对水火箭发射速度和射程的理论研究

本文利用功能原理及理想气体绝热方程,推导获得水火箭发射初始速度、喷水时间以及射程的表达式.利用上述表达式对水火箭发射的初始速度、喷水时间及射程进行了理论计算,并对水火箭内盛装水的体积和发射角度的最佳值进行了理论计算与研究.     

气泡与自由液面相互作用的实验研究

气泡在不同边界附近运动时,其运动特性与在自由场中相比会发生很大变化,特别是当气泡在近自由面附近运动时, 与自由面发生强烈的耦合作用而产生极其复杂的水面现象.为探究其规律,在前人研究的基础上, 采用电火花生成气泡,利用高速摄影系统对气泡与自由液面的相互作用进行了实验观察和研究. 通过对大量实验数据的分析和整理,总结了自由液面的存在对气泡最大半径、脉动周期、射流时间以及射流宽度的影响, 并初步拟合了放电电压与气泡最大半径的关系.对不同水冢现象的具体过程进行了分类和详细的描述, 得出了发生不同水冢现象的决定因素,同时统计得到相同初始条件下水柱最大高度随无量纲距离的变化规律, 为气泡与自由液面相互作用的研究提供了参考.     

提高水"火箭"效果之措施

介绍了为增大水“火箭”升空高度、增强飞行稳定性 ,提高水“火箭”的演示效果 ,而采取的几项措施 .     

基于无线数据传输的水火箭动态监测系统的设计与实现

基于“无线数据传输”设计一款“水火箭动态监测系统”,用于实时监测水火箭飞行过程中的高度、速度和加速度等状态数据,既为水火箭竞赛参与者提供调试指导,又可作为裁判系统辅助裁判与教学辅助.     

二级加压水火箭的制作方法

介绍了水火箭的制作方法,并提出了影响水火箭飞行高度的可能因素,结合实验研究提出了相应的改进措施,重点介绍了二级加压水火箭和降落伞的制作方法.     

铅球运动最佳抛射角和最大射程的理论研究

从力学运动公式出发,假设运动员抛出物体时输出能量固定,应用能量守恒定律研究以一定高度和角度抛出物体的运动规律,详细定量分析运动员输出能量、肩膀高度和手臂长度对抛射速度、最佳抛射角和最大射程的影响。研究表明,对铅球成绩影响最大的是抛射速度和抛射角,而50厘米的肩膀高度或手臂长度差别对铅球成绩的影响分别为分米和厘米量级。另外,理论计算结果与三名铅球运动员实际投掷数据的比较说明理论计算结果的可靠性高,研究结果对投掷类运动具有一定指导和借鉴意义。     

滚摆运动的研究

从实验和理论上研究了滚摆的运动,得到了滚摆滚动最大高度和滚动时间随滚动次数的变化关系。揭示了空气阻力及摆线间摩擦力等因素对滚摆运动的影响及其引起的系统机械能损失。     

封面说明

等待发射的神舟飞船和长征2F型运载火箭在酒泉发射基地的发射塔架边.顶部为宇航员紧急救生用逃逸塔,整流罩内为神舟飞船(包括返回舱、留轨舱、推进舱和附加段).长征2F型火箭带有4个助推器.火箭和飞船的总高度为57.3m,最大整流罩直径3.8m,火箭第一和第二级的直径为3.35m,起飞质量490t.封面说明$中国科学院物理研究所@聂玉昕     

热水喷泉现象及其理论研究

为了探讨热水喷泉现象中各种因素对水柱最大喷射高度的影响,以莫尔管为基本实验装置,采用控制变量法,通过对一系列梯度数据的测量,得到了最大喷射高度随热水温度、吸水高度等参量的变化规律。为了探讨喷射机理,基于喷水过程中的动能定理,建立一个最大喷射高度与相关量关系的理论模型,数值计算了上述实验条件下的最大喷射高度,并与实验数据进行比较,结果表明:实验测量结果与理论模型的计算结果符合得较好。该研究进一步揭示了热水喷泉现象中的复杂运动机制。     

可以任意角度发射的水火箭

通过在水火箭体内放置一个带小孔的活塞,改变了以往水火箭只能竖直或斜向上发射,不能水平、斜向下或竖直向下发射的不足,使水火箭可以在任意角度发射.     

火箭运动微分方程讲法的探讨

文章针对大学物理教材对火箭运动微分方程的讲法,根据动量定理讨论了火箭系统动量表达式的导数,提出了一个容易引起学生误解的矛盾问题;然后,介绍了理论力学教程中质量流动动力学方程,并利用质量流动问题讲解火箭运动微分方程,避免了矛盾的出现;最后,通过两种讲解方法的分析比较,总结给出了火箭系统动量的一般表达形式,能正确表达火箭系统的动量及其导数.利用动量定理直接对该式求导的讲法不仅避免了矛盾,而且解释了引起学生误解的原因.     

