用方位径向摆演示李萨如图形的研究

通过对方位径向摆的弹性杆和摆球的固有振动频率进行分析,利用相机曝光方法研究了摆球李萨如图形.分析了摆线长度、初始释放角度、摆球质量等因素对摆球运行轨迹的影响,理论和实验符合较好.     

探究杆连接体绕轴运动动能的计算方法

以两个质点组成的杆连接体绕固定转动轴转动问题为例,定量推证了在质心参考系中一个物体相对于另一个物体运动的动能等于两个物体相对于系统质心运动的动能之和的结论,并对两道经典试题给出多种解答方法.     

关于“杆摆中内力的功”

1 杆摆中法向内力(矩)的功一定为零 如图1所示,一根长为l、质量为m的刚性均质细杆,可绕其一端O在竖直平面内转动.     

基于Tracker的方位径向摆影响因素实验研究

为探究方位径向摆运动的影响因素,使用影像追踪软件Tracker分析径向摆运动轨迹,控制多个变量,得到不同条件下摆球运动图像,计算得到转化时间.通过分析图像,发现方位径向摆的运动受到方位角的大小、弹性杆直径、弹性杆长度、径向摆摆长等多因素影响.     

秋千参数自激振动的数学模型与数值模拟

将秋千视为变长度单摆,基于归一化高斯函数构造了摆球相对摆杆的速度表达式.在此基础上建立了秋千的非线性动力学微分方程,并据此数学模型对秋千运动进行了数值模拟,得到了秋千的运动规律和功能转化的机制.     

摆球运动的仿真设计

物体的摆动是自然界最基本的运动形式之一,同时也是力学课程中的基础内容之一.在牛顿力学与拉格朗日力学原理指导下本文利用数学软件Maple强大的计算与图形制作功能对大角度单摆、双摆、有阻力情况下的傅科摆运动问题进行了分析计算,并制作其运动的仿真动画,以精确、生动、形象的动画反映摆球运动的物理规律,实现了可视化教学的目的.     

径向摆的运动状态及其混沌状态的研究

本文研究了第31届国际青年物理学家锦标赛(IYPT)中径向摆问题。利用弹性理论笔者对弹性杆和小球组成的径向摆体系进行了分析和实验检验。结果发现,通过改变摆的悬挂位置、弹性杆长度等参数可以改变摆球的运动轨迹。实验结果表明:弹性杆与摆球运动的牵连是径向摆摆的运动轨迹会发生转变的原因,而弹性杆的受迫共振是摆径向摆体系存在混沌现象的原因,混沌现象产生的条件是发生在弹性杆杨氏模量或截面积极小的情况。     

基于两级摆杆结构的超低频垂直隔振系统

在许多精密科学实验和测试中,对地面垂直振动的有效隔离影响着实验结果和测试结果的精度.本文提出一种全新的两级摆杆结构的超低频垂直隔振系统,在原理分析的基础上,设计并实现了该系统的样机.两根水平摆杆放置在同一竖直平面,绕各自铰链旋转,上摆杆通过普通弹簧悬挂于基座,下摆杆通过零长弹簧悬挂于上摆杆.系统通过光电探测方法检测两根摆杆的夹角作为误差信号,经过闭环控制将反馈力作用于上摆杆,使两根摆杆的夹角为零.零长弹簧悬挂点的位置与系统刚度有着密切关系,通过精细地调节弹簧悬挂点的位置,合理地设置控制参数,可以实现一个本征频率低至0.01 Hz的系统.理论上,该系统相对于被动式垂直隔振系统具有更好的隔振效果和抗干扰能力,相对于传统的主动式垂直隔振系统体积更小,结构更简单,有望应用于精密物理实验和科学研究当中.     

用涡方法数值模拟运动物体非定常流场

采用涡方法对静止圆柱绕流、简谐振动圆柱、静止NACA0012翼型绕流和运动扑翼的非定常流场进行了数值模拟和数值验证,对比验证结果较好.控制方程采用二维不可压缩N-S方程,根据算子分裂法,对流和扩散分别采用不同的时间步长.涡方法基于Lagrange坐标系的特点使其方便模拟运动物体的非定常流场.本文的工作为今后的翼型动态失...     

