铅球运动最佳出手角的理论分析和实验模拟研究

从理论上分析了铅球运动的初速度,出手高度,出手角度对成绩的影响,力求寻找它们之间的最佳组合,并通过模拟实验进行了论证.     

两种求铅球最佳出手角的方法比较

本文提出了利用运动叠加原理分析铅球最佳出手角的简便方法,与传统方法就两种不同情形下求解最佳出手角进行了对比,说明了叠加原理法的简洁性．同时通过对两组理论数据的对比,说明分析铅球最佳出手角可将出手高度视为独立变量．     

投掷铅球的最佳出手角度

设出手点的高度为h,出手的初速度为v0,出手角为α,投掷远度为L,其中包括铅球出手点的垂线到抵趾板之间的距离s′,球在空中飞行的水平距离为s,即L=s′ +s,s′可以通过摄影测量获得.     

阻力作用下铅球在空中运动的规律

考虑了铅球出手时具有一定的高度、初速度与投射角及铅球在空中受到的阻力等情况 ,利用Mathmatic软件对铅球的运动方程进行求解 ,得到了铅球飞行的最远距离与投射角、初速度与投射角的关系 ;进一步的研究 ,可望得到一个“选拔具有潜质铅球运动员模型”。     

铅球飞行距离与其影响因素的力学分析

通过对滑步掷球时铅球飞行距离及其影响力学因素的相互关系的分析,详细讨论了决定飞行距离的独立力学变量对飞行距离的影响,同时指出了最佳用力角的物理意义及一些对实际有益的重要结论.     

应用中学物理知识分析高速滑翔飞行器的关键气动参数

利用初等物理学与数学的知识, 针对一种无动力、 长距离、 长航时的高速飞行器, 重点分析了滑翔飞行 器的初始速度、 初始高度、 升阻比、 重阻比等参数对滑翔飞行航程和飞行末速度的影响, 指出最关键的参数是初始速 度和升阻比, 这两个参数数值大, 滑翔飞行的距离就远, 飞行末速度就大. 这与较复杂的3 D弹道方程的数值计算结 论一致. 本文采用的物理数学分析方法, 建立了简便的解析式, 对设计高超声速滑翔飞行器有一定的工程应用价值     

投掷球出手速度测试仪的研制

投球手的“鞭打”素质（投物时手臂挥动抛物动作叫鞭打动作，鞭打动作奸坏由鞭打素质反映）是衡量运动员的重要参量．而球体的出手速度是反映这种素质的重要指标．本文介绍了一种测量出手速度的仪器．该仪器利用光敏元件组成的光敏列阵传感系统，将投掷球出手后经过光平面的时间转换成电讯量，经“直径代最大弦长”后输入计算机处理并由计算机打印出最终结果，实现了快速启动检测与记录．     

投篮概率的蒙特卡罗数值计算分析

建立理想的投篮模型,运用蒙特卡罗数值计算方法得出给定点的空心中框概率,并由此得到最佳投篮速度、最佳投篮角度和截止投篮速度.根据中框投篮角分析了不同投篮速度区间对应的投篮弧线,还对空心中框率和投篮距离及投篮点高度间的关系作了讨论.     

扑克牌飞行的动力学分析

本文研究了第33届国际青年物理学家锦标赛(IYPT)的第17题:扑克牌的飞行稳定性问题。通过对扑克牌进行定量化抛掷实验,并对飞行过程中的扑克牌进行运动与受力分析的方法,研究影响扑克牌飞行距离和轨迹的参数。首先通过对抛掷扑克牌的过程进行分析,设计了定量化的扑克牌抛掷仪器;随后在实验中,对扑克牌的出射俯仰角、角速度、高度对其轨迹及距离的影响进行了分别验证;接着基于实验中观察到的现象以及数值仿真,对扑克牌相对于自身质心的刚体运动,以及质心相对于地面的空间运动进行了分别分析,最后得出了其运动的微分方程。     

抛体运动极值问题的几何解法

对于抛射体在给定方向上的最大射程问题,给出了简洁的几何解法,对速度、加速度、平均速度构成的矢量三角形,应用简单的数学方法,得到了极值条件和包络抛物线方程,并用于解决投掷铅球最佳角度问题.     

Imaging deviation through non-uniform flow fields around high-speed flying vehicles

The non-uniform flow field around high-speed flying vehicle “bends” the ray and imposes a deviation at the end of the propagation path. This imaging deviation is a kind of aero-optic effect. In this paper, we catalog the factors that influence the deviation into two classes: the vehicle-related factors and the flowfield-related factors. Flow density computation and density–refractive index conversion are discussed. A backward ray-tracing scheme is proposed. The deviations, the propagation path distances in the non-uniform flow field, and the density distributions along propagation paths for two different flying cases are computed. Three flowfield-related factors should be considered in order to reduce the deviation: the propagation path distance in the non-uniform flow field, which should be as short as possible; the angle of incidence at the freestream boundary, which should be as small as possible; and the density distribution along propagation path in the non-uniform flow field, which should be as flat as possible.     

