单摆测重力加速度的修正公式

本文考虑了摆角的大小。摆线的质量，摆球的质量分布及空气的浮力等因素后，对单摆测重力加速度g的计算公式作出了修正．     

单摆摆锤偏心引起的测量误差分析

给出了偏心存在的情况下单摆的运动方程及其线性近似解，以及对测量精度和测量方法的影响．通过计算机数值计算，给出了典型参数下的单摆运动．结果表明，只要偏心量被控制在某一区域以外，单摆仍然以某一单一频率为主作振动，这时，偏心量导致的系统误差仍可控制在一定范围以内．     

单摆法测重力加速度的修正公式分析

单摆法测重力加速度是物理学中一个传统的实验,方法简单易操作,且容易测得较精确的g值(在不考虑空气浮力、空气的粘滞阻力、l r及θ角较小的情况下)。实验中我们使用的是近似公式T=2πlg忽略(1 ξ)[1]项,许多学生均不知ξ代表什么?更不清楚其物理含义,文章根据其物理思想并用数学的方法对ξ项进行了研究,能使学生全面理解和掌握单摆法测周期的公式含义。     

单摆混沌现象的研究

利用MATLAB软件强大的数值计算功能,使用龙格库塔法严格求解无阻尼单摆和有阻尼单摆的运动方程,研究单摆摆长、阻尼系数和初始摆角对单摆运动的影响．研究结果表明：单摆的周期与初始摆角有关,单摆周期随初始摆角的增大而增大;当两种单摆的参数取值处于某些范围肘,均能出现混沌现象;阻尼单摆在正阻尼条件下演化出随机吸引子,在负阻尼条件下演化出随机排斥子．通过计算不同参数值的单摆方程,发现单摆的运动对初始摆角、阻尼系数有很强的依赖性．最后提出了一种衡量混沌系统敏感性的量化指标——敏感系数,计算结果表明,初始摆角、单摆摆长、阻尼系数均能影响单摆的敏感系数．     

单摆混沌现象的研究

利用MATLAB软件强大的数值计算功能,使用龙格库塔法严格求解无阻尼单摆和有阻尼单摆的运动方程,研究单摆摆长、阻尼系数和初始摆角对单摆运动的影响.研究结果表明:单摆的周期与初始摆角有关,单摆周期随初始摆角的增大而增大;当两种单摆的参数取值处于某些范围时,均能出现混沌现象;阻尼单摆在正阻尼条件下演化出随机吸引子,在负阻尼条件下演化出随机排斥子.通过计算不同参数值的单摆方程,发现单摆的运动对初始摆角、阻尼系数有很强的依赖性.最后提出了一种衡量混沌系统敏感性的量化指标——敏感系数,计算结果表明,初始摆角、单摆摆长、阻尼系数均能影响单摆的敏感系数.     

人体行走过程中上肢运动仿真及生物力学特征分析

为了分析人体行走过程中上肢运动状态的影响因素,对正常步态下人体上肢运动仿真模型与理想单摆模型进行了对比分析.以7名(4男,3女)步态无异常的志愿者为研究对象,采集人体测量学参数,建立上肢理想单摆模型.采用运动捕捉系统及肌电测量系统,对志愿者常速(1.2 m/s)步行下的上肢运动以及肩关节周围6组肌肉的肌电信号进行同步测量,并基于所测运动学参数对人体行走中上肢运动进行仿真,计算实际肩关节角位移和角速度,分析相关肌肉的肌电信号特征.理想模型与实际测量结果比较表明,不同志愿者在同速行走过程中上肢的摆动周期相近,各相关肌肉肌电信号随摆臂而周期性变化,上肢实际最大摆动角速度均大于理想单摆角速度.证明摆臂过程中肩关节周围相关肌群驱动力大于肩关节阻尼.     

关于单摆实验最大摆角的讨论

在利用单摆测重力加速度实验中,有复摆、空气浮力、空气阻力、摆角等多种误差因素。最大摆角的选择应将这些因素综合起来分析,否则将有失偏颇。在一种普通的实验方案下,本文针对两种情况,借助Mathematica软件,计算出了最大摆角的值。     

新型浮式浮力摆波浪能装置运动特性试验研究

针对目前已有的坐底式浮力摆波浪能发电装置,设计开发了一种新型的浮式浮力摆波浪能发电装置,将摆板其铰接于一个浮式基础上.对这种新型装置进行模型试验研究其运动特性.采用1∶4缩尺比制作摆板和浮式基础的试验模型,通过测量摆板和浮式基础模型在不同波浪和不同吃水下的运动响应,研究了摆板的固有运动特性以及不同环境参数对浮式浮力摆波浪能发电装置运动特性的影响规律,评估了此种新型浮式浮力摆波浪能发电装置的发电作业能力.结果表明:摆板的摆幅明显受到波浪周期的影响,浮式基础的运动幅值较小,稳定性较好,上部摆板在不同潮位下均可以正常发电,证明了浮式浮力摆波浪能发电装置是一种可行的方案.     

