孙国耀急转弯过程中的急动度研究修改稿2.docVIP

急转弯过程中的急动度 山东省菏泽一中高二班 孙国耀 指导师摘要：急动度和晕车现象之间关系，进一步探究转弯急过程变化情况通过实验数据对转弯急乘客的感受进行分析。计算结果明急动度在急转弯时要比缓转弯要大。 关键词急动度急转弯 引言 晕车急动度之间关系，。晕车是的常见现象，给我们长途旅行带来了少许的麻烦。晕车现象，顾名思义，就是乘车途中的头晕恶心周身不适等现象。在乘车、船时，经受振动、摇晃的刺激，人体内耳迷路不能很好地适应和调节机体的平衡，使交感神经兴奋性增强导致的神经功能紊乱，引起眩晕、呕吐等晕车症状。，晕车常被视为一个生物学的问题。从人体本身来说，晕车和人体质的敏感程度有一定关系；从外界环境来说，车内的空气，道路的平缓程度，都可能成为晕车的引发剂。然而此之外，车的行驶状况同样也是一个重要因素。晕车者在行驶过程中会好受一些，而在转弯路口处及停车的时候常会感到晕车感的增重。？急动度的。急动度概念源于伽利略描述质点运动的主要变量是位移，质点位移的几个导出量可以精细地描述质点的运动状态。第一个导出量是速度v，大小定义为位移对时间的变化率，以m/s为单位来量度。第二个导出量是加速度a，大小定义为速度对时间的导数。加速度用m/s2为单位来量度。第三个位移导出量是急动度j，用来描述加速度本身的变化方式大小定义为速度对时间的导数m/s3。生活中这个生僻的物理量。但急转弯和急刹车运动过程。1.1实验目的探究和晕车之间的关系1.2实验原理急转弯运动是一个曲线运动，相对于直线运动研究要困难多。方法是将曲线很小的一部分近似成圆。匀速圆周运动中加速度和速度的二次方成正比，和半径成反比一定时间间隔内旋转的角度和角速度速度和半径比值。变速圆周运动中，可以证明急动度和初末速度以及半径的平方有关系具体建模，我们可以通过求出瞬时速度和运动半径来出急动度的大小。 1.3实验要求 汽车一辆，司机一人，乘客四人（各人身体素质不同），水若干，绳尺一把。 1.4实验步骤 将车轮用水湿润，使其能在地面上显示出痕迹。将车加速到50km/h，然后进行90度转弯，使车尽量以圆周运动保持缓慢拐弯直至转弯结束，记录速度数据以及各乘客身体反应，并对车轨迹进行研究，车行驶的半径进行测量。实验数据缓慢拐弯时间速度km/h） 速度m/s） 半径m） 0.01 50 13.9 5 0.02 48.6 13.5 4.9 0.03 47.2 13.1 4.9 0.04 45.6 12.5 4.8 0.05 44.3 12.2 4.8 0.06 42.4 11.7 4.8 第二个过程仍然将车加速到50km/h，然后进行90度急拐弯直至转弯结束，记录速度数据以及各乘客身体反应，并研究轨迹，将对每秒之间的轨迹粗略测量半径。实验数据拐弯时间速度km/h） 速度m/s） 半径m） 0.01 50 13.9 5 0.02 48.2 13.4 4.6 0.03 46.5 12.9 4.2 0.04 44.7 12.5 3.8 0.05 43.0 12.1 - 为确保实验结果的可靠性，我们可以多次改变汽车速度30km/h或者40km/h等等，进行多次验。实验结果可以看出，乘客们在急转弯时的不舒适感明显要比缓转弯时的强，急转弯时间要比缓转弯要短，但速度变化要大。缓转弯的运动轨迹的半径几乎没有变化，而急转弯的前轮轨迹的运动半径一直在减小，虽然急转弯速度减少快但急动度却比缓转弯大的原因。 1数学建模 匀速圆周运动中加速度为v2/r，△t内转过的角度为sin（ω△t），即sin（v△t /r），速度的偏角很小，急动度近似符合以下关系j （v2/r）*sin（v△t /2r）/△t v3/r2可类比推导出变速曲线运动的急动度与速度之间的关系为j （v02+v2）（v0+v）/4r。由于急转弯运动类比成无限个小圆周运动，那么我们只要找到足够小的相同时间间隔的速度就可以得出急动度。由于转弯过程的时间简短，从而可以符合足够小时间间隔的要求。 表1和表2中的实验数据可以得出这两个过程的急动度分别如表表：缓慢拐弯时间s） 速度km/h） 速度m/s） 半径m） 急动度m/s3） 0.01 50 13.9 5 51.4 0.02 48.6 13.5 4.9 51.2 0.03 47.2 13.1 4.9 51.0 0.04 45.6 12.5 4.8 51.5 0.05 44.3 12.2 4.8 51.4 0.06 42.4 11.7 4.8 - 表：拐弯时间（s） 速度km/h） 速度m/s） 半径m） 急动度m/s3） 0.01 50 13.9 5 51.4 0.02 48.2 13.4 4.6 53.8 0.03 46.5 12.9 4.2 57.4 0.04 44.7 12.