基于浸入式边界的流固耦合的非定常数值模拟研究

本文针对工程中关心的流固耦合以及复杂边界物体绕流问题,采用算子分裂的方法求解二维不可压N-S方程,采用完全正交的矩形网格,用浸入式边界模拟静止和运动物体的边界.使用这种方法,本文分别对低雷诺数下的光滑平板绕流,圆柱绕流,低KC数下的振荡圆柱进行了数值模拟.计算结果与以往的数值和试验结果吻合得很好,证明了浸入式边界方法和所发展的程序的可靠性.     

用台式扭摆测量转动惯量

一前言 转动惯量是刚体转动过程中惯性大小的量度,是工程设计中常需知道的重要物理量,规则物体绕定轴的转动惯量可以通过数字运算求出,而对不规则物体用计算法计算则往往很困难并且不易算准.因此,测量转动惯量的实际意义并不在于对规则物体的测量,而是在于对不规则物体的测量. 目前,用来测量转动惯量的常用仪器是三线摆,它并不适用于测量不规则物体的转动惯量.因为,当不规则物体放在摆盘上时,造成三线摆的“三线”承受张力不同,破坏了推导三线摆测量转动惯量计算公式的适用条件.在这种情况下,待测物体的转动惯量不能再用公式 进行计算. 而用…     

对匀质细杆自由下摆过程的深入分析

对匀质细杆自由下摆过程的深入分析邓国扬（中南工学院衡阳４２１００１）（收稿日期：１９９５－０９－０５）考虑长为Ｌ、质量为Ｍ的匀质细杆，它可以绕垂直其一端的水平轴Ｏ无摩擦地转动．初始时，杆静止处于水平位置，以后自由图１绕一端自由下摆的匀质杆下摆，某一瞬...     

摆杆和摆杆座质量对复摆实验的影响

通过理论分析证明复摆实验装置中摆杆和摆杆座质量对实验的影响,指出在摆杆和摆杆座的质量不能忽略的情况下,由摆杆、摆杆座和摆锤组成的刚体并非固定刚体。针对现有的刚体系统重新设计实验方案,推导出利用该装置测量重力加速度的理论公式,实验结果证明该方案切实可行。     

基于Matlab的匀质摆杆所受转轴约束力分析

分析重力场中匀质杆绕固定轴的摆动过程,给出轴对杆约束力的大小和方向随杆摆角和摆长变化的定量关系,利用Matlab分析了约束力的变化特点,更加直观形象地阐释了其变力属性。     

球面摆的运动方程、数值模拟和实验验证

讨论了球面摆的运动方程,分析了摆球运动的周期性.通过数值模拟和实验证实了摆球在eθ方向的运动具有周期性.     

分析轻质物体加速度 助推解题思路生成

在物理学中,为了研究问题方便,往往把一些用来约束、连接运动物体的轻杆、轻绳、轻绸带、轻质弹簧等实际物体的质量忽略不计,即看作理想化物理模型——轻质物体.由于轻质物体的质量相对于运动物体要小得多,由牛顿第二定律F=ma可知,其动力学效应也就很小,即轻质物体在任何情景下所受的合力都为零.很多学生在解题过程中没有领会轻质物体的本质,认为加速度也为零,从而导致解     

角动量理论在现代技术中的应用

在研究物体运动时,人们经常可以遇到质点或质点系绕某一定点或轴线运动的情况。例如太阳系中行星绕太阳的公转、月球绕地球的运转、物体绕某一定轴的转动等,在这类运动中,运动物体速度的大小和方向都在不断变化,因而其动量也在不断变化。在行星绕日运动中,行星受指向太阳的向心     

运动微分方程数值求解的一般方法分析

分析了常见物体运动微分方程的建立过程以及利用科学软件对方程数值求解的技术基础,对撒克逊碗、磁场中的弹簧摆和三摆混沌系统进行了数值求解和分析讨论,给出了解决这类问题的一般思路和方法步骤.     

方位径向摆的理论与实验研究

通过拉格朗日力学对方位径向摆进行建模分析,列出系统的拉氏函数,并考虑空气阻力的影响,通过数值计算得到方位径向摆的理论轨迹。自行搭建实验装置,通过控制变量的方法探究了摆锤的质量、释放的方位角度和释放的径向角度对方位方向最大振幅的影响,实验结果与数值计算结果符合较好,进一步证明理论的正确性。     

用GeoGebra描述运动

物理教学中经常会分析物体的运动,有些运动比较复杂,可以用GeoGebra模拟物体运动.