与r的一次方成正比有心力作用下 质点的运动研究

在水平面上受稳定约束的弹簧振子运动模型, 实质上是一个与距离r的一次方成正比有心力作用下质 点的运动问题. 本文利用拉格朗日方程建立了该运动模型在极坐标系中的动力学方程, 分别采用泰勒级数展开的方 法和 Ma t l a b数值模拟的方法对该模型的动力学方程进行了计算, 作出了相应的坐标随时间的演化曲线、 运动相图、 运动轨迹, 并将两种方法得出的结果进行了比较, 研究发现, 当初速度较小时, 弹簧振子在径向的运动是周期性的简 谐运动, 在横向的运动是非线性增大的, 在平面上的运动是准周期的     

在水平面上受稳定约束的弹簧振子运动研究

在水平面上受稳定约束的弹簧振子运动模型是理论力学中不可积系统的典型模型,同时也是工程学中很重要的非线性运动之一。本文利用拉格朗日方程建立了该模型的动力学方程,采用Matlab软件对该模型的动力学方程进行了数值计算,作出了在不同初始条件下相应的坐标随时间变化的演化曲线、运动相图、运动轨迹。通过比较,具体地分析了其运动情况,研究发现:受稳定约束的弹簧振子在水平面上的运动是一种准周期运动。     

用线化和校正法近似求解一种非谐振动

利用拉格朗日方程建立了单质点弹簧振子非线性振动方程,作出了回复力、势能随坐标的变化曲线以及相图.应用第一类完全椭圆积分求出了非线性振动周期的精确解.应用线化和校正法对单质点弹簧振子的周期和近似解进行了求解.利用Maple计算机绘图,分别作出了它们的周期近似解与周期精确解随振幅的变化曲线以及近似解与数值解的变化曲线.利用线化和校正法所求得的近似解与数值解比较,具有简单实用、精度高、相对误差低等优点,在求解非线性振动中具有一定的实用价值.     

三维弹簧摆的内共振特性分析

通过理论推导和MATLAB数值计算分析了三维弹簧摆的内共振特性,发现在一定条件下,三维弹簧摆在水平面内投影的运动可以近似为不断偏转的线段.通过分析三维弹簧摆在水平面内投影运动的极角,发现其在一段时间内在某一定值附近变化不大;在微振动情形下,极角的变化值与初始条件的变化满足线性关系.     

滑动摩擦力作用下弹簧振子的振动

对在粗糙水平面上作振动的弹簧振子进行研究,探讨该弹簧振子最后停止的位置,估算了弹簧振子的振动总次数,得出弹簧振子的相轨迹.     

位移干扰引起的受迫振动

弹簧振子的运动问题中,悬挂点(或支点)也在振动的问题或类似的问题,在有的物理教材中作为讲述两个同方向简谐振动合成前的引例,给人的印象是这类问题中振子的绝对运动是通过悬挂点的运动和弹簧振子相对悬挂点的运动两者叠加求解的.如果悬挂点的运动和弹簧振子相对悬挂点的运动都是简谐振动，则求解弹簧振子的绝对运动就是两个同方向简谐振动的合成问题．     

弹簧连接两物体能共同做匀加速运动吗

利用多种方法对有关弹簧连接的两个物体即弹簧双振子直线运动问题进行定性分析和定量解答, 探 究了弹簧双振子在两种不同受力条件下的运动形式及规律     

对称双弹簧振子横向振动的椭圆函数解

通过分析对称双弹簧振子横向振动的特点,在立方非线性振动精确解的基础上提出振动方程的椭圆函数型近似解析解,并与数值解结果进行了比较.     

等效法处理竖直方向的弹簧振子

从力、运动、能量三个角度,证明竖直方向上的弹簧振子和基本弹簧振子模型的等效性;举例说明把竖直方向的弹簧振子可等效为基本模型,在列方程式求解未知量时更简洁方便.     

