高中物理运动合成与分解问题的两类代表例题

高中物理学是一门重要的自然科学学科,在物理学学习中,运动合成与分解问题是一个关键的内容,通过解决这些问题,学生能够应用基本概念和数学工具来分析和解释物体在不同方向上的运动.这对于学生进一步深入学习物理学以及将物理原理应用于实际生活中具有重要意义.本文介绍高中物理学中关于运动合成与分解问题的两个代表例题,通过学习这些问题,学生不仅能够掌握运动合成与分解问题的原理和解题方法,还能培养学生逻辑思维和问题解决能力.

带运动合成功能的双人调速自行车

传统双人自行车往往遇到难以实现两人同时做功的问题,针对这一问题对传统的双人自行车进行改造、优化。提出一种基于行星轮速度合成器原理的方案,配合变速器,设计出一种具有运动合成和变速功能的新型双人自行车,使骑行者可以节省体力、保持速度,实现双人自行车更高效、更舒适的骑行。

室外运动合成材料面层不同标准的差异分析

本文通过对标准EN 14877-2013、GB/T 14833-2020和GB 36246-2018的项目、指标要求和测试方法的分析,对室外运动合成材料面层的两大特性物理机械及材料性能和有害物质限量及气味的对比和分析,得知国内外都注重对运动员的健康保护,都在标准上规定了相关项目和指标要求,欧盟国家更重视产品的使用环境、耐用性、美观和使用寿命,我们国家更进一步关注了有害物质对运动员的健康危害。

基于二阶倒立摆的人体运动合成

为了合成物理真实、实时可控的人体运动,提出了一种基于二阶倒立摆的人体运动合成方法.方法分三步实现:首先将人体运动状态映射为一个二阶倒立摆模型;然后根据步态控制参数与环境约束,对二阶倒立摆进行运动规划;最后基于二阶倒立摆的运动,根据人体运动规律与高层用户需求,优化计算关节力矩,合成人体全身运动.利用文中方法,通过设置不同的参数,如步幅、步频等,能够实时控制人体运动,生成物理真实的人体运动.与现有的低维模型方法相比,该方法能够生成更加自然真实的人体下肢运动.该文合成方法既不需要使用运动捕获数据,也无需耗时的离线优化.

基于运动合成原理的三电机自同步平动椭圆振动筛研究

为开发出高性能的大型自同步平动椭圆振动筛，提出了一种基于运动合成原理的三电机激振的自同步平动椭圆振动筛，该振动筛采用了产生直线运动的主振源和产生圆运动的副振源．建立了该振动筛的力学模型，讨论了振动筛实现平动椭圆运动的条件和主、副振源同步相位差角对筛箱运动轨迹的影响，建立了同步相位差角的计算方法．研究结果表明，当主、副振源产生的激振力均通过参振质量质心时，或者副振源回转中心与参振质量质心连线与z轴的夹角与主、副振源的同步相位差角相等或相差180°，且过主振源电机轴中点并垂直于电机轴的平面与yoz平耐平行，并到yoz平面的距离与副振源回转中心到参振质量质心的距离与对应的质径积成反比时，振动筛均可实现平动椭圆振动；同步相位差角越大，振动筛椭圆运动轨迹的椭圆度越大，椭圆长轴的倾角越大．

基于非线性流形学习的3维人体运动合成

为了实现3维人体运动的有效合成,提出了一种基于非线性流形学习的3维人体运动合成框架及算法,并可应用于方便、快捷、用户可控的3维人体运动合成。该合成算法框架先采用非线性流形降维方法将高维运动样本映射到低维流形上,同时求解其本征运动语义参数空间的表达,然后将用户在低维运动语义参数空间中交互生成的样本通过逆向映射重建得到具有新运动语义特征的3维运动序列。实验结果表明该方法不仅能够对运动物理参数(如特定关节的运动位置、物理运动特征)进行较为精确的控制,还可用于合成具有高层运动语义(运动风格)的新运动数据。与现有运动合成方法比较,该方法具有用户可控、交互性强等优点,能够应用于常见3维人体运动数据的高效生成。

双向搅拌器新型运动合成减速机及应用

双向搅拌器新型运动合成减速机在传动结构上采用两对弧齿锥齿轮组合传动,其中一组齿轮与一根空心轴相联传动外浆,另外一组齿轮与一根实心轴相联传动内浆,从而实现双浆的相向运动合成和双向不同速度的传动要求,配用双速电机,可实现搅拌转速根据工艺要求任意调节,结构紧凑,可靠性高。对容积6 m3制脂反应釜新型运动合成减速机进行了结构设计,试制成功并应用于生产实践。

