学文网位置与方向篇1
人教版课程标准实验教科书数学四年级下册第二单元“位置与方向”。
教材简析：
学习本单元之前，学生在日常生活中已经积累了一些确定位置的感性经验，通过第一学段的学习，学生能够根据上下、左右、前后和东、南、西、北等方向描述物体的相对位置，而且可以通过第几行、第几定物体的位置。本课教学主要通过情景***及公园定向运动***来学习例1和“做一做”，让学生学习根据方向和距离两个条件确定物体的位置，进一步从方位的角度认识事物，发展空间观念，使学生体会位置在生活中的应用，了解确定位置的方法。
学情分析：
学生已经积累了一些有关“空间与位置”的知识和经验，形成了一定的空间感，对空间位置的感知和理解的能力，语言表达能力、动手操作能力及自主探索的能力都有所提高。已经具备了一定的分析能力，但他们对“定向运动”的相关知识很陌生，直接描述时可能会遇到一些困难，这样的知识却往往更能吸引学生的注意力，课上让学生经历着观察、操作、体验、思考、探索、合作等多种数学活动，从而使不同层次的学生都能找到自己的学习方法和学习的快乐。在教学中，通过创设贴近生活的情境并利用教材中丰富的情境***，不断创设问题情境，使学生产生学习数学的欲望和兴趣，充分体现了学生在学习中的主体地位。
教法与学法探究：
针对这一学段学生的特点，我创设“定向运动”这一连贯的教学情境，来激发学生的学习兴趣，让学生利用“学具”走一走、摆一摆，并在活动中自主发现问题，共同探讨解决问题的方法，最终使学生明确可以根据方向和距离两个条件确定物体的位置，并合作探究出确定任意点方向的具体方法，利用知识的迁移总结规律发现确定任意的方向的方法，使学生明白知识可以在不同的数学训练中得到应用，可以借用多种手段来解决数学问题。
教学目标：
1 通过解决实际问题，使学生体会确定位置在生活中的应用，了解确定位置的方法，明确可以根据方向和距离两个条件确定物体的位置。
2 通过学生自主探索，使学生能根据方向和距离确定物体的位置，感受数学与日常生活的联系。
3 通过本课的教学，培养学生的空间观念和小组合作能力，以及在合作中相互协作的精神。
教学重、难点：
通过解决生活中的实际问题，使学生体会位置在生活中的应用，了解确定位置的方法。
教学过程：
一、创设情境。引入新知
师：同学们，下面我为大家介绍一项风靡欧洲各国，在我国也正在兴起的一项体育运动，这是一项什么运动呢？请同学们观看短片。
（课件播放关于定向运动短片。）
师：短片中介绍了一项什么运动呢？通过短片介绍，你对定向运动有了哪些了解？
生：定向运动就是根据地***指示，选择最佳的路线，找到目的地。
师：你还知道哪些关于定向运动的知识？
生：定向运动是借助地形***和指南针，按规定的顺序到访地***上所指示的各个点标，以最短时间到达所有点标并到达终点者为胜的一项体育运动。
生：定向运动是现在很多人都会在森林、郊外和城市公园里进行的运动，它需要很大的技巧。
师：你们一语道出定向运动的精髓，真了不起。看来，要参加定向运动还须要具备一些本领。你们知道是什么本领吗？
生：必须会看地***，能识别方向。
师：对，我们必须具备识***的本领能够准确地从***上找到每个目的地位置与方向。像这样智力与体力并存的运动，你们喜欢吗？下面我们就共同挑战一次公园定向越野赛。
二、自主探究，学习新知
1 了解公园定向运动***
（出示公园定向***。）
师：从这张***上，你了解到哪些相关信息？
（在***上指出这些物体的***形标志。）
2 探讨条件
师：下面就请同学小组间利用手中的学具和***来描述一下你们小组的行走路线。
（生分别汇报，自己小组的路线***。）
