从势能曲线分析周期性无阻尼机械振动

通过势能曲线分析，判知一维周期性无阻尼机械振动只能发生在总能量Ｅ直线与势能曲线Ｅｐ（ｘ）两个交点之间满足Ｅｐ（ｘ）≤Ｅ的区域．由此给出了振动周期Ｔ的一般算式．在质点因线性恢复力Ｆ（ｘ）＝－Ｋｘ作简谐振动时，周期与振幅无关．非简谐振动周期对振幅有一定依赖关系．给迂三个实例：Ｆ（ｘ）＝－ａｘ３时，周期与振幅反比，而在Ｆ（ｘ）取正弦或取指数型时．周期与振幅有更复杂的关联。     

Ma t h ema t i c a模拟简谐振动的合成

按照一维、 二维相互垂直和三维相互垂直3种情形, 运用 Ma t h e ma t i c a软件分别模拟了同频率和不同 频率的简谐振动合成. 直观地显示了不同情况下简谐振动合成的结果, 不但可以加深学生对各种简谐振动合成的 理解, 还可以提高学生的学习兴趣     

MA P L E软件在简谐振动教学中的仿真设计

简谐振动的合成是大学物理课程中非常重要的一部分. 利用 Ma p l e软件对不同情况下简谐振动的合 成进行仿真设计, 使枯燥的数学公式和物理规律变得形象、 直观. 有助于学生对知识的理解, 提高物理教学的效果 和质量     

基于Matlab Simulink的物理实验——简谐振动仿真研究

以简谐振动和阻尼振动仿真为例介绍了用Simulink对物理实验进行仿真建模的方法。给出了位移、速度等振动曲线;可对振动过程中的动能、势能以及机械能进行监测。体现出Simulink仿真物理实验的优越性。     

大学物理教学中对大角度单摆的介绍

大学物理的教学在简谐振动部分介绍了小角度单摆,但没有介绍摆角较大时单摆的运动.利用Matlab研究了大角度的单摆运动,得到了大角度单摆的运动曲线,曲线表明,尽管摆角较大时单摆不再做简谐振动,但其运动曲线看似余弦曲线,且具有一定的周期性;文章给出了小角度单摆的相图及其与实际摆动的对比动画;对大角度单摆运动的相图进行了分析,说明在摆角较大时单摆的运动将不同于简谐振动而更加复杂.在此基础上,探讨了如何把所得结论引入到大学物理教学中,以加深和拓展学生对单摆运动的理解.     

WKB波函数连接公式的初等推导与一维势阱势垒的WKB近似解

本文用初等方法导出ＷＫＢ波函数的连接公式，其要点是在转折点邻近，用阶跃型势能曲线代替真实的势能曲线。给出了求一维势阱能级及一维势垒穿透因子的方法与结果。方法简便，可供初等量子力学与普通物理教学参考。     

用激光扫描法演示简谐振动图像

针对传统探究简谐振动图像的实验存在的不足,重新设计了实验装置,该装置利用半导体激光为光源,巧妙地将竖直方向的简谐振动和水平方的往复运动进行合成得到了简谐振动图像。通过观察屏幕上光点振动展开后形成的正弦(或余弦)曲线的全过程,可方便学生更好地理解简谐振动图像的形成原理。     

高速相机在弹簧振子实验中的应用

弹簧振子实验是高校中广泛采用的研究简谐振动规律的实验项目,本文将高速相机引入弹簧振子实验中,并在2013年对我校12级黄昆班的理科物理实验Ⅰ中进行了教学实践.从效果来看,学生通过高速相机的使用,对振子的运动形式进行了直观的实验观察,通过实验同学们对振子运动过程中的能量转化、空气阻尼对振子运动的影响、振子运动与单摆运动的耦合等实验现象进行了分析和讨论,切实加深了对简谐振动运动形式的理解.     

气垫弹簧振子简谐振动正弦曲线合成演绘仪

针对传统简谐振动图像演示仪存在的不足,气垫弹簧振子简谐振动正弦曲线合成演绘仪利用气垫导轨,在弹簧振子上安装一强激光器,在气垫导轨的前端安放一热转印卷纸的走纸机构,当弹簧振子在气垫导轨上作简谐振动时激光器跟随振子一起运动,强激光打在匀速向上运动的卷纸上,两运动一合成得到简谐振动正弦曲线图像。仪器结构简单,操作方便,学生能很好理解简谐振动曲线的形成过程,演示效果好。     

利用数字示波器演示简谐振动的叠加

用时间的单一谐和函数,即一个余弦或者正弦函数描述的简谐振动,是物理学中最简单、最基本的振动。利用数字任意波信号发生器和数字示波器,分别演示了同方向同频率、相互垂直的同频率以及同方向不同频率的两个简谐振动的合成。在教学过程中通过上述直观演示,有助于学生对简谐振动中振幅、周期、频率以及相位等基本概念的认识,同时对振动的叠加也有更深入的理解。     

基于Vpython的简谐振动合成可视化研究

二维三维简谐振动的合成是个复杂且抽象的物理问题,使用Python的3D模块Vpython对简谐振动合成进行了可视化模拟,形象直观地展示了简谐振动合成所形成的李萨如图形,并简单讨论了李萨如图形与频率相位的关系.     