Object location fire precision test technology by using intersecting photoelectric detection target

To improve four across screens system measurement precision on flying projectile location, the new method that adds two incline screens to four intersecting screens system to form six intersecting screens was put forward and the flying object coordinate test model was set up. This method not only gains object coordinate but also measures object's pitching and azimuth angle that can amend coordinates and improve measurement precision. The differential methods were used to analyze their measure errors, which came from the angle of intersection screen, the thick of screen, the time and distance of measuring, and give out measure errors distributing. The experimental result shows the new measure method can improve measurement precision that meets test demand.     

测速天幕靶幕面空间位置检测方法

针对现有的天幕靶幕面空间位置参数检定方法需要拆卸的不足,提出一种不拆卸天幕靶对其探测幕面位置检测的方法。以经纬仪建立基准面,采用放置在基准面内特制的频闪小光源和设定天幕靶输出阈值的方式,根据小光源作用在天幕靶上有信号输出时平移台相对基准面的移动距离,实现天幕靶幕面空间位置参数的检测。将天幕面相对基准位置倾斜2、-2、-5时,所测幕面倾斜角度与实际幕面倾斜角度间误差均小于1,试验结果表明天幕靶幕面位置检定方法精度优于1,与理论分析相一致。该方法不需要拆卸天幕靶,节省了时间,能用于使用中天幕靶的检定。     

小型轴流式管路液力涡轮的试验研究

为获得小型管路液力涡轮的水力模型和工作特性,对不同参数下液力涡轮的水力性能进行了试验研究,分析了涡轮输出转速及扭矩的变化特性及影响因素,主要探讨了通过涡轮的流体流量、压力以及叶片安装角对涡轮水力性能的影响.多种工况的试验结果表明,液体流量是影响涡轮输出性能的主要动力参数,可以通过流量的变化调节涡轮的输出转速和输出扭矩;叶片安装角对涡轮工作效率的影响较大,不同安装角度涡轮的设计转速要与其最高效率点相对应.     

Analysis of the restricting factors of laser countermeasure active detection technology

The detection effect of laser active detection system is affected by various kinds of factors. In view of the application requirement of laser active detection, the influence factors for laser active detection are analyzed. The mathematical model of cat eye target detection distance has been built, influence of the parameters of laser detection system and the environment on detection range and the detection efficiency are analyzed. Various parameters constraint detection performance is simulated. The results show that the discovery distance of laser active detection is affected by the laser divergence angle, the incident angle and the visibility of the atmosphere. For a given detection range, the laser divergence angle and the detection efficiency are mutually restricted. Therefore, in view of specific application environment, it is necessary to select appropriate laser detection parameters to achieve optimal detection effect.     

压电振子阵列型超声喷丸强化*

为了提高超声喷丸强化加工的面积、效率及加工质量,对传统单振子超声喷丸强化技术进行了改进,提出了压电振子阵列型超声喷丸强化加工方法。分析了超声喷丸强化的机理,进行了压电振子的优化设计,分析了激振片的谐振响应,实验测试了系统样机在不同超声电源功率下弹丸撞击工件的区域分布;探究了超声电源功率、喷丸距离、弹丸直径和喷丸时间对加工样件显微硬度的影响,结果表明：以超声电源功率作为唯一变量,弹丸冲击工件表面的区域面积随超声电源功率增大而增大;7075铝合金样件的表面显微硬度及其提高率,随超声电源功率的增大、喷丸时间的增加、喷丸距离的减小及弹丸直径的增大而增大;超声电源功率为50W、喷丸时间为20min、喷丸距离为5mm、弹丸直径为1.5mm时喷丸效果最好,此时工件表面显微硬度增加量为65.1HV,表面显微硬度提高率为36.7%。压电振子阵列型超声喷丸强化技术可以有效增加喷丸冲击工件的面积,提高工件的表面显微硬度和加工效率。     

视轴角控制误差对航天相机成像质量的影响分析

为了降低飞行器倾斜成像工作过程中视轴角误差对TDICCD空间相机成像质量的影响,提出满足相机成像质量的视轴角范围及控制误差的要求。根据空间相机成像机理,给出了焦面像移速度以及由视轴角误差引起的像移速度匹配误差计算公式,分析了视轴角对地面像元分辨力的影响。并以调制传递函数(MTF)为约束条件给出了不同积分级数下视轴角的范围。通过实际工程参数计算得出,当视轴角控制误差为0.8时,满足96级TDICCD成像质量要求的视轴角应不大于12.75;若要满足96级TDICCD倾斜成像时视轴角达到25,则视轴角控制误差应优于0.4。     

小入射角条件下气动光学成像偏移

针对超声速飞行器在大气中飞行时由于气动光学效应产生的成像偏移,推导了光线偏折角和流场折射率梯度之间的关系,给出了小入射角情况下,离散折射率场光线偏折角的一种计算方法;利用不同流场的计算流体力学数据计算出对应的折射率场;使用光线追迹法得到光线通过不同流场后的偏折角和传播路径上的折射率梯度分布。仿真结果表明,新的偏折角计算方法所得结果在入射角小于30°时与Runge-Kutta和Snell光线追迹法具有很好的一致性;同一高度下小入射角时,光线的偏折角并不随着飞行速度的增加而增加,而是基本保持稳定;光线通过流场的偏折是正负折射率梯度区域共同作用的结果,负的折射率梯度区域可以减少光线偏折,起到部分"校正"作用。