基于手机Vernier Video Physics APP的物理实验教学研究——以研究斜抛运动为例

将智能手机APP功能应用到中学物理教学实践中,已成为教师激发学生学习兴趣和培养学生动手能力的新途径.利用Vernier Video Physics研究了实际生活中最常见的投篮过程中篮球的运动.作为二维斜抛运动的特例,得到了篮球运动的轨迹图以及两个方向上的x-t和v-t图像.通过对图像的分析提高学生对这些运动的深刻认识,解决了传统教学中学生很难理解将曲线运动分解到两个方向的直线运动,使得教学更具可视化.将现代化教学设备应用到课堂教学,提高学生处理、分析图像的能力,体现了核心素养对高中物理教学的基本要求.     

竖直平面内圆周运动中的抛体运动

圆周运动问题是力学中的基本问题之一,中学主要研究在水平面内和竖直面内的两种圆周运动．通常我们认为,只要物体运动时有提供与运动方向相垂直的向心力,物体就能在一定轨道上做圆周运动,而事实上由于物体所处的运动状态和受力特征不同,不是每种圆周运动都能发生;     

小议竖直平面内圆周运动的临界问题

物体做圆周运动时,切向有分力产生切向加速度,与物体速度方向在同一直线上,它改变物体速度的大小;指向圆心的分力向心力产生向心加速度．与速度方向垂直且指向圆心,它改变速度的方向;同时具有向心加速度和切向加速度的圆周运动就是变速圆周运动．在竖直面内的圆周运动是典型的变速圆周运动．对于圆周运动物体通过最高点和最低点的情况．     

基于智能手机App验证牛顿第二定律的研究

设计了一款安卓智能手机应用软件Physics+,并基于该App验证牛顿第二定律。该方法通过手机App结合外置加速度传感器来直接测量传统实验中滑块运动的加速度,记录加速度的完整变化过程,自动分析实验误差。与传统验证牛顿第二定律实验的方法相比,该方法操作简单,性价比高,快捷精准,解决了传统实验方法精度低和误差大的问题。利用安卓智能手机辅助物理实验教学,让学生从实验中更形象地理解牛顿第二定律,激发学生学习物理的兴趣,有望成为开展物理实验探究和教学的得力工具。     

利用Tracker软件研究摩天轮中的圆周运动

利用视频分析软件Tracker对自制摩天轮圆周运动的实验视频进行分析,通过自动追踪功能,有效追踪摩天轮的运动轨迹,同步描绘摩天轮在运动过程中线速度和角速度随时间变化的图像,深入分析理解圆周运动的基本概念.     

基于竖直平面圆弧轨道的阻尼因数测量

利用圆柱体在自制圆弧轨道上的弱阻尼运动测量阻尼因数.通过Tracker视频分析软件对阻尼运动视频进行分析,得到运动曲线,并利用Origin软件对运动曲线进行拟合,根据拟合曲线方程得到阻尼因数的测量值.本实验可对阻尼因数的测量提供参考.     

La2-xSrxCuO4单晶的平面内磁阻研究

测量了三种不同组分La2-xSrxCuO4(x＝0.09,0.18,0.24)单晶的平面内横向(H∥c,J∥ab)和纵向(H∥J∥ab)磁阻,发现平面横向与纵向磁阻都是正的,并且纵向磁阻与横向磁阻相比较很小,表明横向磁阻的主要贡献是电子轨道部分,也反映了ab面内和c方向电子有效质量的各向异性.三种成分单晶样品的平面内横向磁阻在不同温度随Sr含量x的变化显示在最佳掺杂浓度附近平面横向磁阻最大.     

用推广的平面波展开法检验平面内极化的电子子带跃迁

把平面波展开包络函数的方法推广到求解8带的哈密顿量，使它同时包括Γ^c₁和Γ^v₁₅．在这种方法里，可以考虑反演不对称性、能带的非抛物性、有效质量不连续性以及自旋轨道耦合等效应的影响．作为应用，计算了两个量子阱结构的子带和光跃迁概率．实验上在这两个结构中观察到了平面内极化的电子子带跃迁．计算表明这种跃迁的概率很小．实验上观察到的平面内极化的电子子带吸收可能有其他的机制 关键词：     

圆外(内)旋轮线演示仪的制作及研究

制做了圆外(内)旋轮线演示仪,并对其产生的图案进行了分析. 圆外(内)旋轮线演示仪能在较大规模的场合清晰、醒目地演示圆外(内)旋轮线,并能容易地在各个图案间切换.     

数字视频分析中快速边缘检测和运动估计研究

本文研究了将粒子群优化算法同万有引力算法相结合进行边缘检测,利用万有引力原理进行启发函数的计算,指导蚁群运动趋向,快速检测出边缘线,作为图像分析的预处理结果。另外根据视频图像中局部运动集中在图像中部概率较大的特性,提出对图像的几个小区域数据进行全局运动估计,这样大幅度减少了运算量,实验中通过采样四个六分之一原图边长的矩形区域进行全局估计,实验证实了在精度相同的情况下,运算速度提高了九倍左右。     

平面平行运动的CAI教学

文中介绍了平面平行运动的动画制作及其使用方法。     

大学物理实验中测量不确定度的分析研究

在大学物理实验中,测量不确定度是实验分析的一个重要内容.根据不确定度的分析过程,再结合具体的实验数据,分别对大学物理实验中弹性模量、液体表面张力系数和平凸透镜的曲率半径这3个具有代表性实验的不确定度进行了分析讨论.通过本文的分析,可以为大学物理实验教学和学生处理实验数据提供一个参考,同时能够锻炼学生处理实验数据的能力,也有助于培养学生的意志品质.     

文科大学物理实验教学问卷调查分析

为了解《文科大学物理实验》课程教学效果,针对课程设置的重要性、自我评价、效果评价、献计献策等内容,对我校2008级部分文科学生以问卷的形式进行了调查,并对调查结果进行了整理和分析,最后提出了相应的建议。     

水下垂向运动目标的海底多基站声定位方法及精度分析

针对水下垂向运动目标具有瞬变运动特性、难以对其轨迹进行高精度和高帧率测量的问题,提出一种有水声信标的海底多基站声定位模型,基于高斯-牛顿法给出求解算法,证明了算法满足局部线性收敛条件。数值仿真和精度分析表明,基站站址误差、声速误差和信号时延估计误差通过测量斜距传播到目标位置参数,误差传播过程受接收基阵几何构型、目标相对位置及水声学约束条件等因素影响。在多个海底基站共面条件下,补充海面基站可改进垂向测量能力。利用该方法对全区域进行精度估计,获取了定位性能在空间分布上的细节特征。以水平范围1 km×1 km、水深60 m的海区计算,对于由13个海底基站和1个海面基站构成的14元测量阵,目标运动深度范围为35~60 m,在x,y,z三个方向的均方根误差(RMSE)平均值分别为0.30 m,1.47 m,0.34 m。本文工作为水下垂向运动目标定位提供了一种技术途径,可为测量系统的论证设计提供参考。     

Wavelet-based detection of coherent structures and self-affinity in financial data

As a linear superposition of translated and dilated versions of a chosen analyzing wavelet function, the wavelet transform lends itself to the analysis of underlying multi-scale structure in nonstationary time series. In this work, we use the discrete wavelet transform (DWT) to investigate scaling and search for the presence of coherent structures in financial data. Quantitative measurements are given by the DWT of the original time series and wavelet coefficient variance. We find that variations and correlations in the transform coefficients are able to indicate the presence of structure and that measurements based on the DWT allow us to observe scaling directly in the nonstationary time series. Received 5 September 2000