关于物体系机械能的讨论

物体系的机械能的变化与其非保守内力和非保守外力的功有关 .在非保守外力不为零时,非保守外力的功随不同的惯性系而变化.因此物体系的机械能在某一惯性系中守恒时,在其他惯性系中不一定守恒.只有在两个惯性系相对运动的速度方向与物体系所受的非保守外力的方向垂直时,物体系的机械能在两个惯性系中才都守恒.     

不同惯性参照系中的机械能守恒

通过对在不同惯性参照系中机械能守恒情况的讨论阐述了机械能守恒与惯性参照系的选取有关的观战并解释了释了该观战与力学相对性原理的矛盾所在。     

在不同惯性系中的机械能守恒定律

机械能守恒定律是自然界的基本定律之一。本文就不同惯性系中的机械能守恒定律这一问题阐述了自己的观点，并就其守恒条件展开了讨论。     

受光滑约束系统的机械能守恒问题

本文普遍地论证了系统内仅存在光滑约束的情况下非保守内力所作的总功为零,从而阐明了该类系统的机械能守恒。     

两惯性系相对运动速度方向任意时的波矢变换

用简便方法给出了两惯性系相对运动速度方向任意时的波矢变换规律。     

变质量非完整系统Hamilton正则方程的积分因子和守恒定理

提出了变质量非完整非保守系统守恒定理构成的一般途径，给出了积分因子的定义，研究了定恒是存在的必要条件，建立了变质量非完整非保守动力学系统Hamilton正则方程的守恒定理，并举例说明结果的应用，由实例可明显看出，用积分因子理论求系统的守恒量，与以前的方法相比，具有限制条件少，运算简单的优点，因此有广泛的应用价值。     

非惯性系中的动量定理与动量守恒

在经典力学框架下,推导出了既有平动、又有转动的一般非惯性系中动量定理的表达式。讨论了一般非惯性系中动量守恒的条件。通过考察非惯性系中一个不受相互作用外力的物体系统的运动过程,举例阐述了对"封闭系统"动量守恒的认识。指出了由于惯性力起着与外力相同的作用,因此相对于非惯性系,封闭的物体系统是不存在的。     

洛仑兹变换的普适矩阵表达式

讨论了两惯性系的相对运动速度ｖ取任意方向,而不沿任一坐标轴以及两惯性系的坐标并不平行这两种情况下洛仑兹变换的表达形式,用矢量分析与矩阵变换推导了洛仑兹变换公式,得到了洛仑兹变换的普适表达式,最后进一步证明了洛仑兹矢量表达式的普适性．     

基于动量矩原理的转动惯量近似表达及分析

为了分析影响转动惯量测量的因素,减小实验误差,采用动量矩原理研究了三线摆的刚体转动,应用泰勒公式和数学代换推导出三线摆测量刚体转动惯量的微角及大角摆动周期的近似表达式,并对实验结果的影响作了讨论,结果表明:三线摆测量刚体转动惯量的最佳实验条件为测量次数为50,最大摆角小于50,线长远远大于上下盘半径之差.所获结果与机械能守恒讨论的结果相同,在摆角小于5°时,近似推导所得误差为0.004 4,与机械能守恒推导所得误差0.003 9接近.     

量子力学中的对称与守恒

从力学量平均值随时间的变化入手,得到量子力学中守恒量的两个重要特点和几个重要的守恒量,说明对称与守恒间的密切联系是在量子力学发展以后才更显著的.     

基于施工数据的TBM支撑推进协调控制系统

针对全断面硬岩隧道掘进机（TBM）在较强推进负载冲击下撑靴打滑、偏软岩层段靴体压溃侧壁围岩等问题,提出基于推进力限定和支撑力恒定的支撑推进控制系统（TFRSFCGT）,以及基于掘进方向推进分力恒定和支撑力恒定的支撑推进控制系统（TFCSFCGT）. 建立TBM支撑推进机构力学模型,推导支撑油缸输出力、推进油缸输出力和支撑处围岩类别的耦合关系,设计2种基于新型控制策略的电液控制系统,利用AMESim软件和Matlab软件分别搭建液压系统模型和控制系统模型,最后搭建电液联合仿真模型. 仿真结果表明：TFRSFCGT系统和TFCSFCGT系统在提供系统所需推进力的前提下,能保持围岩实际所受支撑力恒定,最大超调量别为0.928%、0.378%;在相同负载特性下,TFCSFCGT系统掘进速度更快,而TFRSFCGT系统对负载冲击顺应性更强.     

动能定理不依赖惯性参考系选取的证明

大多数大学物理教材仅将动能定理简单地描述为“动能定理的形式不依赖于惯性参考系”,而没有给出严格的证明,这使得学生难以真正理解动能定理.针对这一问题,本文首先利用不同惯性参考系之间的速度变换方法证明了动量定理形式不依赖于参考系的选取,然后基于此证明并利用类似的方法严格证明了动能定理形式不依赖于参考系的选取.该结果不仅能够丰富大学物理的教学内容,有利于学生全面掌握动能定理,而且还有助于提高学生的创新思维.     

