滚动小球的线速度

目的让水平运动的实心小球和气轨滑块做非弹性碰撞来测量小球水平运动的速度,并由测量出的小球速度来确定当小球从斜面滚下时,百分之几的势能用来旋转小球,百分之几的势能转变成小球的线速度。     

用智能手机App Video Physics研究竖直平面内的圆周运动

本实验用智能手机App Video Physics追踪小球在竖直平面内做圆周运动的情况,研究了不同质量的小球从同一高度静止释放到达最低点的速度关系,研究了从不同高度静止释放小球的速度与运动轨迹之间的关系,计算了小球在圆形轨道上运动时的向心力、角速度,以及当小球与圆形轨道等高静止释放时小球的脱离点速度.     

利用高速LED秒表与数码相机测量液体黏度

为解决落球法测量液体黏度实验中小球速度v的测不准等问题,制作了高速显示的LED秒表,用数码相机记录小球通过高度h上下两端时标尺上的位置h_1和h_2以及当时LED秒表的示数t_1和t_2,进而计算小球速度v.实验测定了小球在甘油中的终极速度和刚进入甘油时的下落情况.结果表明:该方法不仅测量小球速度v的重复性较好,而且还能用于判定小球是否进入匀速状态.     

《碰撞中的动量守恒》实验中一个易被疏忽的问题

高中物理学生实验《碰撞中的动量守恒》是用两个大小相同但质量不等的小球在斜槽末端发生水平方向上的正碰来验证动量守恒定律。实验巧妙地用小球在碰撞前后飞出的水平距离来代表碰撞前后的水平速度,从而把速度的测量简化为长度的测量。这是基于下述原理:做平抛运动的小球落到地     

竖直平面内“ 轻绳模型”的运动规律研究

利用理论研究与“ 仿真物理实验室”实验验证相结合的方法, 研究了竖直平面内的“ 轻绳模型”这一重 要的单轨道模型问题, 分析了小球速度、 加速度图像和规律, 研究得到了小球不能完成完整圆周运动的初速度条件; 小球做完整的竖直平面内圆周运动的初速度条件; 小球沿圆弧“ 轨道”返回的初速度条件; 小球离开圆弧“ 轨道”做 斜抛运动的最低点初速度条件以及斜抛运动的速度大小和方向; 阐述了小球从最低点水平方向出发经圆弧上某点 斜抛运动后能返回初始点的初速度条件; 并给出落点在最低点( 出发点)左右两侧侧圆弧上的初速度条件     

标准答案引起的对教育理念的反思

【题目】（2008年高考全国理综试卷第24题）图1中滑块和小球的质量均为m,滑块可在水平放置的光滑固定导轨上自由滑动．小球与滑块上的悬点O由一不可伸长的轻绳相连,轻绳长为l0．开始时,轻绳处于水平拉直状态,小球和滑块均静止．现将小球由静止释放,当小球到达最低点时,滑块刚好被一表面涂有黏性物质的固定挡板粘住,在极短的时间内速度减为零,小球继续向左摆动,当轻绳与竖直方向的夹角θ=60°时小球达到最高点．求：     

滑动椭球凹面约束下的物体运动解析

本文首先分析导出光滑平面上能自由滑动的静止旋转椭球凹面理想约束下静释放小球的运动轨迹，然后求出静释放小球（可视为质点）的运动速度表达式和加速度表达式，最后用Excel取特定数值作出了小球的速度和加速度与x的函数图像，可直观反映小球的速度和加速度变化的规律。     

球在水平旋转圆盘上的运动分析

研究了轻质球在水平旋转的圆盘上做无滑滚动时的运动情况,探究了圆盘转速、轻质球初始位置和速度等条件的影响.实验结果表明:小球在圆盘上做圆周运动,其运动周期是圆盘运动周期的7/2倍(实心球)或5/2倍(空心球),运动轨迹与初始时刻小球释放的位置、速度和圆盘的角速度有关.     

一道速度突变题的解答及思考

【题目】在一个水平的匀强电场中,用长为l的细线把一质量为m的带电小球悬挂在O点,如图1(a)所示.电场强度为E,小球带正电荷q.小球在电场中平衡时,悬线OA偏离竖直线的角度为θ.现把小球拿至B点,细线OB位于水平方向,在B点由     

落球法测液体的粘滞系数小球收尾速度的研究

从理论上推导了在液面下的小球何时达到收尾速度公式，并给出一组实验数据，得出小球从液面自由下落时很快能达到收尾速度的结论。     

用落球法测量η实验中小球下落速度的辨析

用落球法测量η实验中小球下落速度的辨析张兆钧（西安交通大学物理系７１００４９）测量液体的粘滞系数有多种方法，落球法是其中一种．它适用于粘度较大，有一定透明度的液体，这种方法需要测量小球在盛有液体的圆管内匀速铅直下落时的速度．由于小球在下落运动时，受到...     

