推荐一种验证牛顿第二定律的方法

验证牛顿第二定律,是一个重要的学生实验。按教材的方法进行,总要出现较大的误差。我们做出的实验表明,加速度的实测值与理论值存在着30%以上的误差。a—1/M图线具有明显的弯曲;a—F图线不通过坐标原点。与理论曲线均有较大的偏离,不能很好的反映出质量不变时,加速度与作用力成正比及作用力不变时,加速度与质量成反比的关系。我们分析一下出现较大误差的原因是:此实验装置为斜面平放,教材中把牵引重物的重     

白炽灯电阻的线性及非线性探讨

人教版物理教科书(3-1)中学生根据实验画出小灯泡的I-U图象并由课本的定义得出:小灯泡的灯丝不是线性元件,而是非线性元件。本文则从理论和实验对白炽灯电阻的线性及非线性进行研究,结果表明:白炽灯及一切电热元器件的负载都是金属导体,它们服从欧姆定律;在确定温度下,伏安特性曲线均为过原点的直线,因而是线性元件,其电阻为线性电阻或欧姆电阻。在测量小灯泡及其他电热器件的I-U图线的过程中,得出的是不同温度下的U、I值,每一点与坐标原点的连线斜率对应的是该温度下的电阻,把这些不同温度下对应的U、I值用描点法得出的U-I图线才是一条曲线。     

巧用椭圆方程求解拱点速度

开普勒定律告诉我们，每一个行星都沿各自的椭圆轨道环绕太阳，而太阳则处在椭圆的一个焦点中。现设某一行星绕太阳做椭圆运动的轨迹如图1所示，图中坐标原点 O为中心天体所在位置，点 P为椭圆中心，绕行天体椭圆轨道的长轴所在直线为 x轴，a和 b 分别为椭圆半长轴与半短轴，c 为半焦距（a2＝ b2＋ c2），则可以得出轨迹方程。     

关于阿贝-波特实验的注释

阿贝-波特实验的目的原是为了验证阿贝关于显微镜的成象理论[1],但这实验的空间滤波方法和频谱综合的观点,现今被认为是现代信息光学技术的开端,受到重视.这些实验简单易作,网格物体和狭缝滤波器在数学上也较易处理,颇能体现傅里叶光学方法之特点.本文拟对这些实验的数学原理作出一些注释,并定量地说明所观察到的实验现象.一、照明网格的频谱 设相干平面波垂直投射到一张网格上,网格的孔眼为矩形,长和宽是a和b,中心点间的距离是p和q,如图一所示.设平面波的振幅为1,则中心位于坐标原点的那个矩孔的振幅分布可用一个矩形函数 rect(。/a)rect(x…     

基于信息技术测量篮球的空气阻力系数

为了测出篮球在一般投篮过程的空气阻力系数,使用摄像机拍摄篮球竖直下落的全过程,并用软件将视频分解为帧图像,得到篮球下落的坐标和时间实验数据.用Matlab比较理论图线和实验所得的图,最终确定空气阻力系数近似值k=0.5±0.03.     

码垛机器人运动学分析和控制系统设计

针对一类关节坐标四自由度码垛机器人,对其机械传动结构进行分析,构建其运动学坐标体系。根据码垛生产特点,运动路径规划采用设定点位法,其中一些点位的脉冲坐标通过示教法直接确定,其余点位脉冲坐标则通过正、反运动学求解获取。为降低运动学求解复杂程度,将三维空间坐标体系的求解,先分解到两个平面坐标中单独进行,然后再加以合成。控制系统以PLC为核心,各轴驱动采用高精度交流伺服系统,通过原点回归确定各轴原点,根据目标点位实时计算各轴运动脉冲数和频率,采用绝对定位驱动方式实现机器人各轴联动。实际运行效果表明,运动学求解复杂程度的降低,提高了系统运算速度和实时性,而绝对定位方式可避免相对方式下的累积误差,从而提高了系统的运动精度。     

