火炮设计-火炮自动机构动力学课件

火炮设计理论南京理工大学火炮教研室火炮设计-火炮自动机构动力学火炮设计理论南京理工大学火炮教研室§4,2火炮自动机构动力学2火炮自动机构运动微分方程2.1自动机运动微分方程火炮自动机的运动特点基础构件运动工作构件运动自动机运动微分方程南理大学§4,2火炮自动机构动力22简单凸轮机构运动微分方程的建立简单凸轮机构动静法有效力有效推力R=F-mxF有效阻力:RI=F+m,x在理想约束下,根据虚功原理R'Or-Rdx,=0r'dx-Ridx.=0南理大学→R=RRRERKI现代科学技术日新月异，现代化程度突飞猛进，人类社会要知识进行创新和可持续发展，因此，创造知识和应用知识的能力和效率成为影响一个国家综合国力和国际竞争力的重要因素，因此，我国的教育提出了重视发展下一代创造思维能力的要求。化学是一门以实验为基础的自然科学，化学实验作为化学教学不可缺少的重要部分，实验教学法能为学生正确认识事物及其变化规律提供实验事实，又能培养学生观察现象、分析问题、解决问题的能力和方法。更以其生动的魅力和丰富的内涵在培养学生创造精神方面发挥其独特的功能和作用。本文从以下几方面谈谈在化学实验教学中，培养学生创造性思维训练的认识和实践。1．创意演示实验化学实验过程教师首先应按照操作规程办事，但化学创新教育需要创造的教与学，教师创新实验，巧加变换实验，不但使学生掌握有关化学知识，而且培养他们创新意识，进而达到培养学生创造能力的目的。例如，氢氧化钠溶液与二氧化碳发生反应生成碳酸钠和水是氢氧化钠的一个重要化学性质，但看不到明显的现象，学生因看不到明显的现象印象不深。这时我根据该反应的特点（液体吸收气体转化为溶液），设计二氧化碳与氢氧化钠溶液在密闭容器中反应使压强降低，再通过水的吸入显示压强降低，学生观察实验后，异口同声说“这个实验真棒”。它不但表示二氧化碳与氢氧化钠溶液发生了反应，而且可以通过这一实验学生能明显观察到实验现象。例如，演示中和反应时，在盛HCl的烧杯中滴入2-3滴酚酞，然后加入NaOH溶液，直至刚好变为红色。这时我提出了一个问题；为什么酚酞由无色变红色？学生能够很快回答。这时我取出盐酸逐滴滴入红色酚酞中让学生观察。学生情绪非常高涨，当滴入一滴后看到红色变成无色。教师及时指出化学反应完全与否就在一滴、半滴、甚至1/4滴之间。通过这样稍加变换收到意想不到的效果。因此，成功创意演示实验，不但给以示范，而且激励学生的创造性思维。2．把验证实验改为探究实验在化学科学的发展中，实验一直是探究问题，获取知识与创新的重要手段。充分发挥实验的探究功能，挖掘教材实验中的探索实验或将部分验证性实验改为探究性实验，可以使学生摆脱僵化的“照方抓药”的实验模式，并在探究的过程中得到全面发展。从问题的提出到解决的过程中，学生可自由发挥他们的想象力，学生提出问题，分析问题，解决问题的能力大大提高，从而创造思维得到更好发展。例如，学习氧气的制取这节课，我设计了如下的探究问题，（1）如果在实验室中用过氧化氢溶液制取并收集一瓶氧气，你认为如何设计实验装置？（2）二氧化锰是过氧化氢溶液分解的催化剂，还有没有其他物质对过氧化氢溶液的分解起催化作用？你能否设计出实验方案，通过实验进行验证吗？。提出问题：（1）“把二氧化锰加入装有过氧化氢溶液的试管中”与“把过氧化氢溶液逐滴滴入盛有少量二氧化锰的试管中”哪种方法可以得到平稳的氧气流？。