自由落体作用下不同刚度楔形体板架结构响应特性的仿真及试验研究

目的分析艏部板架结构在砰击载荷作用下的极限承载能力。方法将艏部简化成二维楔形体板架形式,并基于ALE流固耦合对具有2种不同加筋刚度的楔形体板架的砰击响应开展数值仿真分析,预报不同位置的砰击压力和结构塑性变形的变化规律。为验证数值仿真结果的准确性,分别对角钢和T形材这2种加筋板结构开展自由落体砰击试验。结果数值仿真结果与试验测量结果吻合较好。其中,试验与仿真的塑性应变最大误差的测点发生在加强筋的面板和腹板,分别为17.06%以内和17.50%。此外,在相同砰击载荷的情况下,2个模型的应变量值都在相同的数量级中。结论无论是试验结果还是仿真结果,带T形材加筋板的结构响应更大,这说明砰击载荷作用下T形材抵抗变形的能力要比角钢更强。

促进科学本质理解的教学路径研究--以“自由落体运动”教学为例

本轮新课程改革已将科学本质纳入高中物理学科核心素养体系,标志着我国对科学本质的认识已从理论层面上升到实践层面。如何将科学本质融入物理教学之中,是高中物理教师亟待探索的主题。从“轻重物体谁下落得快”这一古老话题入手,将科学知识回归于历史长河,显化教学内容的科学本质内涵,分析传统教学的不足之处,采用针对性的教学策略,让学生经历不断更新、不断完善的建构过程,探索促进学生科学本质理解的教学路径。

核心素养下PBL教学法在五年制高职物理教学设计中的应用——以自由落体运动教学设计为例

研究PBL教学法在五年制高职物理教学设计中的应用,介绍结合学情制定PBL教学法的教学设计方案、案例和注意事项。实践证明,PBL教学法在五年制高职物理课中的应用在一定程度上锻炼了学生的合作交流能力、科技创新能力和实验探究能力,符合当下教育要求,希望能为五年制高职物理课程改革提供一定的参考。

基于Tracker软件的传统物理实验教学优化——以“自由落体运动”实验为例

以“自由落体运动”实验教学设计为例,将打点计时器与Tracker软件进行对比,在传统物理实验的基础上,运用Tracker软件对物理实验教学的不足之处进行优化,以提高物理实验教学质量.

基于孟克-奥斯本教学模式的“自由落体运动”教学设计

核心素养是在达成教学目标基础上逐渐形成的,物理学史教学在培养学生的科学思维、科学精神方面有着独特的优势。在涉及物理学史的教学中,孟克-奥斯本教学模式能够将学史与实验探究相结合,有效实现既定目标。以“自由落体运动”为例,采用孟克-奥斯本教学模式,有机构建教学框架进行教学,提升学生科学思维与科学探究能力,促进学生对科学本质观的认识。

“伽利略对自由落体运动研究”实验的复现与改进

以“伽利略对自由落体运动研究”的实验为基础,通过自制轨道,利用铃铛和节拍器计时,得到了相邻相等时间间隔位移差相等、相同倾角下x/t^(2)为一定值、相同长度下t^(2) sinθ为一定值等结论,且比较自然地推广到了竖直下落的场景.取得了较好的教学效果.

指向科学探究素养的“自由落体运动”教学设计与反思

本文从对“科学探究”素养解读开始,设计并实践以“自由落体运动”为例的科学探究课堂,展开教材和学情分析、设计教学目标和过程,并在课堂实践“概念初见、实验探究、信息收集、改进方案后的实验探究、师生小结自由落体加速度、应用自由落体运动规律”,以此培养学生的科学探究,落实核心素养。

汲取“伟人”智慧,创新“素养”提升--利用Tracker和 Origin软件探究自由落体运动

伽利略对于自由落体运动的研究囊括了数学推理、实验验证和思想外推.本文汲取“伟人”--伽利略的自由落体运动研究的思想,并以现代技术手段--Tracker软件获取数据和Origin软件处理数据为抓手,创新自由落体运动的探究过程,促进学生科学探究和科学思维等学科核心素养的提升,以期专家和同行指正.

培养学生实验和逻辑推理结合的科学思维方法——以“自由落体运动”为例

本文以“自由落体运动”为例,从伽利略留给我们的宝贵财富——科学思维方法(实验和逻辑推理结合)出发,探讨教师设计问题情境,结合研究物理问题的方法;学生根据问题情境,动手设计物理实验,分析实验结论,结合逻辑推理思维,最后形成研究物理问题的科学思维方法.

探究性学习模式在高中物理教学中的应用——以“自由落体运动”教学为例

探究性学习模式不仅符合科学教育的本质要求,还能有效培养学生的动手能力和创新思维。因此,文章以“自由落体运动”教学为例,探索探究性学习模式在高中物理教学中的应用策略。要有效运用探究性学习模式,高中物理教师应利用多媒体资源展示物理现象并提出驱动性问题,引导学生进行分组合作实验,指导学生运用信息技术进行数据分析与建模,鼓励学生将探究结果迁移到生活。这种教学不仅能够激发学生的学习兴趣和动机,还能培养他们的批判性思维、团队合作精神以及解决实际问题的能力。

绝对重力仪研制中一种新的自由落体轨迹重建算法

真空系统中落体做自由下落运动的轨迹重建算法,是进行拟合求解绝对重力测量结果的关键步骤之一.在自主研制小型高精度激光干涉绝对重力仪的过程中,基于目前高速发展的数字测量技术,提出一种自由落体轨迹重建的算法.其基本原理是:首先通过高速采样,得到落体自由下落过程中产生的一系列数字化的激光干涉信号;其次通过数字处理算法提取干涉信号每次过零前后采样点的时间坐标;然后按照相同的下落高度均分这些过零点,得到落体运动轨迹上的"时间-位移"坐标,从而重建落体轨迹.模拟实验表明,该算法时间平均误差在±0.01ns范围以内,由此引入的计算测量重力加速度平均误差为5.2×10-12m/s2,一次完整测量循环的时间为15s,计算时间为2.5s.该结果保证了高精度绝对重力仪研制中对测量速度和计算精度的要求.