关于水火箭水平射程的实验探究

介绍了自制水火箭及其发射装置的制作过程,探究了影响水火箭的水平射程的因素.在猜想假设、实验探究的基础上得出结论.     

天宫启程之太空之吻

天宫一号于2011年9月29日21:16:03发射成功,标志着我国的航天事业上了一个新的台阶.天宫一号的发射,与前几次发射神舟号宇宙飞船类似,先由长征二号FT1火箭运载,然后与火箭脱落,经两次变轨进入高度约为350km的近圆轨道进行在轨测试.它的最大特点是:神八发射前,天宫一号降轨至高度约343km的近圆轨道进行"太空之吻",即等待交会对接.     

指导学生“研制水火箭”的做法

 高一年级物理新教材“课题研究”部分引用新修订的教学大纲的话:“在高级中学开展课题研究,是全面培养学生综合所学知识的能力、收集和处理信息的能力、分析和解决问题的能力、语言表达能力以及团结协作能力的重要环节。”“研制水火箭”是高一物理课后研究课题示例之一。该课题研制取材容易,学生课内课外,校内校外均可进行。有关研究性学习,新修订的教学大纲要求培养学生什么样的能力,已是很明确了,为了贯彻落实教学大纲提出的培养能力精神,本文拟谈指导学生“研制水火箭”的做法。     

斜抛运动中射程问题的一般性讨论与数值计算

解析推导了初射点与落地点有一定高度差的斜抛运动的射程表达式,研究了射程与初速度、出射角、高度差之间的关系.最后,给出了几种特殊情况下的最大射程与相应出射角的数值解.     

亚临界水中超声激励空化泡动力学分析

考察亚临界水中压力和温度对超声空化泡动力学的影响。应用非线性Rayleigh-Plesset方程模拟空化泡运动过程,并利用Matlab软件编程求数值解,用碘量法测定超声在亚临界水中的声空化产额。结果表明:当亚临界水的压力相似文献   

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.     

基于转镜跟踪目标的分析与计算

基于高速CCD相机主光轴的转镜弹道同步跟踪系统,研究了高速飞行弹丸飞行姿态和飞行速度的问题,利用转镜的反射原理和转镜运动规律,建立了转镜随弹丸运动的时空关系模型和转镜运动参数的数学模型,并推导转镜运动参数与弹丸飞行速度和弹道距转镜中心垂直高度之间的数学关系;在理论分析的基础上,用MATLAB分析了转镜视场内的弹道宽度随时间变化的规律以及转镜转角和角加速度随时间变化的规律,得到在某一时刻转镜视场的大小以及转镜参数的变化曲线;给出了转镜尺寸、扫描速率曲线和最大离散速度等主要参数的计算方法,分析了它们对整个跟踪系统的影响。针对系统设置参数为h=150 m, v=300 m/s时进行仿真,仿真结果表明本系统可实现对高速弹丸的同步跟踪。     

气泡线性振动对含气泡水饱和多孔介质声传播的影响

为了研究孔隙水含少量气泡时多孔介质中波的传播,本文在Biot模型的基础上,将孔隙水中气泡的体积振动融合到多孔介质的孔隙流体渗流连续性方程中,从而得到了考虑气泡体积振动的孔隙流体渗流连续性方程.在此基础上,根据气泡线性振动下气泡瞬时半径和介质背景压力的关系,以及多孔介质运动方程和流体介质运动方程,导出了受气泡影响下多孔介质位移矢量波动方程,建立了非水饱和多孔介质声速频散和衰减预报模型.气泡的存在增大了孔隙水的压缩率,导致含气泡水饱和多孔介质声速的降低.当声波频率等于气泡的共振频率时,在声波激励下,介质呈现高频散,且孔隙水中的气泡产生共振,吸收截面达到最大,使得多孔介质的声衰减也达到最大.文中数值分析验证了上述结论,表明了气泡含量、大小和驱动声场频率是影响声波在含少量气泡的水饱和多孔介质中传播的主要因素.     

周期驱动下保守椭圆摆系统的混沌运动

运用广义拉格朗日方程,对周期驱动下的椭圆摆运动过程建立了模型方程.利用数值方法求解该方程,研究了该系统在周期驱动作用下不变环面的变形、破裂以及产生混沌运动的过程.并且,利用最大李雅普诺夫指数研究了驱动频率及质量参数对其混沌运动的影响.