基于天顶观测的光学系统精确标定方法

针对光学系统在实际应用中与载体坐标系协调的问题,将光学系统基准面放置于站心地平坐标系水平面上并摄取星图,对星图处理获取星像坐标,应用天体自动辨识技术和恒星视位置计算技术得到对应天体的赤道坐标,以天顶点为原点建立天球切平面基准坐标系,把星体赤道坐标转化为所对应的基准坐标,利用天顶点切平面与站心地平坐标系的对应关系,将天体基准坐标转换为站心像平面坐标,建立星体站心像平面坐标与星图像平面坐标的标定方程,解算光学系统综合标定参数。实验结果表明:标定精度达到角秒量级,实现光学系统像平面坐标系到载体坐标系的高精度转换。     

《广义相对论入门讲座》连载——时间与空间

1坐标钟与标准钟对于弯曲时空的任意坐标系x~μ(μ=0,1,2,3),如果视x0为时间坐标,则以速率t=x~0/c运行的钟,叫坐标钟.t称为坐标时间.c是平直时空中的真空光速.     

一道物理竞赛题答案的论证与反思

上海市第24届初中物理竞赛(大同中学杯)复赛试卷的填空题第12题引起了笔者的注意.题目:如图1所示,直角三角板ABC的边长BC=a,AC=b.开始时AB边靠在y轴上,B与坐标原点O重合.今使A点沿y轴负方向朝O点移动,B点沿x轴正方向移动,可知三角板从图1(a)所示的初始     

驻波教学中的两个问题

本文给出了任选坐标原点和计时起点的驻波方程；阐明了弦中驻波实验里的现象是驻波和行波的叠加，弦加没有严格的节点．     

初中学生实验“萘的熔解和凝固”的教学

“萘的熔解和凝固”这一实验,要求学生做完实验后,根据实验数据在坐标纸上画出萘在加热和冷却过程中它的温度随时间而变化的曲线,并利用图线来观察萘在熔解和凝固前后温度的变化规律。这是中学物理实验中第一次用图线法来处理实验数据,为了让学生学习这种方法,我们必须花气力指导学生做好这个实验。一、认真分析并掌握做好实验的关键,对实验装置和要求作适当的改进     

外电场作用下掺杂SBN晶体的光致折射率变化

从实验上研究了不同外加直流电场作用下固液同成分的SBN:Cr和SBN:Rh晶体的光致折射率变化规律.测量结果表明:无外加电场作用时,晶体中的光致折射率变化不明显;若在光辐照晶体的同时,沿晶体c轴方向施加一定方向的外电场,则晶体中即刻出现显著的光致折射率变化.这种折射率变化随外加电场的增大而增大,并且电场方向不同,折射率变化的正负也不同.因而可以通过改变外加电场的极性和幅度控制SBN:Cr和SBN:Rh晶体中光致折射率的变化特性,这对于在该类晶体中制作动态光波导具有重要意义.     

利用位移图线巧解相遇难题

相遇问题一般涉及两个甚至多个对象,利用图像分析容易找到各运动量间的关系.我们知道速度-时间图线的交点并非是运动质点相遇,但在同一坐标系下质点位移-时间图线交点意义为质点相遇时刻.位移图线的这一直观性给解决相遇问题提供了其独特的优势.下面介绍几种利用位移图线解繁难相遇问题的几种方法. 1 参照系变换法 [例1]某人划船逆流而上.经过桥洞时,船上竹制渔竿不慎掉到河里,小船一直逆行到上游某处才发现,发现后便立即掉头追赶,当他返航t=10 min追上竹竿,此时渔竿距桥洞x=1×103 m,若此人划行速率始终不变,不计小船调头时间,试求河水的流速.     

