超重和失重现象的演示

超重和失重现象是物理教学大纲所要求的演示实验,它的难度较大。通常的演示方法是让弹簧秤与物体一同在竖直方向作变速运动,并在这种快速运动中观察弹簧秤受力增大和减小的变化情况,以此来说明物体处于超重状态或失重状态的现象。这种演示方法有两个问题:第一,弹簧秤指针和弹簧秤刻度标尺以及作为研究物的物体都在同一竖直方向上作快速运动,弹簧秤指针的小幅度位移往往被系统同一方向上的大幅度运动所掩盖,学生难以观察到指针位移的变化。第二,弹簧秤从静止到急剧上升的过程中,弹簧秤首先上升作加速运动,物体则由于惯性,随后才向上作加速运动。二者的运动起始时刻不一致,加速度也不一致。甚至物体尚没运动,弹簧秤已经伸长读数值增大了。因此,这时弹簧秤增大的读值(或最大值)很难说是由于物体向上作加速运动而产生的。同理,弹簧秤急剧下降时也存在同样的问题。     

学习“加速度减小的加速运动”的思维障碍及其对策

在高中的物理学习中,我们经常会遇到加速度减小而速度增大的运动,从高空有一小球自由下落,与直立的轻质弹簧发生碰撞,在小球到达平衡位置的过程中,由于小球所受的向下的重力不变,而向上的弹力逐渐增大,但小于重力,所以小球所受的合力方向向下,大小逐渐减小,因此,加速度减小,但运动速度逐渐增大,但许多学生错误地认为加速度减小,速度一定是减小的,在简谐运动中,弹簧振子回到平衡位置的运动过程,弹簧振子做的也是加速度减小的加速运动,再比如,汽车以恒定的功率起动过程中,所做的运动也是加速度减小的加速运动,这类运动相对于匀变速直线运动要复杂,学生学习这部分知识普遍感到困难,如果不能正确的理解和掌握加速度减小的加速运动,将直接影响对运动物体全过程的正确分析,也就无法处理和解决这一类问题,所以把加速度减小的加速运动作为一个专题进行全面而系统的学习,为解决这类问题打下基础是很有必要的.     

气垫导轨上测重力加速度实验中系统误差的修正

滑块在倾斜导轨上运动时,其加速度可按下式求得式中vA及vB分别表示滑块上的挡光片通过光电门 A和 B的速度,如果挡光片的宽度为 S,测得通过光电门的时间分别为△tA及△tB,则 是滑块从光电门A运 动到光电门B的时间,如图1所示.重力加速度g可根据导轨的倾斜度按下式求得式中L为导轨三足之间的垂直距离,　h为导轨一足自水平位置被垫高的高度. 在气垫导轨实验中,尽管由于气垫的漂浮作用,便容易引起实验误差的摩擦因素大大减小;在时间测量上,采用了精度极高的光电计时方法,但g的测量值仍和当地重力加速度的公认值相差较大,其百分差往往超过5%.…     

加速度为负一定是减速运动吗

对于变速直线运动，有人认为加速度为正值，物体一定做加速运动；加速度为负值，物体一定做减速运动．能否这样判断呢？要想弄清这个问题，就必须正确理解加速度的方向与正负的意义，及物体做加速运动还是做减速运动由什么因素来决定．     

气垫导轨上运动物体加速度测量方法的改进

利用计数计时测速仪测量气垫导轨上滑块运动的加速度,其测量精度直接依赖于2个光电门之间距离的测量,而在实验中该距离的测量往往不易达到很高的精度,致使加速度的测量精度不高.对计数计时测速仪的电路和单片机程序稍加修改,使之能测出滑块从一个光电门运动到另一个光电门所需时间,就无需测量2个光电门之间的距离,因而提高了加速度的测量精度,节约单片机的资源并缩短运行时间.     

巧用功能关系求物体加速度

本文介绍一种求物体运动加速度的方法,这种方法并不是简单地利用运动学公式,也不是利用牛顿第二定律,而是利用功能关系．我们知道,一个物体由静止开始做匀加速运动,经过位移s后,其末速度为v,则有关系     

用光电门测物体加速度的两类偏差分析

光电门是高中物理实验中常用来测量物体瞬时速度的一种仪器,其原理是用一段位移内的平均速度来近似代替物体的瞬时速度,进而可以测物体运动的加速度.这种代替有时过于粗糙,将造成加速度测量的偏差甚至错误.文章就时间的不精确和位移的不精确展开讨论,分析了两类偏差的成因.     