（预设：从起点出发，向东北方向行走到达1号点，再向西北起到达2号点，最后返回终点。）
师：从你们刚才的汇报中我不难发现，在描述行走路线时，我们同学都关注了几个重点，分别是什么？
生：起点，方位和距离。
师：想确定某一具体物体的位置就需要这些基本条件。
（板书：方向和距离。）
3 观察辨析，确定距离
师：有了这些铺垫我们共同向公园定向越野赛进发吧！
（出示公园定向运动***从起点到1号点的这段区域的缩略***。）
师：这就是1号点的缩略***，由于实物***无法更好地辨别方向，我将其制作成平面坐标***。
（请同学们拿出准备好的学具例1***。）
师：对比两幅***谁能来说一说、指一指***上的8个方向？
（生在学具***上用手指出8个方向，同桌之间作出判断，互相订正。）
师：请同学们仔细观察，从***中你还得到哪些相关信息？
生：有十字坐标线，起点，1号点，1号点与起点之间的距离是1千米。
师：那我们如何能够准确地找出1号点的位置呢？
生：1号点与起点的距离是1千米。
（板书：1千米。）
4 激发矛盾，确定新知
师：只知道距离这一项条件，能找到1号点的位置吗？
生：1号点在起点的东北方向上。
师：只知道向东北方向走，能又快又准地找到1号点吗？
（课件演示。）
师：那怎样才能更准确地找到l号点在起点的什么方向？需要哪些基本条件？
（小组讨论，教师巡视。）
小组汇报：我们发现这个夹角是30度，说明1号点在起点东偏北30度的方向上1千米处。
补充汇报：我们小组也发现了这个30度夹角，只不过我们认为1号点也可以在起点北偏东60度的方向上1千米处。
师：集体的力量真是伟大的。现在请同学们观察例1***，正如你们所说的，1号点不是正好处于东北方向线上，所以我们选择（ ）偏（ ）（ ）度的说法来描述任意点的位置。如果从北向东方测量，它与北的夹角是60度。因此，你们选择是（生接答北偏东60度的方向上），是正确的。但是如果从东向北方向测量也确实是30度，因此，1号点在起点的（生接答东偏北30度方向上）也是正确的。因为观测的起始方向不同，所以答案不同，但两种说法都是正确的。
5 讨论对比，寻求合理的结果
师：从同学们的汇报上不难发现，对于这样不是正好处于8个方位上的任意点的位置，我们都采取了（ ）偏（ ）（ ）度的形式，这样来表述某个任意点的位置是正确的，而且这两种方法都是正确的，在生活中为了便于介绍某一点的位置，通常我们就采用这种形式来汇报，那么哪一种是正确的，又更合理呢？
（学生之间展开激烈的讨论，学生选择自己认为正确的一项并纷纷说明理由。）
预设答案：
生：东偏北30度，因为出示的角度是30度的角。
生：北偏东60度，因为下面的角度是30度，那么上面的角就是60度，所以说北偏东60度也是正确的。
生：东偏北30度，因为这个角度的角度较小。
师：这两种方法，如果让你选择，你会选择哪一种？为什么？
生：选择东偏北30度方向，因为东偏北这个方向上的夹角是已经知道的，而且这个夹角小，便于测量。
师：是的，在日常生活中，为了方便，通常我们选择夹角角度比较小的这个方向叙述，即东偏北30度的方向上。也就是一般我们先说与物体所在方向离得较近（夹角较小）的方位。
（板书：1号点在起点东偏北30度方向上。）
师：请同桌之间再来说一说1号点的位置。注意要关注两个重要条件，即方向和距离。
（生练习巩固新知。）
师：在大家的齐心努力下，我们顺利地完成了第一项任务，找到了1号点的位置，从刚才的学习中你能总结出描述某一个任意点的位置需要哪些基本条件吗？
（生汇报。）
师：对。仅知道位置与方向其中的一项是无法完成任务，用这两个基本条件，才能更准确地确定某一物体的准确位置，二者缺一不可。这就是我们本节课所学习的内容，位置与方向。