自由落体条件下三元Ni-Pb-Cu偏晶合金的快速凝固

在自由落体条件下研究三元Ni62Pb30Cu8偏晶合金的相分离与快速凝固。XRD分析结果表明;凝固组织由固溶体(Ni)和(Pb)两相构成;随液滴直径减小,三元Ni62Pb30Cu8偏晶合金从壳核组织演变为(Pb)相颗粒分布在(Ni)枝晶间的组织;在形成的壳核组织中,表面张力较小的(Pb)相始终占据最外层,有利于降低表面相和体系总吉布斯自由能。能谱测定发现,在固溶体(Ni)和(Pb)相中,溶质截留效应十分显著。采用传热模型计算了不同直径液滴的冷却速率与过冷度,二者均随液滴直径的增大而减小。理论分析了合金液滴的内部温度梯度与第二相L(Pb)液滴的Maragoni迁移,发现第二相L(Pb)液滴充分实现二次相分离。在自由落体条件下,合金液滴的最终凝固组织由冷却速率、表面偏析、Marangoni迁移和(Ni)枝晶生长共同决定。

等截面悬臂梁自由落体冲击实验分析

对等截面悬臂梁受静载荷和自由落体冲击作用两种情况下的受力状态进行了理论分析;同时对组合式材料力学多功能实验台进行升级改造。通过加装支座、伸缩杆、滑轮以及落锤等工装,使其实现自由落体冲击实验的功能,利用XH5699动态信号测试分析系统对等截面悬臂梁进行静态的和自由落体冲击下的实验。最后,利用ANSYS软件对等截面悬臂梁进行了静动态的有限元分析。结果对比表明:静载荷作用下理论、实验和ANSYS模拟结果基本一致,误差约1%;动载荷作用下实验和ANSYS模拟所得结果误差约5%。可见在相似情况下,ANSYS模拟结果可以近似分析悬臂梁受力状态。

船艏自由落体砰击载荷模型试验研究

本文对船艏自由落体砰击载荷进行了模型试验研究,根据不同的落体高度与入水角进行了多次试验,研究了落体高度、入水角等因素对入水速度、砰击载荷及结构响应的影响。研究结果表明:船体入水速度、砰击压力、结构响应等随着落体高度的增大而增大;模型入水过程中,各测量点砰击压力峰值发生时刻存在一定的时间差;结构响应峰值发生时刻也存在一定的时间差;由于斜升角较小,球鼻艏底部的砰击压力峰值最大;外飘区域的砰击压力最大值仅为球鼻艏底部的30%~50%;同一水线面上,从船艏模型艏端向艉端砰击压力峰值逐渐减小;对同一横剖面,外飘下部区域的砰击压力峰值大于外飘上部区域的砰击压力峰值;由于砰击压力对外界影响因素非常敏感,砰击压力与结构响应具有一定的离散性。

大鼠自由落体脑外伤模型的应用及其针刺治疗的研究进展

对大鼠自由落体脑外伤模型的应用及发展进行了总结,并从中西医结合的切入点—针灸方向,阐述其治疗机理。研究发现,针刺腧穴可增加脑血流量,可恢复T/K的失衡水平,并能促进一氧化氮生成,使其比例趋于正常,从而保护血脑屏障,延缓并减轻脑水肿形成和发展。相关研究,应在内源性损害因子、内源性脑保护因子、血脑屏障及其相关蛋白的变化等方向应更加深入。

抗差估计在自由落体式绝对重力仪中的应用

针对自由落体式绝对重力仪中的异常数据,提出抗差参数估计的数据处理方法。对比分析传统最小二乘拟合与抗差最小二乘拟合计算的重力值,结果表明,抗差参数估计通过合理调整权重因子抑制了异常数据的影响,提高了重力测量精度。

利用嵌入式微控制器进行自由落体运动实验改造

介绍新研制的普通物理实验系统的一个组成部分———自由落体运动实验系统.它以嵌入式微控制器为测量装置核心,以时分多路复用方式为各组学生提供测量服务,大大提高了实验仪器的利用率,降低了实验室建造费用;计算机的加入,直观、形象地反映了实验的规律,提高了实验教学效果.

用自由落体法测量重力加速度的实验误差分析

本文对用自由落体法测量重力加速度的实验误差进行了分析,确定了使误差最小的实验测量条件,并对测量不确定度进行了估算。

自由落体实验仪的改进

利用电磁感应原理对传统的自由落体仪进行了改造,解决了电磁铁剩磁的影响,光电门发射光束不是水平射入接收器件,小球下落时挡光部位不在同一位置带来的测量误差及小球下落时不能准确挡光等缺点.