叶栅正交和局部正交贴体网格的生成方法及其应用

一、二维叶栅正交O型网格的系列保角变换法 1.基本变换过程 变换公式和过程见图1。 在由Ω向ω的变换中,为求待定复常数a、b、c,先令ω(z=±∞)=±1,并定义Ω~+=[g(+∞)]~(1/k),Ω~-=[g(—∞)]~(1/k),由变换ω=(a—bΩ/c)/(1—Ω/c)得b=(—2c+Ω~-+Ω~+)/(Ω~+—Ω~-);a=1—(1—b)Ω~+/c;若r_(max)、r_(min)分别表示边界的最大、最小极径,则求常数c的迭代式为     

例析电压与电流及其增量之比的不同

在中学物理"直流电路"教学中,常遇到用电器(如小灯泡)两端所加电压为U,通过的电流为I的情形.当电压改变时,电流也会做相应的变化.这其中就有电压与电流的比值U/I和电压的变化量△U和电流的变化量△I的比值△U/△I.这两个比值有何不同,通过以下几例做具体分析.【例1】小灯泡通电后,其电流I随所加电压U变化的图线如图1所示,P为图线上一点,PN为图线的切线,PQ为U轴的垂线,PM为I轴的垂线.则下列说法中正确的是     

如何做好导体和电介质增大电容演示实验

一、实验分析电容器中插入导体板和介质板增大电容的实验是通过静电计指针的偏转角a的大小变化来说明电容器电容C的变化的（图1）．Q一定时，若α大，则C／小；反之则C大、本实验的目的有两个．图1（1）在电容器中插入电介质板时，α的减小量α1要较大；（2）在电容器中插入导体板时，α的减小量凸a。要大，而且凸α2要明显地大于α1．在电容器中插入电介质板时（图2），设极板面积为S，两极板相距为d，插入厚度为t1、相对介电常数为的电介质板．则电容器的电容由变为电容增量为若插入厚度为t2的导体板，则电容由C0变为电容的增量为根据…     

亚稳相晶体R-Li_2Ti_3O_7的超声研究

对提拉法生长的亚稳相晶体R-Li_2Ti_3O_7在100—300 K进行了超声衰减和声速的测量。观察到在a方向和c方向,超声衰减在130K附近有一个衰减峰;a方向的声速变化随温度降低线性增加,而c方向上在165K附近声速变化的斜率有明显的变化。     

光学一题解

光学一题解两凹面反射镜Ｍ１、Ｍ２，其曲率半径同为Ｒ，口径为Ｄ，凹高为Ｈ，如图２所示．当物位于Ｏ１处时，先由Ｍ２镜反射成像，坐标原点取在Ｏ２上，则物距为－２Ｈ，像距为ｌ′１．根据成像公式有１ｌ′１－１２Ｈ＝－２Ｒ（１）即ｌ′１＝２ＲＨ／（Ｒ－４Ｈ）（２...     

α-LiIO_3单晶体在静电场作用下点阵常数的变化

本文用X射线双晶衍射平行排列(n,-n)的方法,观察了α-LiIO_3单晶体生长过程点阵常数a与c不规则的不均匀性以及在静电场作用下c的起伏现象。观测出在静电场作用下a与c的变化和沿电场方向晶体表面层存在点阵常数的梯度。从而,证明了l≠0的晶面在静电场作用下,中子衍射的增强是由于在z轴向点阵常数c存在梯度的观点。同时,(010)晶面中子衍射强度在同样静电场作用下不增强的实验事实,从本实验结果,可以认为是点阵常数a原有的不均匀性较大,掩盖了a的梯度所致。     

一道高考题与圆的不解之缘

题目:(2010年普通高校高考全国I卷第26题) 如图1所示,在0≤x≤3a区域内存在与xy平面垂直的匀强磁场,磁感应强度的大小为B.在t=0 时刻,一位于坐标原点的粒子源在xOy平面内发射出大量同种带电粒子,所有粒子的初速度大小相同,方向与y轴正方向夹角分布在0～180°范围内.已知沿y轴正方向发射的粒子在t=t0时刻刚好从磁场边界上P(3a,a)点离开磁场.