（板书课题：位置与方向。）
6 课内练习，拓展延伸
师：在***上能准确地找到某一点的位置，那么你们能在实际生活中，如何找准方向呢？
生：用指南针。
师：根据指南针，指一指教室的东、南、西、北。
（生指出东、南、西、北等方向。）
师：找出东偏北30的方向。
（让学生动手指一指。）
师：朝东偏北30度的方向选择最近的路线，一定能很快找到1号点。现在我们成功地到达了1号点，在这里我们发现了一片广阔的景区。
（出示公园情境***。）
师：你能准确地到达停车场、鸟语林和海狮馆吗？，
（同学观察大屏幕。）
请同学们小组合作，试着用（ ）偏（ ）（ ）度的形式来描述各个点所在的方向。（要求一名同学记录，一名同学测量，一名同学检查，一名同学监督，四个人共同讨论结果）
（生汇报交流。）
生：停车场在1号点的北偏西30度2千米处。
生：鸟语林在1号点的南偏东25度4千米处。
生：海狮馆在1号点的西偏南45度3千米处。
生：还可以说海狮馆在1号点的南偏西45度3千米处。
生：海狮馆在1号点西南方向3千米处。
师：请同学们对比海狮馆的位置有3种不同的答案，哪一种更正确。
（生讨论。说明理由。）
师：你们可真有想法！是的。像这样当某一点距离两个不同方位夹角为45度时先说哪个方位都可以。往往看似简单的问题却更需要同学们细心观察，认真思考。
三、巩固练习，解决问题
在1号点的不同位置有着不同的建筑物，在这众多的已知条件下你能找到2号点的位置吗？
（要求分工如下：由小组内的一名同学说，其他3名同学进行判断，得出一致性结论后，再由另一名同学来连线，另外几名同学监督完成，其后由第三名同学进行汇报，最后一名同学来展示。）
（学生在这样的要求下有序地进行小组合作学习，且有助于小组学习能力的培养。）
师：在寻找2号点这一问题时你遇到了哪些困难？是如何解决的？
生：题中每一处建筑物所在的方向没有具体的角度，我们小组是借助量角器来解决这一问题的。
生：从1号点到各处景点的距离也没有给出来。
师：那么，能在小组中观察解决这一问题吗？
（生交流讨论汇报。）
生：从1号点到2号点的距离是500米，这段距离被平均分成了5份，500÷5=100（米），那么每一小段的距离是100米，因此就可以推导出1号点到各旅游景点的距离。
（请同学们继续***完成练习内容。同桌之间互相进行检验，集体交流反馈。）
师：在你的积极参与下，我相信，我们这组同学能够很快地到达指定地点2号点。（出示***片）请同学们观察1号点坐标***与2号点坐标***，你有什么发现？
生：起点不同。
师：对。不相同的起点，所在方位也不同，随着观测点的变化，我们有了新的坐标***。如果我们找到2号点后，向终点前进，此时平面坐标的终点应是什么地方？
（出示空的方向坐标，请同学们填一填。）
生汇报结果。（此时，由于观测点变为了2号点，所以观测点改为了2号点才是正确的。）
师：你能判断出回到终点的路线吗？
（出示平面方向***。）
生结合大屏幕回答。
预设问题答案：终点在2号点正南方向2千米处，所以应向正南方向走2千米。
师：同学们能够对问题进行正确的区分，由于我们每次行驶时的观测点的改变，所以形成了这3个坐标***，这是以后解决问题会经常出现的问题，要特别注意。这点做得特别好，在学习的新知识后，仍不忘记旧知识活学活用，能够在每次问题的回答时，都注意位置与方向这两个条件更值得表扬。在现实生活中这样的知识你还能不能做得这样认真。下面我们就一起来做做小向导，我们运用今天所学的知识来解决实际问题。
师：（出示做一做）请同学们***完成练习，并同桌之间交流一下，从上面这些练习中你都发现了哪些有效的解决问题的方法？