学生查阅资料，提出假设或猜想：“把过氧化氢溶液逐滴滴入盛有少量二氧化锰的试管中，可以得到平稳的氧气流。学生设计出实验方案，确定实验步骤，并通过实验进行验证。步骤一：将少量二氧化锰放入试管中，倒入过氧化氢溶液，用单孔橡皮塞塞住试管，收集一瓶氧气，观察现象。步骤二：将少量二氧化锰放入试管中，用单孔橡皮塞塞住试管，再把吸有过氧化氢溶液的注射器插入试管中，逐滴滴入过氧化氢溶液，收集一瓶氧气，观察现象。得出结论，设计实验装置。学生的设计让我大吃一惊。有的同学用输液瓶和注射器连接了一套实验装置。有的小组用点滴板来验证自已的物质能不能充当过氧化氢分解的催化剂。如有的用氧化铜、铁锈、红砖粉等，有的用猪肝代替二氧化锰催化作用更好，学生做了一遍又一遍。通过这些实验的探究，为学生创设了一个宽松、开放、自主探究的学习空间，使学生的思维敏捷性得到释放，思维的深度和广度得到发展。同时，也激发了学生的探究意识和探究精神，很多同学的回答出乎老师的想象。这样大大拓展了学生的思维空间。学生的创造思维得到更好培养。3．引导学生动手实验实验教学终究不是“纸上谈兵”，加强实验的动手操作是进行创造性实验教学的有效措施和途径，引导学生动手实验，让学生在分析问题、解决问题的过程中创造性思维得到培养训练。例如；课本实验习题中的题目是：设计实验方案，怎样用实验实现下列物质转换：铜→氧化铜→硫酸铜→氢氧化铜↓铜给出的试剂有：铜丝、铁丝、稀硫酸和氢氧化钠溶液，仪器有酒精灯、试管等。学生根据已经学过的酸、碱、盐的有关知识，进行的实验方案设计，对实验过程和步骤进行了讨论，之后他们开始动手实验。（1）铜丝在酒精灯上烧热，在空气中与氧气反应，生成了黑色的氧化铜；再将得到的氧化铜溶于稀流酸，就得到了硫酸铜溶液。（2）把有银白色金属光泽的铁丝放入硫酸铜溶液中，片刻之间，铁丝表面析出了有光亮的红色的金属铜，实验顺利。（3）取出铁丝，再把氢氧化钠溶液加入到“硫酸铜”溶液中，怎么出现了浅绿色沉淀？这绿色沉淀是什么呢？怎么不是蓝色絮状沉淀呢？学生们一时怔住了，出了什么问题呢？学生讨论了一下，找不出原因。我提示说“硫酸铜溶液与铁丝反应后，取出铁丝时，析出的铜附在铁丝表面上同时被取了出来，反应中生成的硫酸亚铁呢？学生恍然大悟，铁丝与硫酸铜溶液发生的是置换反应，铁置换溶液中的铜离子，铜离子被消耗，同时生成了亚铁离子氢氧化亚铁，再加入氢氧化钠时，亚铁离子与氢氧根离了结合，生成了难溶于水的氢氧化亚铁，氢氧化亚铁性质很不稳定，极易被空气中的氧气所氧化，转化为浅绿色沉淀。由于溶液中铜离子很少，生成的氢氧化铜沉淀很少，蓝色被绿色遮掩显不出来了，所以只看到绿色沉淀。（4）一名同学用试管取了一些没与铁丝反应的硫酸铜溶液，然后加入了几滴氢氧化钠溶液，蓝色絮状的氢氧化铜终于出现了。这样，通过自已的独立探索或者与同学、老师的讨论，对新问题作出合理的解决。不仅培养学生敢于探索的精神，也使学生的创造思维得到提高。实践证明，注重实验教学，是培养学生创造思维训练的有效途径之一。因此，教师要充分发挥学生的积极性、主动性和创造性，给学生创造宽松、和谐的实验环境，教会学生独立地发现，只有这样学生的创造性思维才能得到更好的训练。收稿日期：2010-12-01据统计以英语作为母语的人数来看，英语是最多国家所使用的官方语言，其也是世界上最广泛使用的第二语言，也是欧盟，最多国际组织以及英联邦国家的官方语言之一。