对一个力学平衡问题的讨论

力学中常见有下面一类的平衡问题:“重物A与 B的质量分别为mA及mB,用一通过滑轮的绳连接(滑轮和绳的质量均极小,可略去不计),此两物体可沿一固定三校柱面滑动,物体与柱面间的摩擦系数为μ,设角α及β均为已知(如图),物体的初速度为零,求重物的平衡条件。”答案一般为 笔者认为,此答案只在一定条件下方能成立,而且未把所有平衡条件尽数列入。现讨论于后。 我们知道,当物体做加速运动时,如果没有摩擦,坐标系正方向可以任意假设,求得之加速度如为负值,则表示该加速度与假设的坐标系正方向相反而数值相等,存在摩擦力时,如所得加速度为负值,就…     

平抛运动中物体速度的变化

本文就平抛运动物体的速度变化作一分析. 设平抛运动物体的初速度及t、2t、3t…末的速度分别为v0、v1、v2、v3…,由于物体竖直向下做自由落体运动,分速度为每单位时间t内增加gt,故v0、v1、v2、v3…的矢量关系可由图1表示.     

加速度为什么有方向

人教版《物理·必修1》中"加速度"一节虽教了很多遍,可这次备"加速度"一节怎么也备不下去,不同物体速度变化的快慢有差别,物体速度变化的快慢用加速度来表示,单位时间速度变化的多少又非常简单地表示出速度变化的快慢,其数学表达式     

基于3D打印与轨迹追踪探究最速降线问题

采用SolidWorks软件建立最速降线轨道模型,通过3D打印技术获得最速降线教具.再通过轨迹追踪软件Tracker分析实验过程中的轨迹、加速度随时间变化的关系,分析图像发现加速度随时间的增加而减小,并探究了从不同高度下落的物体运动的时间,证明了物体从最速降线的不同位置下落具有等时性.     

轻绳连接体的速度和加速度

多个物体通过轻绳,绕过多个静滑轮连接起来。含时形式绳子总长度对时间求导一次和二次,得到了这些物体速度和加速度的关系式。各个物体速度沿相对最近滑轮方向分量之和为绳子总长伸缩的速度。各个物体相对最近滑轮的径向加速度和向心加速度之总和为绳子总长伸缩的加速度。作为一个简单应用,对物理竞赛的3个例子,转动杆连线模型,两物体一滑轮模型,以及绳拉物体模型,作了推广。     

运用MUJ—ⅡB电脑计时器研究滑块的运动学问题

运用MUJ－ⅡB电脑计时器研究处于气垫导轨上滑块的运动情况,记录下各段预定位移的时间间隔及各点的瞬时速度,直观表现了滑块作匀加速运动的轨迹及特点,验证了滑块运动的速度公式,位移公式等。     

几个重要比例式的证明与应用举例

如果一个物体做初速度为零的匀加速直线运动,加速度为a,从运动开始时刻计时,设T为等分时间间隔,x为等分位移．请看以下几个比例式的证明与应用举例：     

科里奥利加速度的定量测量

本文介绍的实验，能定量地测量科里奥利加速度．所用的实验装置简单，易于操作．用一个普通的实验装置和一个火花计时器就可记录运动物体相对于旋转参照系的随时间连续变化的位置．直接根据平均速度和平均加速度的矢量定义，用简单的图解法，对实验数据作出分析就可直接得到轨道上每点处的科里奥利加速度矢量，并可明显地验证科里奥利加速度的关系式．     

工科《大学物理》教学中处理变质问题应注意的地方

本文讨论了经典物理中涉及运动物体质量变化的问题，分析了变质量系统所遵循的动力学方程（密歇尔斯基方程），并与物体惯性随速度变化的相对论效应作了比较。     

高速带电粒子辐射的经典行为

给出了以任意速度运动的带电粒子辐射功率的严格表达式及做准周期运动时的辐射阻尼力公式，论证了在无外力作用时，有辐射行为的带电粒子不可能做速度和加速度能复原值的周期（或准周期）运动，得到了辐射粒子做直线运动时速度随时间的变化关系。     

推导高速带电粒子辐射功率的一点改进

电荷作加速运动时,要辐射电磁波。高速运动电荷的辐射、与低速运动电荷的辐射比较 起来,有三点重要区别:①辐射角分布:低速时主要集中在与加速度垂直的方向;而变速时 主要集中在运动方向上。②辐射阻尼力:低速时远小于使它加速的外场力;而高速时可以远 大于外场力。③辐射功率:低速时只与加速度有关,与速度无关;而高速时不仅与加速度有 关,也与速度密切相关。 为了推导高速带电粒子的辐射功率,通常电动力学教科书采用的方法是比较复杂的,由 于学时有限,不少学校往往把这一部分删了。我们认为,这个问题在理论上和实践中都是相 当重要的。如果…     

工科《大学物理》教学中处理变质量问题应注意的地方

本文讨论了经典物理中涉及运动物体质量变化的问题，分析了变质量系统所遵循的动力学方程（密歇尔斯基方程），并与物体惯性质量随速度变化的相对论效应作了比较．     

基于光电技术的速度测量方法

根据光电鼠标成像定位原理,用红外激光二极管和光电鼠标导航芯片测量物体位移,用单片机定时器测量时间,计算得到物体运动的瞬时速率.该方法实现了对运动的物体进行非接触式测量,并可以获得物体的速度曲线和加速度曲线.