基于Tracker的非光滑下滑轨道的最速降线研究

最速降线问题是物理学上的经典问题之一,该问题的研究结果可以应用在排水管道铺设、逃生轨道设计、粮食输运等方面.本文提出可利用Tracker辅助进行非光滑最速降线问题的研究.在分析最速降线问题的基础上,制作非光滑下滑轨道实验装置,进行6个轨道的下滑实验;利用运动轨迹分析软件Tracker,从下滑视频中分析获得下滑过程的位移时间曲线,进而研究非光滑下滑轨道的最速降线问题.     

基于Matlab编程对最速降线问题的研究

利用Matlab编程对"最速降线"问题进行研究,得出了质点在重力场中沿起点、终点相同的不同轨道曲线运动的一些结论,通过关系曲线非常直观地表示出质点沿不同轨道运动的关系.     

扭摆法测转动惯量的粘性阻力研究

针对扭摆法测物体转动惯量系统误差较大的缺点, 提出了实验中3种塑料圆柱选取周期值 N =5, 并 采取3组周期平均值, 从而最大程度上降低系统误差. 发现当N 不是很大时, 粘性阻力对转动惯量起主要作用, 此 时转动惯量的大小与空气的接触面积大小有很大关系. 增加空气接触面积, 非线性阻尼效果增强. 表面积S越大, 转动惯量理论值I和实验值I ′之间的差异就越大, 不确定度也随之变大, 非线性阻尼导致的实验值与理论值之间的 差异越来越明显     

气垫转盘测转动惯量时空气粘滞阻力矩的影响

气垫转盘测转动惯量时空气粘滞阻力矩的影响徐军（承德石油高等专科学校０６７０００）一、引言气垫转盘测刚体的转动惯量，厂家提供的测量原理及设备条件，均未考虑空气粘滞阻力矩的影响．测量仪器如图１．其中１为动盘，２为定盘，３为气轴，４为砝码，５为挡光片，６为...     

最速降线问题的历史与一种巧解

对最速降线问题发生的历史进行溯源和探究.从伽利略对该问题进行初步探索开始,简述约翰·伯努利发起公开挑战的过程和原因,介绍其对此问题的巧妙解答,阐述其推动18世纪分析领域发展的历史意义.     

从伽利略圆问题到最速降线

从一个基本问题,即所谓伽利略圆问题出发,一步步深入下去,引出了最速降线这样一个变分学问题.期间普遍联系和等价转化的思想给人以启发.     

基于“STEM”理念下的“最速降线”探究

"STEM"理念是结合科学、技术、工程、数学的跨学科、跨领域的综合素质理念."最速降线"是指物体在只受重力的情况下,从A点运动到B点所用时间的最小值.从"STEM"理论的角度对"最速降线"进行更为系统的探究,以便更好地理解和应用"最速降线"问题.     

利用智能手机拍摄功能测量刚体的转动惯量

详细讨论落体法测转动惯量实验中下落时间和落体质量的关系,提出利用手机“慢动作”拍摄功能记录刚体的转动,并根据拍摄视频的时间线读出刚体的角位置,再用Origin处理数据拟合曲线获取刚体的角加速度,从而得到刚体的转动惯量。该测量方法与传统测量方法相比更简便、测量精度更高,对于改进大学物理实验教学具有重要意义。     

气体阻力的理论分析

本文利用气体分子碰撞理论，推导出了气体对运动物体的阻力与运动速度之间的关系     

基于3D打印与轨迹追踪探究最速降线问题

采用SolidWorks软件建立最速降线轨道模型,通过3D打印技术获得最速降线教具.再通过轨迹追踪软件Tracker分析实验过程中的轨迹、加速度随时间变化的关系,分析图像发现加速度随时间的增加而减小,并探究了从不同高度下落的物体运动的时间,证明了物体从最速降线的不同位置下落具有等时性.     

质点沿最速降线和首尾固定的两相连线段下落问题的研究

目前关于最速降线即圆滚线的由来原理的文章有不少,但多数是直接套用光学折射定律进行类比推理,缺少对方法原委的详细介绍和对运动细节的探讨,或者仅是局部的数值计算而缺乏物理内涵.至于与圆滚线存在关联的质点沿首尾固定的两相连直线段降落的时间这样更为基础的问题,却少有人撰文研究.本文首先推导出质点速降问题中的"折射定律",然后利用它推导出最速降线即圆滚线的方程.证明了质点沿圆滚线的速降运动等价于匀速滚动圆周上对应点的绝对运动.给出最速降运动方程和计算圆滚线具体参量及质点降落时间的方法,并举例说明.指出当降落终点处在圆滚线左右半拱时,圆滚线参量的计算公式有所区别.简单地论证了圆滚线是唯一的捷线.最后,通过求极值的方法,计算出首尾固定的两相连直线段的最速降折点位置,以及在纵、横坐标给定时的最速降折点位置.通过列表和作图,分析出降落时间随折点的变化规律.     