而随着传统教学方式不断暴露的弊端，我们逐渐意识到教育模式中的误区，往往是以取得高分为最终目的，从而忽略了对英语的实际应用，导致出现学生只会做题，不懂诵读、交际的“哑巴”英语模式。从农村初中英语的教学实际情况出发，分析主要弊端，提出相应措施。一、农村初中英语教学的问题（一）教学方面的问题随着新课程的改革，社会对教育的需求越来越高，传统的农村初中英语教学课堂模式，一般都是教师讲学生听，教师写学生抄。师生之间鲜少有教学互动，课堂变成一潭死水。出现这种局面的主要原因是课堂教学形式太过死板，让学生感到枯燥无味，无法提高学习积极性，体验不到学习的愉快以及成功的喜悦，最终导致其失去学习信心。单一的课堂教学组织形式束缚了学生的语言实践方面的发展，制约了学生语言运用能力方面的提高，“哑巴式英语”处处可见。农村初中的英语教师在学习策略的教授方面，缺乏计划性和系统性，加之其在策略教学上的意识不够强不具备学习策略的知识。其次由于农村的英语教学水平条件先天不足，英语教师又大都没有受到高水平专业知识得到训练，另外社会上和学校里比较看重的是学生的考试成绩还有升学率，所以农村英语教师并没有足够的学习策略知识储备，更加没有充分的时间来教导学生英语学习策略。（二）学习方面的问题传统教育模式下的英语课堂存在着诸多弊端和问题，其表现在学生在学习过程中对所学的知识无法灵活的运用。这是因为在传统的教学模式下，课堂过分的突出教师的权威性、课文的绝对性，教师习惯把答案和结论直接给学生，而不是创建出合适的教学环境，让学生去探索、体验、思考和总结，于是就造成了学生无法把所学的英语知识运用到实际生活中去。同时这种重视结论、不重视过程的教学模式很容易让学生被动的接受知识，惰于思考，影响其独立思考能力的培养，最后只能盲目的照搬照抄，用别人的观点来代替自己的思想。二、农村初中英语诵读的问题（一）诵读的意义诵读的基本解释是，读出声音来。然而随着实践的应用，诵读更多的被理解为，朗诵与阅读。在英语被广泛使用的今天，光靠背题考出高分已经不能满足大众的需要，社会上对于人才的需要更是提升到了全面发展独当一面的标准，在与人交际沟通上，死板的背书已经不能被潮流接受。刺激、反应、强化是行为主义心理学的基本模式，它认为语言是一种行为，可以通过反复操练来达到脱口而出的效果，由此提高学生们的基本技能。交际语言教学方法提出了MMC训练理论，即把语言的训练分为三个层面，其一机械操练、其二有意义训练，其三交际练习。诵读活动正是以语言形式和意义为出发点，将机械操练还有有意义训练紧密结合起来，从而达到交际功能的实现。（二）诵读的必要性随着新课程改革的逐步推进，农村学生在面对容量大内容新且词汇量丰富的新教材时，迎来了前所未有的困境和挑战。从非智力因素出发，部分学生没有动力，基础薄弱又不肯下功夫去找好的语言材料。学习兴趣不高，跟上进度颇为吃力。为了帮助学生学好英语这门课程，我们首先要做的就是提高学生们的诵读水平，一方面可以先加强心理疏导，帮助学生克服心理上的障碍；另一方面再进行有效的学习方法指导，帮助学生们养成良好的学习习惯。诵读，可以让学生将知识理解的更为清晰，促进师生双方更好的沟通。诵读，作为一项重要的古已有之的学习策略，在当今外语的教学中依然可以看到勃勃生机。三、农村初中生英语诵读的策略（一）诵读策略农村的初中生是英语学习策略中的中等程度者，同时，他们所使用的调控策略，频率高于认知策略，而调控策略又低于认知策略，对具体的学习策略来说，学生在这方面的运用上表出现出了较大的差异性，高平高低不齐。