（生自由汇报，自己解决问题的方法。）
四、总结反馈，实践应用
位置与方向篇2
教学内容：
人教版义务教科书三年级下册第一单元，教材第2—10页位置与方向整理与复习。
教学重点、难点：
1．通过复习使学生熟练掌握八个基本方向（东、南、西、北、东南、东北、西南、西北）的辨认方法，能根据东、南、西、北中的一个方向，辨认其余三个方向，能用这些词语描述物体所在的方向。
2．体会物体间位置关系的相对性，能用所学知识解决简单的实际问题。
教学准备：
《位置与方向复习课》教学课件、作业纸
教学过程：
一、创设情境，复习引入
师：小华和朋友们一起在动物园游玩，在一个十字路口，他和小伙伴走散了，并且还迷路了，现在他的旁边有一个动物园的平面示意***，你能帮助他找到救护站吗？（打开PPT第2页）
师：我们怎么帮助小华找到救护站呢？首先我们要知道平面***上的什么？
生：方向。
师：怎么判断方向呢？
生：我可以根据平面***上的指示标，确定北，然后根据上北下南左西右东确定其余三个方向。
师：我们知道了方向还需要知道什么，才能帮助小华呢？
生：小华的位置。
师：同学们很聪明啊！小华说他先在在xx位置，现在你能说一说，小华怎么走找到救护站吗？
生：从小华现在的位置向xx方向走到xx位置，再向xx方向走到救护站。
二、回顾整理，建构网络
1.师：同学们真了不起，运用本单元所学的知识，帮助小华找到了救护站，并和小伙伴取得了联系。那你能对本单元的知识进行梳理吗？
师：你能帮老师完成这个方位示意***吗？（打开PPT第3页）
师：说一说你是怎么判断的？
生：我根据上北下南左西右东判断方向
生：我根据北与南相对，西与东相对判断方向。
……
师：同学们真了不起，有这么多的好方法。在认识了八个方向之后，我们还学习了简单的路线，想一想，在描述路线时，应先确定什么？然后在怎么做？
生：应先确定物体的位置，然后根据方向描述路线。
2．建构网络
师：同学们真棒！通过整理，我们形成了这样的知识网络。
（根据学生回答完善网络）
三、重点复习，强化提高
师：小华的朋友们，觉得你们很聪明，出了一些题，想考考你们，你们敢应战吗？
1、下面是小华家附近街区的部分平面***。
（1）邮局在少年宫的（
）面，在科技馆的（
）面。
（2）商店在小华家的（
）面，在丁丁家的（
）面。
（3）电影院在邮局的（
）面，学校在邮局的（
）面。
（4）邮局在电影院的（
）面，在商店的（
）面。
（5）丁丁家在科技馆的（
）面，在少年宫的（
）面。
（6）丁丁从家出发去学校，可以先向（
）经过（
）走到科技馆，再向（
）走到学校。
（7）小华从商店去科技馆，可以先向（
）走到邮局，再向（
）走科技馆。
【设计意***】通过小华家附近街区的部分平面***，第（1）至（5）小题锻炼学生运用八个方向词语描述物体的位置，第（6）、（7）小题，锻炼学生描述简单行走路线的能力。
2、小华的叔叔是一名邮递员，他负责城东新区的邮递工作。
刘叔叔的送报路线是：
【设计意***】通过对行走路线的描述，让学生进一步感受位置的相对性。
3、根据描述，把育新小区的平面***补充完整。
【设计意***】让学生根据文字描述标出建筑物在***中的位置。不仅巩固所学的方位知识，同时培养学生阅读理解的能力。
师：同学们回解答的真好！小华的朋友们也对你们连连称赞呢！
五、总结评价：
这节课，我们复习了什么？你有哪些收获？
位置与方向篇3
教学内容：
人教版六年级数学上册19至20页
教学目标：
1.在具体的情境中，学生能够认识平面***上的方向，明确可以根据方向和距离两个条件确定物体的位置。
2.
在由实物到绘制坐标***的抽象过程中渗透坐标的思想，发展空间观念。
3.