基于神经网络的角色运动合成研究进展

在角色运动数据集上,运用神经网络技术进行运动合成是当前计算机图形学领域中的一项重要研究。该研究旨在通过神经网络技术生成自然、逼真度较高的角色运动。在对相关研究工作进行分析和总结的基础上,对运动模型的构建、运动交互和运动风格化等领域的研究进展进行了介绍;详细阐述了基于运动捕获数据,利用数据驱动技术、交互式控制方法和ERD,CAE,MAR等网络模型,动态地对角色进行运动建模、运动合成、交互式运动控制,同时为了合成更高质量的角色运动,对运动动画进行风格化等处理;以神经网络技术为着眼点,串联角色运动合成中的各个环节,并结合实际应用,针对当前研究工作面临的难点提出一些可继续深入探索的问题。

基于视频的角色运动提取与运动合成

在基于大量现存的影视片段的基础上,采用一种基于特征的跟踪算法——KL(Kanade-Lucas)算法,对视频中角色的特征关节点实现跟踪,得到运动信息不完全的二维角色运动序列,然后进行三维重建生成满足动画要求的三维角色运动序列,并将三维角色运动序列重定向到三维的虚拟角色中,从而得到逼真的角色动画.实际运行表明,生成的角色动画与视频中的角色动作具有良好的吻合性.

基于可变形运动模型和运动片元的多角色运动合成

为了实现多角色运动合成,提出将多角色可变形运动模型与运动片元相结合的方法.在运动片元构造阶段,使用多角色可变形运动模型来为片元库增加语义相同而细节不同的多角色交互性运动片元;在运动片元拼接阶段,使用随机抽样算法和确定性搜索算法相结合的策略来拼接运动片元;在多角色运动合成阶段,使用自顶向下策略匹配存在环境约束的情况,并使用大片元优先策略匹配片元形状不规则的情况.实验结果表明,该方法能实现运动片元间的平滑过渡,得到在时间上连续、空间上不重叠的无缝拼接图.

理论力学教学中点的运动合成定理的复空间阐述

由于理论力学教材之点的运动合成定理中相对位移、相对速度、相对加速度等概念内涵的不完整,使这些看似简单的运动学规律成了课程教学实践的难点和争论点。应用复分析理论论证后发现:定理中的相对位移、相对速度和相对加速度等概念与教材中定义的概念(动系中观察者观测到的位移、速度和加速度)并非同一概念,而分别是定义在定系和动系中的、具有确定映射关系的两类概念。通过复空间阐述,彻底分清了上述两类概念,使点的运动合成定理得到准确表述。

通过语义控制改进运动合成

运动相似性度量是基于运动图的人体运动合成技术的关键.现有方法主要使用运动捕捉数据姿态数值特征进行相似性度量与合成控制,很难处理语义描述上同类型运动数据集中的不同运动实现版本间的时间与空间特征分布变化的问题.提出了引入用户语义控制来改进基于运动图的人体运动合成方法.使用关系特征作为高层语义描述,刻画同类型运动的空间变化特征;通过自学习过程,获得运动类模板,作为同类型运动的空-时特征语义描述;通过将运动类模板数据与人体运动序列文件进行匹配,实现运动类型识别和自动语义信息标注;借助关系特征语义描述及运动序列文件的语义标注信息,实现在基于运动图的运动合成中引入用户直观的高层语义控制.运动合成实验结果显示了该方法的有效性,为获得高质量人体运动合成数据提供途径.

基于可变形运动模型的多角色语义化运动合成

对于一个完整的虚拟环境而言,智能的人群运动会使其更为生动、逼真。针对人群运动数据存在维度高、可控性差的问题,提出一种多角色可变形运动模型,其将人体运动分解为几何与时间变化两部分,并使用PCA算法进行有效降维,构建可变形运动模型的低维语义空间。实验结果表明,提出的方法能根据语义需求调节语义参数,实现多角色的语义化运动分析与合成。

“绳上运动合成与分解”的分类例析

绳上的运动合成与分解，是高中物理教学的难点．这类问题可以分为定滑轮（或相当于定滑轮）和动滑轮两类．倘若根据滑轮的特点，对绳上的运动合成与分解采用不同的方法，问题将解决得既准确又快捷．

刚体瞬时运动合成的一种实用方法

关于刚体瞬时运动的合成问题 ,尚无一个规范方法 .本文给出解决这类问题的一种新方法 。

运动合成与分解问题歧解成因分析及对策研究

以岸上绳拉小船问题为研究内容,给出了四种不同的解法。通过问卷调查方式统计、分析歧解成因,力或运动的合成与分解都是矢量运算,学生很难理解和掌握它们的区别和联系;涉及复合函数的微分问题,大学一年级学生和非数学专业的学生还没有真正理解微积分思想内涵。所以没有形成利用微积分解决问题的思想和方法,这两者是歧解形成的主要原因。因此,应让学生充分理解和掌握描述质点运动的物理量和运动的独立性原理。

中美大学生力学概念学习困难的研究——以运动合成为例

以二维运动合成为例，揭示大学生学习物理概念的困难及中美学生的差异．

运动合成演示器

运动的合成与分解是研究曲线运动的基本方法,但学生接受起来相当困难.因此,做好运动的合成演示实验是突破这一教学难点的关键.