堆积链条下落过程中的机械能分析

利用动量定理可计算出链条堆在下落过程中的速度,结果表明在这个下落过程中链条的机械能不守恒。链条堆下落的一个重要特点就是下落部分会带动静止部分一起运动。本文认为正是这个特点,链条堆在下落过程中会有机械能损失,机械能不守恒。并利用运动物体带动静止物体一起运动的牵引模型,分析了在此下落过程中机械能损失的机制。利用这种损失机制,计算得到链条在整个下落过程中的能量损失。计算结果与利用动量定理算得的能量损失一致。     

快链条现象的研究

研究了2017年IYPT和CUPT赛题中快链条问题.通过建立简化的物理模型,结合动力学过程从理论上解释了快链条现象出现的原因及相关影响参量对下落速度的影响.仿真计算结果表明:快链条中每根杆和水平方向的夹角越大,下落的时间越短;初始释放高度越高,张力做功导致的速度增量越大,快链条较自由落体下落更快;链长越长,下落速度较自由落体越大.制作了具有不同链长、不同夹角的快链条,实验分别研究了水平方向的夹角、初始释放高度和链长对快链条下落速度的影响,实验结果和理论分析基本一致.     

霍尔元件在电磁感应实验中的应用

将非磁体和磁体分别从竖直放置的铝管或铜管的上端自由释放后,两者的下落运动完全不同,前者迅速自由下落,而后者却缓慢地穿过管子落地.本文通过建模和化简,建立并求解其动力学方程,应用霍尔元件、LED管和STM32嵌入式系统,搭建测量系统,介绍了将定性实验转换为定量实验的过程,并分析比较了实验结果与理论计算值之间的差异.     

快链条模型下落运动的探究

为阐明传统链条模型中下落链条悬空部分间不存在拉力的假设存在局限性,本文针对一种以倾斜木棍和细绳组成的快链条模型,对其下落过程进行了数学描述。首先采用冲量定理分析了快链条底端与地面碰撞瞬时的速度变化,其次基于力学原理,建立了定量描述快链条下落过程的微分方程模型。最后实际制作快链条,并使用高速摄影机和Tracker软件对链条的下落进行了记录和测量。结果表明快链条的悬空部分的下落速度快于同高度释放的自由落体运动的速度,从而说明快链条悬空部分间存在拉力。     

初始角度对平板自由下落运动的影响

平板的自由下落是一个经典的流体力学-动力学耦合问题,且具有明显的非线性特性.针对二维平板自由下落的非线性特性,文章通过耦合求解N-S方程和运动方程,以期认识其非线性特征.从不同初始角度对平板自由下落状态和轨迹的影响出发,分析了运动状态的相轨线和频谱特性,以及其中的非线性系统特征.研究发现,在平板自由下落初期,不同初始角度下平板呈现不同的运动状态和轨迹,常为非周期性摆动或小幅翻滚运动.在自由下落后期,平板自由下落最终呈现周期性摆动或翻滚运动,运动模态归为一致,初始角度对该模态没有影响.      

链条桌边下落问题的探究

链条的力学问题在物理学的发展过程中受到人们的关注,并与实际工程应用有着密切联系。"下落链条"作为典型的模型,经常被用来考察学生对于动量守恒和功能原理的理解和应用。然而,对于链条下落运动的认识依然存在着诸多分歧。本文将讨论"链条桌边下落"这一过程中分离点的问题。     

密立根油滴实验中的布朗运动

在进行密立根油滴实验时,如果选择的油滴过小,油滴会有明显的布朗运动,造成测得的下落时间与理想下落时间存在偏差.本文对密立根油滴实验中油滴的下落问题进行了实验观察和理论研究,并基于朗之万理论,求解了描述油滴运动的随机微分方程.通过引入单次下落时间偏差和多次下落时间偏差分别考察了油滴布朗运动的剧烈程度以及布朗运动对油滴下落时间的影响.结果表明,实验中由于实验次数有限,当油滴比较小时油滴的布朗运动对于实验的影响仍然需要考虑.     

在气垫导轨上演示运动独立性原理

从平抛运动出发,在气垫导轨上演示小球自由下落和竖直上抛实验,将平抛和斜抛运动分成垂直和水平2个方向的运动.本实验演示效果较好,实验现象直观,宜于学生理解运动的独立性原理.     