论振动体电动力学(Ⅳ)——共振场规范变换与对称性

提出了共振点点阵概念来解释微观粒子、原子、分子和宏观物体的对称性。共振点点阵是电磁规范变换,累加的共振点之和具有规范变换,呈U1对称性。共振点点阵是角动量守恒运动,是圆周惯性运动。电子角动量产生的原因是共振场方向决定的,电场产生了向心力,磁场产生了切线离心运动。电子在不同能级跃迁是不同共振点阵的几率,共振辐射具有对称性。质心平衡差较大产生了共振辐射的对称性破缺,电子所释放能量产生了非规范变换,非对称性的辐射。原子和分子晶体是共振点点阵所决定的,核子之间共振点点阵将产生共振进动核子作用模型。共振辐射-光子在传播的过程与费米子聚集体(星球)产生弱相互作用,这个作用使光子能量发生衰减,衰减常数为哈勃常数H0。     

一维静态惯性场中的相对论

利用局部惯性系讨论了非惯性系中的光速。利用惯性系时间的均匀性，证明了非惯性系中因惯性场的存在而造成的时间非均匀性。利用狭义相对论导出了一维惯性场的度规函数，并将其用于匀可惯性场，获得了匀强惯性场的零世界线微分方程和光速函数。分析了匀强惯性场中的非欧几里德平面几何后的弯曲图象；通过积分求得了匀强惯性场的光锥曲线族方程，并在二维时空超平面上获得光锥图，从中看出了度规函数依赖于参照系选择的特征和超光速变换的不可能性。     

非惯性系之间相对运动方程的探讨

从分析非惯性系之间相对运动的特征出发,建立了非惯性系之间的相对运动方程,推导出非惯性系之间相对运动的速度和加速度的变换关系,讨论了两个转动非惯性系之间的相对运动问题,得到了以地球为转动非惯性系的向心加速度表达式.研究表明:计算质点的速度时可以视地球为惯性参考系,但是计算加速度时必须视地球为非惯性参考系.     

考虑法向载荷变化的Iwan模型及其特性分析

为了完整、准确地复现摩擦接触界面间的力学行为和描述其能量耗散特性,提出了一种考虑法向载荷变化的Iwan模型.在连接界面的法向上,该模型采用一个非线性弹簧来描述界面法向载荷变化和间歇性分离的行为,在其切向上则采用原始Iwan模型来描述界面间的微滑和宏滑行为;推导了切法向耦合作用下模型的恢复力和位移关系的表达式,给出了模型运动状态转换点的判据;并以简化的摩擦阻尼器模型为对象,求解了振动系统在简谐激励作用下的动力学响应,讨论了不同激励参数对系统动力学特性的影响.分析表明,当法向载荷为常值时,该模型退化为Iwan模型,从而验证了模型的准确性;该模型考虑了切向微滑行为和法向载荷变化的动态耦合,相比于不考虑法向载荷变化的模型能够更加完善、准确地模拟接触界面间的力学行为及其对系统振动响应预测的影响;连接界面的法向分离不仅会减弱系统的阻尼性能,使得系统动响应很高,而且会增强系统响应的非线性程度,在实际工程应用中应尽量避免.     

基于力/速度控制方法的掰手机器人设计

采用力/速度控制方法,完成了掰手机器人在与人实际掰手腕过程中的拟人化控制任务.根据物体接触后能产生力的特性,分析确立外力和由这些外力所引起的变位量之间的关系,利用质量-弹簧-粘性系统参考模型建立了力与速度的动态关系表达式,在整个过程中,根据所测得的力信息及速度信息实时调整伺服电机的旋转方向及旋转速度,系统有较强的自适应性.并且,测试者可通过选择适合于自身情况的测试等级,使比赛更富有意义.测试结果显示了方法的有效性.     

非惯性系动力学定理中无惯性力作用项的条件确定

在随动点o′平动的非惯性系中,运用理论研究法建立相对动点o′的动力学普遍定理,发现这些定理中均含有惯性力的作用项,使得普遍定理的运用受到限制.为解决这一问题,通过分析惯性力作用项的特征和动点o′的选取,提出了定理中无惯性力作用项的条件,使平动非惯性参照系问题的动力学方程得以简化.     

太阳系主要特征演化成因

以地面上运动物体要受到阻力及太阳系主要特征为据，提出物体有保持和恢复与周围物体相对静止的属性，运动物体产生一个企图恢复相对静止的力场（称为Ｕ场）．场强度与物体的动量成正比，与距离平方成反比，方向与物体的速度方向相同．通过Ｕ场的引入，可解释太阳系主要特征演化形成的原因