电场对单摆动力学行为的影响

设计了一个存在外电场影响的单摆实验装置,并依此建立了运动学方程,采用线性稳定性的分析方法找出了其运动平衡点,且对平衡点稳定性进行了分析,利用计算机数值计算同时结合多种分析方法,得出了电场影响下单摆运动的一些新的特性。     

大角度单摆运动的周期研究

对单摆运动进行了讨论。单摆的周期是物理学中的一个基本问题,通过力学分析,建立了单摆的动力学方程,用机械能守恒定律分析了单摆周期,并给出了精确公式。利用三角函数作为一种近似方法,对单摆的动力学方程进行了简化,给出了大角度条件下单摆运动的周期的近似公式。对近似公式和精确公式进行了对比,最后进行了数值计算,结果表明,所得到的单摆运动周期的近似公式在大多数情况下都与精确公式符合的很好。     

新型木棉纤维集合体的浮力性能

研究了采用新方法制作的木棉浮力材料的浮力性能.由于不均衡的结构导致浮力变小,因此研发了由空气梳理法和机械混合法联合制造的新型木棉浮力材料,并比较了这种材料和手工铺絮木棉浮力材料的浮力性能.同时,研究了新方法中切断、加热、形成木棉浮材的一步法过程对浮力性能的影响.结果显示,只有切断会导致浮力损失率的提高,其余对浮力性能都没有影响.这种新的加工方法可以改善木棉集合体的浮力性能.     

大摆幅单摆的运动研究

详细讨论了单摆的运动情况,指出了两种不同的单摆(刚性摆和柔性摆)在大摆幅的情况下运动的区别。并与小摆幅的情况做了对比,从而对单摆的运动规律有了一个更加完整的认识。     

拉脱法测量液体表面张力系数实验装置的改进

对用力敏传感器测量液体表面张力系数仪器进行研究,利用连通器和浮力原理对原仪器的升降装置进行了改进,提高了仪器的稳定性和重复性。同时将待测液体和吊环封装在玻璃容器中,消除了空气的流通对实验的影响,减少了实验误差。     

基于智能手机的单摆实验创新设计

利用智能手机视频录制功能与视频分析软件相结合,对单摆运动实验进行了创新设计,对单摆运动的y－t图像分别进行傅里叶分析和数值拟合,计算单摆运动的周期。该方法简单易行,精确度高。将其应用于实际教学,效果好,学生实验兴趣高。     

气浮结构的浮态和运动特性分析与试验

研究了筒型基础结构气浮的浮态和运动特性。假设浮筒内的空气为理想气体 ,导出了气浮力的计算式 ,建立了气浮结构静稳态的分析方法和浮态参数的计算方法。按单自由度刚体弹簧体系求得了气浮结构升沉运动的固有周期 ,并对气浮结构的动态特性进行了分析。浮态理论计算结果与模型试验和现场试验数据吻合。文中引进的气浮力折减因数体现了气浮体的恢复力刚度系数与普通浮体的差异 ,该参数对气浮体的浮态、稳性、运动特性都有很大的影响。     

重力加速度测量三种方法的比较研究

重力加速度的准确测量对于物理学、大地测量学、计量学来说,都有着十分重要的意义,而目前测量重力加速度的方法有许多种,在此就一些测量重力加速度的常用方法以及自行设计的方法进行探讨.研究结果表明:3种方法中操作比较简单的是自由落体法;但是从相对误差看,自由落体法的相对误差Eg=2.05%,单摆法的相对误差Eg=0.2515%,而平抛运动法的相对误差Eg=2.29%,即单摆法的相对误差最小.     

单摆的混沌运动

采用相图方法和庞加莱截面法描述单摆的复杂运动,研究单摆运动中的分岔、混沌等非线性特征     

太阳能混合动力气囊机身验证机

太阳能混合动力气囊机身验证机是一种绿色环保的新型飞行器,通过覆盖机身的太阳能电池板将太阳能转化为电能并储存在高效的锂电池中,电池中储存的电能稳定释放,在飞行过程中通过锂电池和太阳能提供飞行动力。在验证机机身中,采用合理结构设计,将充有低于空气密度的气囊安装在飞机机身内部,进而利用空气浮力抵消机身重量,降低能耗。验证机符合新能源开发的应用前景,采用多种手段降低能耗,增加航程,具有积极的实践意义。     

单摆振动分析

研究单摆的非线性振动,从是否有无阻尼和驱动力方面来分析它们对单摆运动的影响;用第一类完全椭圆积分求出了单摆振动的周期;利用MAPLE9.0作出了单摆周期随参数θ0的变化曲线以及在不同情况下单摆的相图.所得结论为:周期随参数的θ0增加而增加;当f取变值由小到大时,非线性振动的相图会出现由单周期解→倍周期解→四周期解…混沌→单周期解….     

复杂单摆的KAM理论

建立了一类复杂单摆的运动方程.首先利用一个动量守恒的首次积分将二自由度系统转化为单自由度系统,然后利用KAM理论,将重力能量作为小扰动项,研究了复杂单摆的运动规律.研究表明:当重力能量与总能量相比很小时,或者单摆总能量充分大时,复杂单摆的KAM不变曲线仍然存在,整个系统做拟周期运动,扰动系统仍然具有无重力系统的运动规律...