指向高阶思维的初中物理实验探究学历案设计研究——以摩擦力的大小与哪些因素有关为例

实验探究是初中物理学习的重要内容,是获取物理知识的重要手段,也是提升学生学科核心素养和思维能力的重要方法。文章提出了指向高阶思维培养的实验学习路径、实验探究学历案的关键栏目和学历案的编制路径。并以“探究—摩擦力的大小与哪些因素有关”为例,展示了指向高阶思维培养的初中物理实验探究学历案关键栏目的具体撰写方法。

"静摩擦力的大小"教学片段的思考与创新设计

静摩擦力的大小是高中阶段看似简单,实则复杂的问题,是解决重叠物体临界问题的基础,只有清楚静摩擦力的变化,才能清楚重叠物体问题中静摩擦力和最大静摩擦力的关系。本节课旨在通过实验让学生更直观地感受静摩擦力大小的变化,同时渗透科学思维方法、培养学生的科学探究能力。

具体问题具体分析——静摩擦力的大小和方向的确定

静摩擦力是高中物理教学的重点，也是难点．学生遇到静摩擦力问题往往无处下手，无所适从．做题时盲目性、随意性很大．究其原因，就是因为静摩擦力的方向是由外力和物体的相对运动趋势决定的，而其大小也没有具体的计算公式，这就要求我们必须针对具体问题做出具体分析，由此才能做出正确的判断．

滑动摩擦力的大小与接触面积的大小有关系吗

对摩擦力的产生在原子层面上作了阐述，顾及到高中生的知识面，还运用反证法作了深入浅出的解释．

自制“直观测量摩擦力的大小”实验仪器

在测量摩擦力大小实验中存在难以读数,以及拉动木块时难以保证木块匀速运动的困难,从而影响计算机的显示,为实验达到更好的效果而设计本仪器.

任务目标驱动下初中物理实验型探究课的教学策略——以“探究摩擦力的大小与哪些因素有关”为例

本文以"探究摩擦力的大小与哪些因素有关"为例,从如何引入任务、分析分解任务和任务实施解决及评价等角度,探究了任务驱动教学法在初中物理实验型探究课中的实施方案,该方案能促进学习者主动建构新知识体系,同时对原有的经验改造和重组,对提高学生的学习主动性与创新思维具有一定的借鉴意义.

《探究—摩擦力的大小与什么有关》教学设计

一、教材分析《摩擦力的大小与什么因素有关》是初中物理力学部分的重要内容。本节课既要让学生体验摩擦力的存在,又要探究摩擦力的大小与哪些因素有关,并且要了解摩擦力产生的原因,还要知道增大或减小摩擦力的方法及其在实际生活和生产中的应用;另外,本节课是一堂比较完整的科学探究课,在其中涉及了控制变量法、间接测量法等物理学研究方法,是一节集物理规律、物理现象、生活中的物理于一体的课,

浅析摩擦力的大小和方向

摩擦力是现实生活中常见的,也是物理教学中的重难点知识。实际教学中,学生对摩擦力的有无、大小、方向常感到困惑,影响了学生下一步物理知识的学习。文章结合教学实践对摩擦力的大小和方向进行分析探讨。

如何正确理解摩擦力的大小和方向

摩擦是一种常见的现象。摩擦力包括滑动摩擦力、静摩擦力、滚动摩擦力。在初中阶段重点能够掌握滑动摩擦力和静摩擦力的有关知识。

如何计算静摩擦力的大小

静摩擦力是一种被动力，其大小与方向跟受力物体的运动状态密切相关．应根据静摩擦力的大小与方向，计算静摩擦力的大小．

考虑摩擦力作用的局部缺陷角接触球轴承振动特性研究

为了更详细地描述含局部缺陷角接触球轴承(ACBB)在实际运行时的动力学行为,提出了考虑弹流润滑(EHL)影响的ACBB综合刚度模型,同时将考虑自旋运动的油膜厚度与接触变形相结合,并且引入滑动摩擦力,建立了含局部缺陷的ACBB动力学模型,分析了滑动摩擦力以及不同参数与轴承动力学响应的关系.结果表明:考虑自旋时,最小油膜厚度有所减小,油膜刚度增大,会使轴承的总接触变形和摩擦力略有增大;考虑摩擦力影响时,轴承故障特征频率幅值增大;随着缺陷尺寸和载荷的增大,轴承故障特征频率不变,幅值增大;主轴转速增大,轴承故障特征频率增大,幅值变化.

例析传送带模型中的摩擦力突变问题

传送带模型是以真实物理情景为依据的理想模型,以传送带模型为载体的试题是理论联系生产、生活与科技的典型问题,在各级各类考试中出现的频率都很高。

基于传统滑雪板的可穿戴式雪上摩擦力在线测量装置研究

竞技滑雪运动中雪上摩擦阻力影响运动员比赛成绩,而雪上摩擦影响因素众多,雪上摩擦阻力评测一直是冰雪竞技运动中的一大挑战.本文中设计了1种基于传统滑雪板的可穿戴式雪上摩擦力在线测量装置,将多个三分量传感器合理布置在传统滑雪板上,通过有线连接的方式,结合数据采集卡,对3个分量的力信号进行监测、采集和保存,并通过终端电脑实时反馈力信号变化.实验室静态测试中,该装置具有稳定的力学信号输出,并给出准确的摩擦系数测试结果.在模拟雪场测试时,其能够准确地评估不同雪上减阻蜡的润滑性能及其耐磨性能,还能够监测自由式滑雪运动中的犁式制动和犁式转弯等常规技术动作.该装置输出的力信号具有高精度和高灵敏度特性,为滑雪运动中雪上减阻蜡的性能评价、运动员施力动作监测等给出了1种可行方案.

