利用质点系功能原理解匀质链条运动问题

在研究质点系的功能原理时,既要考虑外力,又要考虑质点间的相互作用力(内力),以下分析两个质点组成的质点系的功能原理的表达式,设两个质点组成的系统,在外力及内力作用下(图1).     

滚摆运动的动力学分析

滚摆是力学中演示能量转换、机械能守恒广为使用的实验装置演示时,先把滚摆悬线缠紧在滚摆轴上,使滚摆轴心上升到距最低点h的高度后下落．滚摆在重力作用下竖直下落的同时,在悬线拉力作用下绕滚摆轴线转动．滚摆下降至最低点后,做竖直向上的运动和绕轴的转动,直到下落前的高度h处(因空气等阻尼,实际稍低于h)．本文试对滚摆运动进行动力学分析．     

应用质点系的动量定理求解柔软链条的运动

本文应用质点系的动量定理求解出3种柔软链条运动,揭示出这3种运动各自的特点,同时显示出动量定理方法的优势在于物理思想凸出、计算过程简洁.本文采用迭代的方法,详细逐步地分析计算出第三种运动的具体特征,并采用主要的运动特征参量来描述链条的逐次衰减振荡,给予了必要的图示、论证和说明,发现了一些规律.另外,本文还提出一个实用的所谓“链状质点系沿切向运动的动力学方程”.     

堆积刚性链条下降的多次碰撞求解

针对大学物理中堆积链条的下降问题,引入了空间位置上速度跳跃间断点的描述,利用完全非弹性碰撞的模型细致推导了下落过程中每下降一段链条的机械能量损失和多次碰撞后的总机械能损失,明确给出了下降n段链条的速度、下落时间,讨论了从离散到连续的极限过渡.     

一类特殊非线性振子周期运动的分析

本文从能量积分出发推导出F＝-cx^n类型的特殊非线性振子运动的周期振幅关系式，并得到一些归纳性结论。     

激光驻波场中电子运动与能量分析

采用相对论Lorentz方程,数值计算了高能电子在线极化激光驻波场中的运动过程。计算结果表明,电子能量存在一个临界值,能量超过临界值的入射电子在驻波场中振荡运动的稳定平衡位置由波节变成波腹。在波腹处平行于电场入射的高能电子在强电场作用下速度和能量快速振荡,其振幅包络近似为余弦函数。而在波节处垂直于磁场入射的电子仅在Lorentz力作用下快速振荡,在穿过驻波中心前获得能量,穿过中心后失去能量,电子出射后能量均保持不变。     

激光驻波场中电子运动与能量分析

采用相对论Lorentz方程,数值计算了高能电子在线极化激光驻波场中的运动过程。计算结果表明,电子能量存在一个临界值,能量超过临界值的入射电子在驻波场中振荡运动的稳定平衡位置由波节变成波腹。在波腹处平行于电场入射的高能电子在强电场作用下速度和能量快速振荡,其振幅包络近似为余弦函数。而在波节处垂直于磁场入射的电子仅在Lorentz力作用下快速振荡,在穿过驻波中心前获得能量,穿过中心后失去能量,电子出射后能量均保持不变。     

基于高中物理学业质量标准考查科学思维的命题实践——以竖直方向运动知识点的试题命制为例

以竖直方向运动知识点为例,参照《普通高中物理课程标准(2017年版)》中学业质量水平里有关科学思维素养的差异描述,细化知识点的考核目标,命制不同层次的题目.     

空气中普通小球的非高速竖直上抛运动的研究

文章首先证明了对于通常材质、大小、初速度(非高速)的实心小球在空气中的竖直上抛运动,将空气阻力系数C_D取作0.42完全可行。文章将空气阻力看作速度的二次函数,采用传统的研究思路,逐步推导出普通小球在空气中做非高速竖直上抛运动的运动学方程,进而推得小球上升的时间和最大高度,以及小球下落的时间和落地速度。分析结果发现,小球的上升时间小于下落时间,更小于没有空气阻力时的上升或下落时间;在相同的初速度下,同质实心较大球的运动受空气阻力的影响要小一些;而当初速相同,密度与半径的乘积也相同时,材质、大小均不同的实心球却具有相同的上抛运动。文章还以1cm半径的实心小铁球为例,计算并作出各运动特征参量随初速度的变化曲线,以及在数个不同的初速度下小球的位移随时间的变化曲线。结果发现,初速度越大,小球的运动越偏离理想的无空气阻力情形。文末对一些可能的干扰或误差因素进行了简要的概述。     