无限广延法测量液体粘滞系数的实践研究

无限广延法测量液体的粘滞系数,关键是获取收尾时间t0。实验中释放小球时,无法严格确定小球沿圆筒的中心轴线下落,往往会产生较大的实验误差。因此在实验中对3#管,4#管,5#管,具体研究了偏移中心轴线下落给实验带来的具体影响,发现小球在管中的下落时间随着偏移中心轴线距离的增加而减小。     

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。     

一个不正确的图

索科罗夫教授编的八年级用的物理课本中有一个不正确的图,这就是图163(即人民教育出版社的高中课本第一册的图174——译者)。课本正文中在这个地方说的是:“我们可以用一个最简单的例子来说明向心力的发生。球穿在一个可绕轴旋转的棍上,在棍的另一端有一个小钩(图168)。如果棍开始由图中的水平位置沿顺时针方向转动,那么,在开始的瞬刻棍上的各点和小球就得到了速度,球的速度的方向用箭头AB画出。小球的惯性使它沿棍运动;球依次占有的位置是A_1、A_2、A_3,一直达到棍的末端。当小球与钩接触时,它在原来方向上的运动随即终上。……”     

碗中小球问题探讨

在大学物理的教学过程中,笔者遇到一道关于小球在光滑半球形碗内运动的问题,该问题的常规解法是利用角动量分量守恒和机械能守恒进行求解。这种解法由于无法给出小球运动的细节,对于初次接触角动量概念的本科生而言难以直观而深刻地理解。本文将小球的运动在水平面内和竖直方向进行分解,系统分析了小球的受力情况、速度的变化、能量的转化等问题,并通过数值求解拉格朗日方程给出了小球的运动轨迹。我们的方法详尽地阐述了小球的运动过程,展示了一个更加直观和清晰的物理图像。     

粘滞液体中落球运动的实验研究

一、引言对于粘滞液体中小球的自由下落运动,一般理论分析认为,小球进入液体之后最初一段做加速运动,经过一段路程l_0后呈现匀速运动。该匀速运动的速度(即收尾速度)v_0可由下式表述 v_0=2/9 (ρ-ρ′)/η gr~2 式中ρ——球体密度;ρ′——粘滞液体密度;r——小球半径;g——重力加速度;η——粘滞液体的粘滞系数。其中从液面至小球开始做匀速运动这段距离l_0是人们极为关注的。然而,粘滞液体中落球运动的整体规律,从液面至进入匀速段的距离l_0的确定,底     

用落球法测液体粘度计时起点的确定

根据斯托克斯定律和牛顿第二定律导出了小球到达终极速度半,小球的运动距离与速度之间的函数关系,从理论上对计时起点的确定给予了证明,并讨论了小球半径的合理取值。     

落球法测量液体黏滞系数的实验探究

黏滞系数是描述液体内摩擦性质的一个重要物理量,在工业、农业以及医学方面有着重要的应用。在黏滞系数的诸多测量方法中,传统的落球法现象直观,被广泛应用于大学物理实验。然而,目前落球法常用的秒表计时或光电门计时都会代来很大的不确定度。对此,我们提出了全新的测量理念——低速摄影法。与传统光电法以及CCD法不同,我们放慢视角,设置较长的曝光时间,用每张图片记录下小球“单位时间”下落轨迹。基于轨迹长度以及曝光时间等参数,可以直接算得小球匀速下落速度,进而求得黏滞系数,具有响应快、精度高、装置简的优势。进一步的,基于低速摄影法,实验观测到高速下落的小球受涡流、压阻作用而旋转、偏离竖直线的现象,并结合数据与模型探讨了其对结果的影响。分析表明,落球法测量黏滞系数实验中可通过小球密度和半径的调节来控制落球速度,有效避免涡旋和压阻带来的误差。     

变换参考系解二体问题

【题目】真空中质量分别为m₁和m₂的两个小球,只受万有引力作用,某个时刻两个小球相距l₀,小球1的速度为v₀,方向指向小球2,小球2的速度为v₀,速度方向垂直两球球心的连线,问若m₁=m₂=m₀,当速度v₀满足什么条件时,两小球的间距可以为无穷远?解法1:惯性参考系法（质心参考系）解题思路:寻找惯性参考系,分析两小球相对于惯性参考系的受力,确定两小球在惯性参考系的运动特点,直接运用牛顿运动定律或能量守恒求两小     

基于气体动理学方法的高超声速支杆降热模拟

基于气体动理学方法(gas kinetic scheme, GKS)分别从单独流场和流固耦合两方面开展了针对支杆结构热防护系统的数值模拟研究。首先利用二维标准圆管模型验证算法在单独流场计算中的可靠性,然后通过比较不带支杆和带支杆情形下圆管外壁面的气动热特性及相应流场特征,分析得到支杆降热的有效性及其降热机理。接着在将GKS应用到流场/结构温度场耦合模拟并进行验证后,进一步分析流固耦合作用下的支杆降热性能,结果发现支杆的降热效果随着流固耦合时间的推进不断增强,从而有利于高超声速飞行器长时间巡航飞行。