在具体情境中感受数学与生活的密切联系，获得成功的体验，培养学生的空间观念
教学重点：明确可以根据方向和距离两个条件确定物体的位置
教学难点：掌握角度的测量方法，能确定物体的方向，能用较规范的语言准确描述物体的位置。
教学过程：
一，复习导入：
出示中国地***，复习之前学过的北、南、西、东、东北、西北、东南、西南四个方向。
二、情境教学，探究新知。
（一）出示例1情景***：“目前台风位于A市东南方向。
”
1.提问：你知道台风的方向吗？在方位坐标***上指一指（请两名学生指）
2.疑问：刚才两名同学指的方向都是东南，能确定台风的方向吗？还需要加什么条件？（度数）
（二）
出示例1情景***：“目前台风位于A市东偏南30°的方向。”
1.理解“东偏南30°”的意义：你是怎样理解的呢？
预设：“以东为起始，向南偏30°”
2.结合量角器，深入理解“东偏南30°”的含义
教师示范，用量角器画出东偏南30°（边操作边讲解）
提问：现在可以确定台风的方向了，但是它的具体位置能定吗？
（三）
出示例1情景***：“目前台风位于A市东偏南30°的方向，距离A市600KM”
教师：如果用1cm代表100km,你能在坐标***上确定台风的位置吗？（请学生在黑板的坐标***上指一指。）
小结：同学们，你觉得如何才能确定物体的位置呢？（方向和距离）
（四）
联系实际，解决问题
“台风以20千米/时的速度沿直线向A市移动，大约几小时到达A市？”（学生***解决。）
三、巩固练习，拓展提
1.教材20页做一做
让学生***完成，集体订正（注意个别辅导）请几名同学演示度量角度的过程
2.教材23页第2题。
学生***完成，集体订正。
1.
教材24页第4题
注意强调观测点的不同，位置不同。
四、全课总结：
同学们，今天你有什么收获？还有什么不懂的地方吗？
五、板书设计：
位置与方向（二）
方向：东偏南30°
位置与方向篇4
姓名:________
班级:________
成绩:________
小朋友们，经过一段时间的学习，你们一定进步不少吧，今天就让我们来检验一下！
一、选择题
(共7题；共14分)
1.
（2分）
如***，以点o为观测点，在点o西南方向的是（
）。
A
.
①②
B
.
③
C
.
④
D
.
⑤
2.
（2分）
早上，我面向太阳向学校走去，我的左面就是（
）。
A
.
东
B
.
南
C
.
西
D
.
北
3.
（2分）
旗杆的影子在西面，那么太阳在（
）。
A
.
东面
B
.
南面
C
.
西面
D
.
北面
4.
（2分）
小丽从家向东走到商店，返回时应向哪个方向走（
）。
A
.
北
B
.
西
C
.
东
5.
（2分）
(2019三下·佛山期中)
公园在学校的东北方向，那么学校就在公园的（
）方向。
A
.
西南
B
.
东南
C
.
西北
6.
（2分）
(2018三下·云南月考)
小红说：“我在小芳的南面。”小刚说：“我在小红的东北方向。”小丽说：“我在小刚的西北方向。“小明说：“我在小芳的西面。”他们的位置是（
）。
A
.
B
.
C
.
7.
（2分）
青岛在日照的东北方向，日照在青岛的（
）方向．
A
.
东南
B
.
西南
C
.
西北
二、填空题
(共6题；共13分)
8.
（4分）
(2019三下·单县期末)
早上，面对太阳升起的地方，你的前面是________，后面是________，左面是________，右面是________．
9.
（2分）
当你面对南边，你的左边是________，右边是________．
10.
（1分）
傍晚，太阳从________方落下。
11.
（1分）
中午看太阳，太阳在南边，地上的树影正指着________方。
12.
（1分）
小红家在学校的西面，那么学校在小红家的________面．
13.