在严格的双基养成训练中，挑选佳段佳篇去诵读，可以激发学生们对外语学习的兴趣，从而提升学生们的英语学习能力，让学生感受到英语语言之美同时还能发现并掌握语言学习规律。实践才是学习英语的关键一步，通过阅读和朗诵掌握语言知识，进一步来提高语言能力。在学法指导过程中，应该树立正确朗读习惯，在英语学习的过程中，贯穿始终。这不失为一个有益的尝试，并极具可行性。（二）具体实施（1）做好诵读内容的分层指导。让学生理解文章含义，层层推进，继而达到朗朗上口的目标。（2）坚持示范朗读，引导学生把握意群，分清层次，把握正确的语音语调。（3）开展各类活动，比如说，分角色、师生合作、接龙、比赛、小组合作，会起到事半功倍带动学生积极性，让学生们不由自主地参与进来。古语有云：“熟读唐诗三百首，不会作诗也会吟。”可见诵读对于语言学习上的重要性非同小可。教学是一种艺术，怎样合理的从实际出发，有效的英才施教，更是艺术中的艺术。在目前，我们对于农村初中学生英语诵读方面已有了初步的认识和体系，小范围的实践应用，但开展的层次和形式各有不同，许多认识还待深化，只要我们找对重点，从实际出发，农村初中学生英语诵读能力必会有非同凡响的提升，让我们期待那一天的来临。§4,2火炮自动机构动力学2火炮自动机构运动微分方程2.1自动机运动微分方程火炮自动机的运动特点基础构件运动工作构件运动自动机运动微分方程南理大学§4,2火炮自动机构动力22简单凸轮机构运动微分方程的建立简单凸轮机构动静法有效力有效推力R=F-mxF有效阻力:RI=F+m,x在理想约束下,根据虚功原理R'Or-Rdx,=0r'dx-Ridx.=0南理大学→R=RRRERKI§4,2火炮自动机构动力学考虑到传动中约束之间有磨擦,引入传递效率(简称效率或能量传递系数)Ridx7rdx→nRax-Rtx1=0即得推广了的虚位移原理R=-RK1ndxnR'=RKI南理大学§4,2火炮自动机构动力学R=F-mxmx+KImxF-KR1=F1+m1x171r,=Kx→x=K+、名个KKdt工作构件转换到基础构工作构件转换到基考虑了工作构件影响件上的质量换算系数的基础构件的运动微构件上的力换算系数分方程,即自动机运动微分方程。→(m+-1m1)x+m17工作构件转换到基础由速比变化引起工作构件转换到基础构件上的相当质量的附加惯性力构件上的相当阻力南理大学K1,K1Fm1x+—m工作构件作用在基础构h1771件上的附加阻力基础构件的相当量mx=F作用在基础构件上的相当力§4,2火炮自动机构动力学KdK(m+—1m1)x+—m17传速比和传动效率是随基础构件的位移而变化的基础构件的相当质量是随基础构件的位移而变化的;作用在基础构件上的相当力也是变化的自动机运动微分方程是一个变系数微分方程。南理大学§42火炮自动机构动力学23简单凸轮机构运动微分方程的推广定轴转动情况有效推力:R=F-mxFr有效阻力矩为R1=F1+1x同样有J1)x+FF71m1看作是广义质量,x看作广义位移,F1看作广义力,K1看作是广义传速比等等,则方程RK,dK(m+1m1)x+-1m171南理大学可以认为该方程是一种普遍方程4,2灭炮三构动力学(2)多个工作构件情况有效推力:R=F-mx有效阻力:R=F=mx(=12m根据广义虚功原理可