阻力对透平压缩机系统稳定性的影响

建立了一个考虑管道阻力作用的透平压缩机系统喘振点计算模型，通过算例计算分析了阻力对喘振点的影响．结果表明阻力对系统具有稳定性作用，较大的阻力可以明显地推迟喘振的发生。对于管道很长的压缩系统，在估算喘振点时应当考虑沿程阻力的影响．另外还提出了一种提高压缩系统稳定性的结构，通过进口阀门提供局部阻力可以构做出几乎无喘振的压缩系统，同时计算分析表明此结构对于低压低速压缩机系统具有一定的实用意义，而对于高压高速系统则造成性能的严重下降．     

惯性项对回热器交变流动阻力特性影响分析

基于流体动量方程从机理上分析了交变流动和稳定流动存在差别的根本原因。以动态参数测量为基础,在运行频率30～60 Hz,最大热端压比1.3,充气压力1.0～3.0 MPa,等温条件下,首次定量化研究了惯性项对小管径(φ8 mm)、高目数丝网(300～500目)填充回热器交变流动阻力特性的影响。综合频率和压比对交变流动回热器阻力特性的影响,可以得出结论:在本实验条件下,回热器交变流动系统中的惯性力与压力相比始终是个小量,从流动角度来说,可以对回热器中气体交变流动作准稳态处理。     

气体阻力的理论分析

本文利用气体分子碰撞理论，推导出了气体对运动物体的阻力与运动速度之间的关系。     

内螺纹管管型结构对管内流动阻力特性的影响

对不同结构的内螺纹管内空气-水两相流动的阻力特性进行了实验研究,从实验方面得出了影响内螺纹管阻力特性的主要几何参数(螺纹高度,螺纹升角,螺纹宽度等)对内螺纹管阻力特性的影响规律。结合实验现象,引入了研究内螺纹管阻力特性的并联管路模型,最终得出适用于不同结构内螺纹管的阻力特性半理论经验公式。通过该公式可以较好地反映出各个几何参数对内螺纹管阻力特性的影响规律。     

长径比对侵彻阻力的影响

基于经典空腔膨胀理论、Forrestal阻力修正模型和加速度阻力模型研究了战斗部侵彻强度靶过程中长径比对于侵彻阻力的影响,通过对不同长径比条件下战斗部侵彻余速的计算,分析了长径比对阻力项系数的影响,讨论了3种理论的适用范围。结果表明：当战斗部长径比小于3时,加速度阻力项系数变化对侵彻过程影响较大;当长径比大于5时,3个模型的计算结果趋于一致,均适用于工程计算。

     

光学系统时间传递函数的研究

随着瞬态光学的快速发展,光学系统的时间特性越来越引起人们的关注,时间特性评价方法也随之发展起来.时间光学传递函数作为评价光学系统时间特性最确切、最全面的一种方法,是时间特性评价方法的发展方向.本文重点论述了时间传递函数的理论依据、色权因子的选择、复色光时间线扩散函数的技术处理、时间传递函数的计算方法及其软件计算实例.     

流体的粘滞阻力对物体运动的影响

力学中有求解物体在流体介质（如空气和水）中运动的问题,如船在水中的运动,小球在空气或水中下落时的运动等．在这类问题中,什么情况下流体的粘滞阻力可以忽略,常使学生产生疑问,而教师又很少解释清楚．下面以小球在流体介质中下落力例,讨论粘滞阻力对物体运动的影响．     

边缘效应对小型平直翅片管束传热和阻力性能的影响

本文通过数值模拟方法对四排管叉排布置的小型平直翅片管束的传热和阻力性能进行了研究,分析了边缘效应对小型翅片管束传热和阻力性能的影响,结果表明,6-6-6-6布管方式优于6-5-6-5布管方式,在只有较少换热管的小型翅片管换热器中,边缘效应不可忽略,实际整体模型的阻力系数比文献中常用的简化对称模型小13%~14%,努塞尔数小15%~18%,本文提出的公式可用于快速而准确地估算小型平直翅片管束的努塞尔数和阻力系数.     

光阴极微波电子枪中时间抖动对粒子动力学的影响

对光阴极微波电子枪粒子束性能起决定性影响的因素之一就是激光脉冲相对加速微波相位的时间抖动. 对这种时间抖动的测量和反馈控制进行了理论和实验分析, 并对时间抖动对束流品质的影响进行了模拟研究, 得到了利用锁相环回路降低激光脉冲相位噪声的实验经验, 为光阴极微波电子枪中激光与微波相位同步问题提出了解决方法.