（4分）
早晨起来，面向太阳．前面是________，后面是________，左面是________，右面是________．(在括号里填上“东”、“南”、“西”、“北”，试试看)
三、判断题
(共5题；共10分)
14.
（2分）
面对早晨的太阳，你的右手边是南方。
15.
（2分）
判断对错.
当你面对西北方时，背对的是西南方.
16.
（2分）
(2016三下·陆良期中)
树的年轮较密的部分向着南面，较疏的部分向着北面．（判断对错）
17.
（2分）
把手表平放在桌面上，用数字12
正对着北方。正对着南方的是数字6；数字3
正对着东方。
18.
（2分）
1号点在2号点的南偏西40°的方向上，那么2号点在1号点的北偏东40°的方向上。
四、操作题
(共3题；共22分)
19.
（9分）
动手移一移，画一画。
（1）
①
先向南移5格，再向东北移3格。
②先向东移2格，再向北移1格，最后向东北移2格。
③
先向西移2格，再向北移4格。
④先向西南移1格，再向西移2格。
（2）
观察这四个***形移动后所在的格子，完成填空。
在的________面，在
的________面。
在
的________方向，在
的________面。
20.
（1分）
我住在淘气楼上，淘气住在丁丁楼上，丁丁住2楼，我家住________楼。
21.
（12分）
下面是“百合”号远洋轮的雷达屏幕，相邻两个圆之间相距10千米．
（1）
A船在“百合”号南偏________ ________°方向________千米处．
（2）
B船在“百合”号________偏________ ________°方向________千米处．
（3）
C船在“百合”号南偏西60°方向40千米处，请在***中标出C船的位置．
参考答案
一、选择题
(共7题；共14分)
1-1、
2-1、
3-1、
4-1、
5-1、
6-1、
7-1、
二、填空题
(共6题；共13分)
8-1、
9-1、
10-1、
11-1、
12-1、
13-1、
三、判断题
(共5题；共10分)
14-1、
15-1、
16-1、
17-1、
18-1、
四、操作题
(共3题；共22分)
19-1、
19-2、
20-1、
21-1、
位置与方向篇5
1关于横波波形***的背景知识
1.1波的***象
波传播时，各质点都在平衡位置附近振动，如***1所示为向右传播的横波中各质点在某时刻的位置，各质点的位移矢量是用从平衡位置指向该时刻所在位置的有向线段表示.
1.2***象的建立
***1中用横坐标x表示在波的传播方向上各质点的平衡位置，纵坐标y表示某一时刻各个质点偏离平衡位置的位移，并规定横波中位移方向向上时为正值，位移向下时为负值，在x-y平面上，各个质点的平衡位置x与各质点偏离平衡位置的位移y的各点（x，y），用平滑的曲线把各点连接起来就得到了横波的波形***.横波的***象形状与波在传播过程中介质中各质点某时刻的分布相似，波形***中通过平衡位置的质点在***象中也恰好处于平衡位置.
2巧用波峰（谷）与斜率解决横波波形***问题
2.1巧用波峰（谷）解决横波波形***问题
2.1.1波形***中的波峰（谷）特点
（1）波峰（谷）在波形***中最易辨识出
因为波峰（谷）为波形***中的质点偏离平衡位置的位移正（负）向的最大值，在波形***中最易辨识出，如***2中点A、C为波峰，点B为波谷.
（2）波峰（谷）处最易确定质点的即将运动（速度）方向.
因为波峰（谷）为波形***中的质点偏离平衡位置的位移正（负）向的最大值，此处质点加速度最大，指向平衡位置，速度为零，但波峰（谷）处质点的即将运动（速度）方向与加速度同向，也指向平衡位置.如***2中A、C波峰处质点即将运动方向向下，B波谷处质点即将运动方向向上，均指向平衡位置.
（3）波峰（谷）点两侧质点运动方向为“翘翘板”模型
以波峰（谷）点为界，其两侧质点的运动方向相反，若一个向上，另一个必向下.如***2中波峰A左侧1、2质点的运动方向向下，其右侧3、4质点的运动方向必向上.