考虑关节摩擦力的打捆机构动力学建模

为了减小钢铁生产的能量消耗,文中提出了一种基于折展机构的打捆机器人以降低打捆作业能耗。首先,基于棒材打捆轨迹设计了一种新型的打捆机器人,分别建立了打捆机构的位置正反解模型,并通过算例对其进行验证;基于牛顿-欧拉法对打捆机构各组成单元进行动力学分析,建立了整个打捆机构考虑关节摩擦力的动力学模型;采用AD⁃AMS软件对打捆机构进行动力学仿真。理论和仿真结果表明:在考虑关节摩擦的情况下驱动力的差值明显大于理想状况,揭示了实际打捆工序中考虑摩擦力的必要性。所建立的动力学模型可为整个机构的能耗优化设计提供了理论基础。

机器人重力与摩擦力的精确辨识研究

提出了一种基于电流估计的机器人重力及摩擦力辨识方法,具有辨识简单、快捷、精确的优点。建立了关于机器人重力项参数的线性回归模型,并基于QR分解的数值方法提取出可被辨识的重力项参数;设计了具有周期性的对称拼接的抛物线过渡的线性插值激励轨迹,并利用最小二乘法估计重力项参数。基于库伦-粘滞模型和Stribeck模型对机器人各关节进行了摩擦力建模及辨识,提升了摩擦模型的拟合精度。实验表明,机器人以低速运行时,基于辨识参数计算的理论力矩能够较好地拟合机器人实际驱动力矩,两者之间的平均绝对误差和均方根误差在2 N·m以内,验证了辨识结果的准确性。

基于GMS摩擦力补偿和干扰观测器的高精度速度控制

为了降低机械轴系摩擦力扰动对于伺服控制器在低速运动控制精度的影响,进一步提高传统伺服控制器对于稳定平台的控制能力,提出了一种基于广义Maxwell滑动(generalized Maxwell-slip,GMS)摩擦力模型前馈和干扰观测器的高精度摩擦力补偿方案。首先在传统控制基础上引入GMS摩擦模型前馈补偿对摩擦扰动进行初步的补偿;然后,通过加入干扰观测器,对残余扰动及其他扰动进行第2次的抑制。利用实物平台对控制方法的低速运动性能进行了测试,对比设计的控制算法和传统PI控制器的控制结果,验证提出的控制策略抑制摩擦扰动的效果。结果表明,基于GMS摩擦力前馈和干扰观测器的控制方案有效的补偿了摩擦非线性、模型不确定性等因素对于控制系统的影响。新方法可将稳定平台低速运动时的控制误差降低到0.015°/s,在实际工程中具有较高的应用价值。

基于改进灰狼算法的非线性摩擦力辨识与补偿方法研究

为减小非线性摩擦力对机床伺服系统运动控制精度的影响,对机床伺服系统摩擦特性进行研究,将改进灰狼算法应用于LuGre摩擦模型参数辨识,通过搭建伺服系统动力学模型进行摩擦前馈补偿仿真,并在三轴数控雕铣机试验平台进一步完成摩擦前馈补偿验证。结果表明:应用基于改进灰狼算法辨识的LuGre摩擦模型前馈补偿方法,在两轴联动圆轨迹运动跟随过程中,低速运动换向时最大跟随误差下降幅度为67.7%,高速运动条件下误差下降幅度为84.0%,有效消除了非线性摩擦在速度换向过程中产生的负面影响,证明该方法在非线性摩擦力辨识方面具有优异的效果,有助于提高机床伺服系统的运动控制精度。

摩擦力对空间非导电绳系释放动力学的影响

当前空间非导电绳系释放过程因摩擦力数据缺乏,导致释放动力学仿真结果不能有效反映真实情况。为此,基于绳系地面释放平台,开展非导电绳系释放摩擦力测量实验,研究了系绳材料、直径、缠绕方向和释放速度对系绳释放所受摩擦力的影响,阐明非导电绳系释放过程影响球形效应不稳定现象的主要因素,确定非导电绳系释放摩擦力与释放条件之间的定量关系。进一步建立考虑摩擦力的绳系释放动力学模型。仿真结果表明,非导电绳系释放摩擦力对释放过程影响较大,对于500 m长的系绳,初始释放速度为2 m/s,在未考虑释放摩擦力时,绳系释放完成时间与考虑摩擦力的实际情况相差约20%。

一种摩擦力演示装置设计

摩擦力是一种常见的力,同时也是一种多因素共同决定的力。很多人认为摩擦力的概念抽象而不容易理解,尤其是摩擦力的大小与接触面的关系问题。为了辅助摩擦力教学,设计了一台摩擦力演示装置。同时介绍了该演示装置的设计原理、装置构成、制作方法以及仪器的详细使用方法。它适用于学生做基础的摩擦力验证实验。

基于ANSYS的高分子板桩锁口间摩擦力影响分析

在ANSYS中对高分子板桩进行建模仿真分析,分析高分子板桩锁口间摩擦力对抗弯刚度的影响。同时对高分子板桩进行实际应力测试,以保证有限元模型的准确性,为后续优化提供依据。