学生课堂思维活动的研究对医学物理教学改革的启示

我国在大学普通物理及医学物理教学研究中都较少从学生角度进行研究,本文利用现象学的研究方法,通过具体的医学物理教学实验,观察学生解答情况,研究了学生在运用物理知识分析问题和解决问题时的思维活动。研究显示学生在学习和运用医学物理知识的过程中遇到了几乎相同的困难,问题的表征方式、思维定势和固着是造成学生产生相同学习困难的因素,这些因素阻碍了学生对知识的理解和运用,影响了学生对问题的分析和解决,在此基础上对我国"新医科"建设背景下的医学物理教学与教学改革提出了建议。     

正弦简谐振动的旋转矢量图示及应用

类比余弦简谐振动的旋转矢量图示表示法,本文给出了正弦简谐振动的旋转矢量图示,并将其应用到简谐振动问题中,得到与采用余弦简谐振动的旋转矢量图示时一致的结果。这一旋转矢量图示在简谐振动中应用的新思路,在大学物理教学中具有较好的实用价值。     

多个物理摆振动实验

本实验用多个物理摆研究简谐振动及其合成以及受迫振动、阻尼振动、用合振动等各种振动现象，获得了一些新的合成振动曲线，具有教学和科研价值．     

势能及相关概念

合理处理高中与大学物理教学的关系,使二者无障碍衔接是当前高校基础物理教学普遍关心的问题.本文以势能概念作为载体,试图从势与势能、势能与保守力以及与势能相关的能量转换这3个方面说明如何在现有中学物理教学的基础上使学生在大学阶段能正确、深入地理解、掌握基础物理的基本概念和基本规律.重点强调势能并非单个物体的性质,而是反映物体间相互作用的体系的性质.并具体以势能为态函数为例反映物理学各个分支间的有机联系,说明表观上不同的物理现象可以用相同或相近的概念或规律描述.     

简谐振动实验中相关物理量间的关系与能量守恒的研究

介绍了如何较为精确地在气垫导轨上测量滑块做简谐振动时的速度、周期、弹簧的等效质量和劲度系数等物理量。利用焦利氏秤对实验中的三对弹簧进行测量,通过逐差法计算得出弹簧的等效质量和劲度系数,其结果和气垫导轨实验所得结论符合较好。在此基础上,对实验中物理量之间的关系进行定量研究,得到周期与振幅无关、周期的平方与滑块的配重块质量呈线性关系。分析了气垫导轨测量速度产生误差的原因,在对测得的速度进行修正后,通过多组实验验证了简谐振动过程中机械能是守恒的。利用Origin软件绘制曲线描述物理量之间的关系和能量变化趋势,生动形象地展示了实验中存在的规律,有利于学生更好地理解实验结论,对实验教学效果有一定的促进作用。     

利用量纲分析从弹簧振子的能量直接推导单摆的能量

水平放置的弹簧振子是有关教材中讲解简谐运动的常用例子,该系统具有弹性势能和动能,其能量随时间及振幅变化的特点常被用于代表简谐振动。单摆是另外一种作简谐振动的例子,单摆具有重力势能和动能,从弹簧振子的能量公式并不能直接导出单摆的动能及势能等表示式。为解决这一问题,本文从弹簧振子的能量表示式出发,根据量纲分析,推导出了作简谐运动的单摆的能量表示式。对比利用量纲分析得到的结果与直接从单摆计算得到的结果,可以发现它们完全一致。     

论单摆的运动与简谐运动的关系

现行高中物理教材中通过弹簧振子模型的运动方式的分析建立了简谐运动,论证了单摆在竖直平面内的小角度摆振动可以看作是简谐振动.教学过程中发现学生学习了这一内容后,对简谐振动产生     

高等教育自学考试物理专业试用力学课程考试大纲(草案)

(接上期) (七)固体的弹性 应力和应变. 拉伸和压缩形变、胡克定律、杨氏模量、形变势能、 切变、切变模量. *弯曲和扭转.说明: (1)正确理解应力和应变概念. (2)掌握伸缩形变和切变这两种基本形变及其规律——胡克定律.对杨氏模量、切变模量、泊松比等弹性模量有一般了解. (3)结合伸缩形变熟悉形变势能. (4)弯曲和扭转形变不作为基本要求. (八)振动 简谐振动系统的动力学特征.运动微分方程. 简谐振动的运动学方程.振幅、周期和频率、位相和初位相.简谐振动的振幅矢量图。 简谐振动的能量. 简谐振动的合成、拍、互相垂直的两个振动的合成. *振…     

试论培养中学生物理语言表征问题能力的思维操作要求

中学生物理语言表征问题能力的培养具体体现为思维方式的培养. 通过建立三维空间系统框架, 立体 呈现物理思维方式与物理语言表征问题的基本方式及行为动词、 物理语言表征问题能力及反映其强弱的标准词语 的关系. 阐释了每种思维方式及教学操作要求, 例析了其在物理教学中的运用