（4）异仍理：与波峰（谷）的质点运动方向相异一任横波传播方向
方法：定、找、比、定
定：确定被研究质点；
找：找出该质点最相邻的波峰（谷）；
比：比较被研究质点与其最相邻波峰（谷）处质点的运动方向；
定：运用异仍理确定波的传播方向.
2.1.2应用波峰（谷）解题举例
A.该波向左传播B.该波向右传播
C.质点B和D的运动方向相同
D.质点C比B先回到平衡位置
分析已知质点F向下运动，其最相邻的波谷G质点即将运动方向向上，据异仍理，很快判断出波的传播方向向左，故答案A对B错；波峰C向下运动，质点B、D在波峰C两侧，则质点B、D运动方向必相反，故答案C错.
由波的传播方向知质点C直接从最大位移处回到平衡位置，而质点B要先运动到最大位位移处，再回到平衡位置，可定出质点C比B先回到平衡位置，故答案D对.所以选答案A、D.
A.向右传播，且此时质点B正向上运动
B.向右传播，且此时质点C正向上运动
C.向左传播，且此时质点D正向上运动
D.向左传播，且此时质点E正向下运动
分析已知质点A向上运动，其最相邻的波峰1质点的即将运动方向向下，据异仍理很快判断出此波的传播方向向左，又由于质点B和A分居波峰1两侧可判断质点B正向下运动，而质点B和C又在波峰1同侧，所以质点C正向下运动，故答案A、B错；质点B、D在波谷2两侧它们运动方向必相反，故质点D正向上运动，所以答案C对.质点D、E在波谷2同侧它们运动方向必相同，此时质点E正向上运动，故答案D错.所以选答案A、C.
A.这列波沿x轴正方向传播
B.质点P在负最大位移处，质点a一定到达平衡位置
C.质点P在负最大位移处，质点b一定到达平衡位置
D.质点P在负最大位移处，质点b一定在y轴负方向
分析由质点P速度方向沿y轴负方向，和其最相邻波谷1处质点即将向上运动，据异侧原理可知该列波沿x轴负方向传播，故答案A错；质点P与a在波谷1两侧（并距半个波长）它们运动方向相反，质点P在负最大位移处，质点a一定在正最大位移处，故答案B错；质点P与b运动方向相同，质点P远离平衡位置，速度变小，质点P在负最大位移处，质点b一定在y 轴负方向，故答案D对.所以选答案D.
2.2巧用斜率解决横波波形***问题
2.2.1横波波形***中斜率特点
因为相同增减性的单调区间上各质点的运动方向相同，相邻的单调区间上质点运动方向相反.在横波波形***中应用斜率是否同正（负）来确定不同质点运动方向相同与否.此方法易记且直观.
方法：定 找 比 定
定：确定被研究的质点；找：在波形***中找出该质点所在处的切线方向；
比：比较两研究质点的斜率是否同为正（负）；
定：确定质点振动方向相同与否
2.2.2应用斜率解题举例
位置与方向篇6
关键词： 多线切割机 收线排线 装置
中***分类号：TH132 文献标识码：A文章编号：1672-3791（2015）01（c）0000-00
1前言
由于多线切割机在切割工件时的运动规律为高速往复运动，钢丝线的线速度在特定的运动过程是恒定不变的，旧线在收线轮上的排布均匀度由为重要，如排线不均匀，同一收线轮在直径值上会起伏不定，在钢丝线速度一定的情况下会导致收线轮的转速变化频繁，导致钢丝线张力波动大，严重的引起断线故障。在采用普通齿轮齿条传动和调速电机驱动时，由于换向的不精确性和普通齿轮齿条传动的精度误差，会出现收线轮会出现纱锭形状。如采用伺服运动控制器和电子凸轮控制法则成本过高。
2 技术方案
为了提供一种多线切割机收线排线装置及控制系统，低成本、精度高、控制方式简易，解决多线切割机旧线回收时排线不匀的问题。