HIRFL中的束流纵向运动

 对兰州重离子加速器的两台等时性回旋加速器中的束流纵向运动作了简单分析,主要介绍两条束运线上的几台聚束器的物理设计。超低能束运线SFC轴向注入线上的两台聚束器采用了线性聚束器,并提出了用半频聚束来提高两台回旋加速器的纵向匹配效率的新方法。低能束运线(BL1)上的聚束器采用多工作模式以解决加速粒子和能量范围宽的问题。     

三质点弹簧系统的运动分析

分析了一个由三质点和弹簧构成的系统的运动问题,给出了三质点质量满足不同关系时各质点的运动微分方程,求出了运动微分方程的解析解,并由此讨论了各质点的运动规律.     

红外序列图像中运动弱小目标检测

为检测红外序列图像中的运动弱小目标,分析了目标在序列图像中的运动特性和概率分布特性,以及目标和噪声在序列中的能量分布特性。提出连续M帧高阶累积方法来增强运动弱目标能量,用假设检验对目标和背景进行分割,通过搜寻序列运动能量中心来实现目标的多帧关联检测。通过仿真实验证明了算法对红外弱小目标检测有效性。     

预载对高温超导磁悬浮系统中横向运动引起的悬浮力衰减行为的影响

预载是一种有效抑制高温超导磁悬浮系统中由横向运动引起的悬浮力衰减的方法,但目前研究仅停留在概念验证阶段,尚未对影响预载效果的一些因素进行详细地分析和研究.利用高温超导磁悬浮测试系统,本文通过改变块材的冷却条件(场冷和零场冷)、悬浮高度以及轨道磁场结构、材料性能等实验研究了不同预载高度下YB-CO块材的悬浮力随横向运动次数的变化关系,得到这些因素对预载条件下悬浮力随横向运动变化情况影响的规律.结果表明,预载高度越低,由横向运动引起的悬浮力变化越快地趋于稳定,但悬浮力的稳定值也越小,并且这一现象不随冷却条件、悬浮高度、轨道磁场结构和材料性能等因素的改变而变化.     

多模干涉器的精确计算及弱限制下的损耗分析

对多模干涉器的模场传播常数和光场分布进行了精确计算,并与解析近似计算结果进行了比较,发现在弱限制条件下出现输出光能量降低的真正原因：一方面是波导支持的导模数量较少,导致高频成分丢失,自映像质量下降,形成大的弥散斑,造成输出耦合损失;另一方面是由于高频辐射模直接辐射带走了一部分能量。该分析结果纠正了传统的模糊观念。     

Penning阱中离子运动的分析

根据Penning离子阱结构及电磁场分布特点,列出阱内离子运动方程并进行求解,对其中沿z轴运动和在xy平面上的运动进行详细分析,最后得到比荷为m/q的离子在Penning阱内的运动为沿磁场方向的简谐振动、绕磁感线旋转的回旋运动和垂直于z轴及径向绕z轴的漂移运动的叠加.     

论单摆的运动与简谐运动的关系

现行高中物理教材中通过弹簧振子模型的运动方式的分析建立了简谐运动,论证了单摆在竖直平面内的小角度摆振动可以看作是简谐振动.教学过程中发现学生学习了这一内容后,对简谐振动产生     

图像稳定技术中的像运动描述及其处理分析

随着图像系统的广泛应用,对图像的稳定要求也越来越高。图像的运动和不稳定是常见的,往往是由于载体的运动引起的,为了达到图像稳定的目的,就需要对其运动进行描述,然后采用相应的算法进行补偿。给出了运动对图像清晰度的影响及像偏移的估算,并对数字电子图像稳定系统进行了简单阐述。     

基于背景运动补偿的红外目标运动分析

介绍了基于运动补偿的红外目标运动分析方法。阐述了运动补偿的必要性、过程原理和实现方法,并用之于对红外运动目标的视频跟踪,通过用背景运动量补偿目标的相对运动量,得到明确而直观的目标运动轨迹,有效地揭示了目标运动的内在规律,为红外目标的轨迹预测与跟踪提供了更有效的分析依据。     

基于背景运动补偿的红外目标运动分析

 介绍了基于运动补偿的红外目标运动分析方法。阐述了运动补偿的必要性、过程原理和实现方法，并用之于对红外运动目标的视频跟踪，通过用背景运动量补偿目标的相对运动量，得到明确而直观的目标运动轨迹，有效地揭示了目标运动的内在规律，为红外目标的轨迹预测与跟踪提供了更有效的分析依据。