落磁法演示楞次定律实验中磁环运动规律的探究

在落磁法演示楞次定律实验的基础上,对磁环的运动规律从理论推导到实验验证做了初步的探究。介绍在磁环下落速度与时间以及下落速度与电阻率的关系。     

"转柱法测液体粘度"实验中的速度问题

通过理论计算得到了“转柱法测液体粘度”实验中砝码下落达到匀速所需要的时间和运动距离。     

在气轨上作相互垂直运动物体的完全非弹性碰撞实验

在气轨上作相互垂直运动物体的完全非弹性碰撞实验吴柳庭（天津职业大学天津３００４０２）气轨本是研究一维运动的实验设备，现在借助于自己设计的光控电路，可作到控制气轨正上方的电磁铁，使被电磁铁吸引的重物能在任意时刻自由下落，与水平运动的气轨滑块发生完全非弹...     

一杯水的妙用

在我们的生活中一杯水除了可以喝、可以浇花、洗手……还可以做什么呢?我们知道物体做自由下落运动时，其重力势能向动能转化．现在，我们就运用这个规律做一些小实验．     

密立根油滴实验人为操作引起的误差探析

针对密立根油滴实验由于人为操作引起的误差进行了探究与分析,重点分析了下落时间t、平衡电压U、下降距离L三种操作引起的误差.结合相应的图示,对不同误差组进行了分析,最后给出了与理论分析一致的结论.     

沙漏超重和失重的数字化实验研究

沙漏是一种常见的计时与装饰仪器.在沙子下落过程中,沙漏受力情况会发生复杂的变化.这里结合牛顿运动定律完整地分析沙子处于沙漏上端静止、下落、空中下降、撞击、下端静止等5个阶段的运动情况.我们通过自制简易装置,并利用Vernier LabPro传感器较好地观测到沙子下落的整个阶段,而且所测数据与理论分析相一致.     

用于绝对重力仪的落体旋转评估方法

介绍了一种自主搭建的测量落体在自由下落过程中旋转角速度的装置,评估了不同落体旋转角速度引入的旋转误差对重力测量的影响。针对具有旋转初速度的落体在真空腔内自由下落的运动模型,该装置采用光杠杆原理,将高精度位置传感器(PSD)作为光跟踪设备,研究并推导出落体由旋转所导致的反射光位移与下落时间的关系。然后,对PSD采集记录的时间位移曲线进行拟合,求解落体单次下落的旋转角速度值。在调整真空腔垂直度后,最大旋转角速度值可减小为16.88 mrad/s,引入的重力测值不确定度为0.57μGal,即该状态下落体的释放更加平稳。实验表明,该装置不仅可以进一步提升绝对重力仪中落体传动机构的装调精度,还可以对光学干涉绝对重力仪工作过程中的落体姿态进行监测,进一步降低落体旋转所引入的测量不确定度。     

三维格子涡方法模拟自由下落颗粒群

本文发展了基于双向耦合的三维格子涡方法,采用涡方法模拟流场中的涡量变化及涡元运动,使用双势法求解速度场,采用拉格朗日方法跟踪颗粒相.利用该模型模拟了颗粒群的自由下落及下落过程引起的气相流动,模拟结果与实验吻合良好。结果显示空气相速度径向分布满足高斯分布,颗粒相流量对颗粒群的扩散影响不显著,而流量增大会引起颗粒速度的增大.     

空间平面反射镜组件销钉预紧的非线性分析

介绍了产生结构非线性的主要来源与接触理论,对平面反射镜组件建立了合理的有限元模型.利用接触非线性分析方法分析了小重锤(m=0.18kg)在不同下落高度冲击销钉而对锥孔造成的法向压力;随后,将不同锥孔法向压力对镜面面形精度的影响进行了非线性和线性分析;然后,进行了空间平面反射镜的成像实验.分析与实验结果表明:采用非线性分析得到的面形精度比线性分析更接近实验值,非线性分析与实验值之间的最大误差为8.6%.由此对该空间平面反射镜组件提出了合理的销钉预紧方案,即小重锤最大自由下落高度不超过25mm.     

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.     

失重现象小实验

"失重现象"是高中《物理》的内容.下面介绍几个自制失重现象的小实验,以供参考.1链条失重现象自制一木架,在木架上端悬挂一根细链条,使链条的一端A固定在木架横梁上,另一端B用细线系在链条A端的一个环上(为使现象明显可使链条     

垂直下落球体运动的数值分析

在考虑空气浮力和阻力情况下,对垂直下落物体运动进行了分析.通过数值计算的方法,对比萨斜塔铁球下落及雨滴下落两个运动进行了描述.