,当基片温度高于150℃时,薄膜致密引起的压应力占主导地位,但Si O2薄膜其热应力始终占主导地位;当真空室压强低于1.7×10-2Pa时,Si O2薄膜的张应力主要是由离子辅助溅射效应而引起,当真空室压强高于1.7×10-2Pa时,Si O2薄膜的张应力随着压强的增大而增大,但折射率减小。     

对探究影响摩擦力大小因素实验的分析及改进

对传统的影响滑动摩擦力大小因素的实验进行改进,把物块的运动变换成下面木板的运动,并用定滑轮改变拉力的方向.使用改进后的装置不但可以降低操作的难度,还可提高实验的准确性.     

工质及材料对基于AMTEC多孔芯蒸发器性能的影响

以基于AMTEC的碟式太阳能热发电系统的毛细抽吸两相回路多孔芯蒸发器为对象,建立轴对称恒温相变模型,研究了分别以钠、钾、钠钾合金为工质时的毛细多孔芯及液体通道内压力、速度和温度分布,以及多孔芯材料分别为高温陶瓷、不锈钢、镍时的蒸发器内热质传输特性。结果表明,以钠钾合金为工质的多孔芯内表面温度要明显低于钠和钾;以高温陶瓷为多孔芯材料时,多孔芯内表面温度最低,使用镍为多孔芯材料时,内表面温度最高。