弹簧螺旋摆系统非线性振动的理论研究

运用牛顿第二运动定律对弹簧螺旋摆系统建立了模型方程,该方程为一组非线性微分方程,表明该系统具有复杂的非线性特征.理论分析表明,当系统固有的振动频率和摆动频率之比为2时,自由振动的弹簧螺旋摆系统存在内共振现象,数值求解结果证实了这一结论.并认为在一般情况下,弹簧螺旋摆系统的自由振动可能是准周期的.     

弹簧质量对振子振动频率的贡献

本文用试探法求解微分方程，得悬挂在竖直弹簧下面的振子的振动频率ω与振子的质量ｍ、弹簧的倔强系数ｋ及弹簧质量ｍｓ的关系为一超越方程：ｃｔｇｘ＝Ｘ，式中ｘ＝ω．若把Ｍ＝ｍ＋Ｂｍｓ理解为振子的等效质量，则Ｂ倍的弹簧质量和振子质量一起对振子频率有贡献．弹簧质量因子Ｂ随比值不同而变化，变化范围为1/3～4/π~2．     

从一道高考模拟题谈阻尼振动的等效处理

讨论了在大小恒定的阻力作用下弹簧振子的阻尼振动问题,通过等效的方法,将此类阻尼振动分解为若干简谐运动的子过程,回避了建立和求解微分方程的复杂数理方法,完成了此类阻尼振动问题的初等解．     

组合线性弹簧振子中的非线性振动

从拉格朗日方程出发,分析了几种常见的线性弹簧组合,对作非线性振动弹簧振子进行了数值求解.当作微小振动时,正好是几种典型的非线性振动.通过计算得出解析解并与数值解进行了对比.     

副热带圈和赤道太平洋年代际变更的海-气振子模型解的同伦映射方法

研究了一类海-气振子时滞方程.目的是构建一个非线性海-气振子模型的近似求解方法，利用同伦映射理论讨论了对应的问题的近似解.这是一个近似的解析方法，它能够进一步分析海-气振子模型海表温度异常的其他性态.     

一类厄尔尼诺/拉尼娜-南方涛动海-气振子的奇摄动解

厄尔尼诺/拉尼娜-南方涛动是涉及赤道太平洋中的一个海-气交互的年际现象.本文的目的是建立一类海-气振子模型的非线性奇摄动问题的渐近求解方法.并在一类海-气振子模型的基础上,借用奇摄动方法研究了对应问题的近似解.由奇摄动方法得到的结果分析厄尔尼诺/拉尼娜-南方涛动海-气振子模型的赤道太平洋的海表温度异常和气-海振子的温度深度异常.     

一类谐波激励相对转动非线性动力系统的稳定性与近似解

建立具有一般非线性弹性力、广义摩阻力和谐波激励的一类相对转动非线性动力系统的动力学方程. 对相对转动非线性自治系统进行定性分析,通过构造Lyapunov函数研究自治系统奇点的稳定性. 运用多尺度法求解谐波激励下非自治系统在几种不同共振响应下的近似解,同时分析了主振系统稳态运动的稳定性. 关键词： 相对转动 非线性动力系统 Lyapunov函数 稳定性     

一维保守系统的周期运动与周期-能量关系

对于由哈密顿函数H(p，q)描述的一维保守系统，导出了当等能线是绕中心的闭合曲线时，相点始终按顺时针或逆时针方向运动的条件，以及振动的周期与系统的能量之间的关系式，讨论了质点在对称势阱内作周期运动的一类情况，并把谐振子、“x^n振子”、单摆及Duffing振子(硬非线性弹簧与软非线性弹簧)作为应用实例。     

弹簧振子佯谬

讨论了在弹簧质量不能忽略的情况下，用机械能守恒定律和质心运动定理求解弹簧振子的频率时出现的佯谬。     

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.     

水平往复运动的半圆形轨道上弹簧振子的混沌行为

设计一个简单的受迫弹簧振子实验装置 ,建立该系统的动力学方程 ,用数值计算并结合多种分析方法求解和判断非线性方程解的各种性质 ,即系统运动的各种状态 ,结果表明 :在系统参数的某个范围内 ,弹簧振子的运动状态呈现十分丰富的分岔、混沌等现象