基于互联网的类单摆运动物体摄像测量系统设计

由于部分传统的测量方式在实际应用中存在接触性磨损、效率低、非实时等问题,远程实时摄像测量技术逐渐成为信息科学行业的热门研究。本项目设计了以Jetson Nano和Raspberry-Pi微处理器为核心的基于互联网的摄像测量系统,采用了模块化的设计方案,实现了对类单摆运动物体摆动角度和绳长的仿真与测量。设计系统测量结果准确率高、实时性好,对摄像测量技术具有一定的借鉴意义。

单摆运动模型

单摆运动模型是高中物理力学体系中不可分割的一部分,是一种重要、典型的简谐运动.本文从单摆运动的基本原理出发,多角度进行研究,以完备高中物理知识体系,为广大学生的学习提供帮助.1关于单摆做简谐运动的证明如图1所示,单摆运动的回复力由重力沿圆弧切线方向的分力F=mgsinθ提供.

无阻尼单摆运动方程的精确解

分别引进不同的未知函数的变换,将无阻尼单摆运动方程转化为等价的新未知函数及其导数为变元的多项式型的非线性常微分方程。这种常微分方程可用F-展开法求解。因这里的F-代表每一个Jacobi椭圆函数,所以F-展开法可以看作是Jacobi椭圆函数展开方法的概括或浓缩。无需计算Jacobi椭圆函数,得到了无阻尼单摆运动方程的14种借Jacobi椭圆函数、双曲函数和三角函数表示的精确解。

单摆运动的非谐振和弱阻尼修正

理想的单摆运动虽然简单却不实际,实际情况需要在理想情况的基础上进行修正和改进。但实际的单摆运动的分析求解将会导致没有解析解的椭圆积分。本文依据物理学的微扰思想,在分析实际单摆运动物理意义的基础上,采用微扰分析法给出了高阶修正的形式解,并在此基础上进一步考虑了弱阻尼的影响,得到了考虑了高阶修正和弱阻尼影响后的解析解,既体现了问题的物理意义,数学处理又比较简洁,结果表明所得到的结论是正确的。本文还对相关问题进行了讨论。

单摆运动的同宿轨道分岔、次谐分岔和混沌

用Melnikov方法研究具有弱阻尼与参数激励的单摆以及倒摆运动的同宿轨道分岔、次谐分岔和混沌现象 ,得到了发生同宿轨道分岔、次谐分岔和混沌的临界参数 ,并将所得理论结果与倒摆运动的实验结果进行了比较与讨论 .

具有库仑摩擦的非线性单摆运动过程的数值分析

文章研究了具有库仑摩擦的非线性单摆的运动过程数值分析方法,即将随运动量变化而变化的库仑摩擦力矩含在状态的程序数值积分过程中,给出了自由摆动过程和强迫摆动过渡过程的一般分析思想;并给出了具体算例,以表明分析结果的可行性,为精确系统模型中阻尼系数的确定提供了一种计算方法。

物理课件中单摆运动的动画制作

制作多媒体课件是计算机辅助教学中的重要内容，而课件的制作大都离不开动画的设计．以物理课件中单摆运动的动画制作为例，详细叙述了用ＷＩＮＤＯＷＳ中的画笔结合ＶＢ编程来实现动画效果的方法，具有简单、通用性好等特点．

单摆运动周期的近似解

导出了两个简单、实用、精度高的单摆运动周期近似公式 。

从两幅插图谈单摆运动的回复力

无论是中学物理还是大学物理讲简谐运动时,都要把单摆的运动作为简谐运动的一个典型例子.图1和图2分别为中学物理[1]和大学物理[2]中的代表插图.分析图形中摆球的受力情况,从而找出单摆运动的回复力,是中学物理和大学物理教学的共同思路.

大角度单摆运动问题的计算机模拟

文章利用常微分方程中常微分方程和计算方法的相关理论,用Matlab对单摆的非线性运动微分方程进行了数值求解,分析不同能量下的单摆的相空间轨迹,求解了最大摆角与周期之间的关系,并对已有文献中提出的一些近似周期公式进行了精确度的比较分析。

智能化单摆运动测量系统的设计研究

本文设计了一种智能化单摆运动测量系统,利用电容检测电路测量摆球运动时由于高度H变化引起的分布电容C1的微小变化,并将该微小变化转换为累积充电电压U2的数值变化,通过数据采集电路和数据分析软件实时获取任意时刻的瞬时速度和加速度,同时计算摆动周期.本装置结构简单,实验现象明显,能够实现单摆运动情况的实时测量.

单摆运动中的能量损失与实验验证

本文编译①自《Ｐｈｙｓｉｃｓｔｅａｃｈｅｒ》（见参考文献［１］），文章认为单摆运动能量损失来自三个方面：作用在摆球和摆线上的空气阻力以及悬挂点的摩擦，由此算得在一个周期内，阻力消耗的能量使摆球水平位移减小的数值。

单摆运动时周期的近似计算

导出一个简单实用且精度高的单摆运动周期近似公式．

小角度下单摆运动小量取舍浅析

小角度下单摆运动是简谐运动．这里就简谐运动证明给出一种新的方法，试图解决学习过程中遇到的困惑，并就小角度下势能表达式的得出过程小量取舍问题，尝试作理论阐释．

对单摆运动的理论分析

目前在普通物理实验中对单摆的研究局限在摆球摆动距平衡位置的角位移很小，使其满足条件（２），摆球运动近似看看成绕平衡位置的简谐运动，以数学分析的方法讨论了忽略阻力，在给定任意初始条件下摆球可能的运动形式，这种讨论在理论和实验中具有更广泛的意义．

战“疫”背景下大学物理实验课线上教学方案设计——以“DIY单摆运动实验”为例

受新冠肺炎疫情的影响,全国高校延期开学。为了保证疫情防控期间的教学进度和教学质量,教育部下令全面开展线上教学,实现“停课不停学”的目标。本文以“DIY单摆运动实验”为例,分别从前期准备、实验内容设计和实验考核方式等方面来设计大学物理实验课线上教学方案。该方案不仅可以培养学生的动手实践能力,而且还可以提高学生的自主学习能力和创新协作能力,从而达到应用型人才培养的目的。

求单摆运动周期的几种近似解法

求单摆运动周期的几种近似解法黄海宾多来年，笔者从事高等农林院校物理教学工作，实践证明，培养学生解决实际问题的能力是十分重要的。关于求单摆运动周期的习题，应用经典方法得出严谨的结论，在实际中，计算起来较繁杂。针对上述问题，以求解单摆运动周期为例，先给出...

对单摆运动周期计算的讨论

对单摆运动周期计算的讨论陆荷琴，葛宇宏（盐城商业学校２２４００１）（盐城建筑工程学校２２４００１）物理教学过程中，常常要涉及计算处于超重、失重状态和处于迭加场中单摆的周期，在特定条件下，这些单摆周期计算的结果，可能式．于是平时勤学好问的学生提出了：根...

发挥等效法在单摆运动周期问题中的大作用

观察单摆运动周期公式T=2πL/g可以发现,物体做简谐运动的周期与单摆的长度L、重力场强g有关联。在物理中经常会遇到一些类似单摆运动的运动,从中找到与单摆运动模型的相同之处,采用等效法能够直接借用单摆周期公式求解周期问题。下面就来探讨单摆、小车、斜面随机组合构成的类单摆模型中的周期问题。