为了实现上述目的，本技术方案是：
一种多线切割机收线排线装置，包括收线电机驱动的收线轮；在收线轮一侧设置有受排线电机驱动做往复运动的导线轮，以及用于限定导线轮运动行程的位置传感器。导线轮通过连接杆与安装在滚珠丝杆副上的连接板固定，滚珠丝杆副与排线电机连接。连接板同时穿套在与滚珠丝杆副平行的直线导轨上。滚珠丝杆副和直线导轨支承在支架上，排线电机固定在支架外侧。支架上安装有两个位置传感器，分别是位置传感器一和位置传感器二，连接板上固定接有与位置传感器接触产生位置信号的感应块。收线电机和排线电机均为伺服电机。
本装置有益效果：多线切割机工作时，交流伺服电机驱动滚珠丝杆副，带动连接板和感应块作线性运动，并随收线电机转向的改变而改变移动方向，将线均匀缠绕在旧线的收线轮上。控制系统中，钢丝运行在收线轮中间段时，感应块启停及移动方向均随动收线电机启停及运动方向改变，待感应块第一次接触位置传感器一后，由位置传感器一控制感应块掉头直至收线电机停止，收线电机再次启动时，感应块仍向位置传感器方向移动，直至感应块向位置传感器方向移动时不能感应位置信号，感应块再反向随动收线电机换向及启停，如此往复。
附***说明 ***1为结构示意***。
3 具体实施：
如***1一种多线切割机收线排线装置，涉及到的部件包括：收线电机1、收线轮2、排线电机3、支架4、滚珠丝杆副5、直线导轨6、连接板7、感应块8、位置传感器J9、位置传感器二10、连接杆11、导线轮12。收线电机1连接收线轮2，驱动收线轮2转动，转动时，钢丝就缠绕在收线轮2上。关键在于收线轮2的一侧设置了将钢丝均匀分布在收线轮2上的导线轮12。导线轮12的一端固定在连接板7上，连接板7与滚珠丝杆副5连接，同时连接板7套在与滚珠丝杆副5平行的直线导轨6上，可自由移动。本实施例中滚珠丝杆副5和直线导轨6两者均支承在支架4上。排线电机3固定在支架4的外侧，同时与滚珠丝杆副5连接，驱动滚珠丝杆副5工作，带动连接板7做直线运动。
为了控制导线轮12的行程，在连接板7上接出一个感应块8，而在支架4上设置有位置传感器J9、位置传感器二10。当感应块8与位置传感器J9或位置传感器二10接触时，就产生位置信号，然后由控制系统控制排线电机3反转，连接板7就反向运动，惑应块8也随之反向移动。
为了精确控制，收线电机1和排线电机3都是采用伺服电机的形式。多线切割机的工作方式是，钢丝往复式运动，也就是说收线电机1本身处于正反转交替状态，比如正转7秒，反转6.5秒。在收线电机1正反转状态下，将钢丝均匀排布在收线轮2上。当收线时，收线电机1和排线电机3工作，收线电机1正转，排线电机3正转，连接板7向其中一边直线运动，例如向左。当收线电机1停止后，再重新启动，接着反转。此时排线电机3也随着收线电机1转向而反向运动，则连接板7反向退回。由于收线电机1正转和反转存在时间差，因此连接板7-个往复之后，向左移动了前进了一小段距离。然后再重复上述步骤，直到连接板7上的感应块8触碰到位置传感器J9。感应块8触碰到位置传感器J9时，产生位置信号，由多线切割机的控制系统采集，然后输出相应控制信号至排线电机3上，另其反向转动，然后连接板7就往右移动，直到收线电机1停止，再次启动收线电机1时，排线电机3不改变转向，连接板7仍向位置传感器J9方向移动，并触碰到位置传感器J9后反向移动，直到收线电机1停止，如此衢环，直至连接板7向位置传感器J9方向移动时，不能触碰到位置传感器J9，排线电机3反向随动收线电机1，总体向位置传感器二10方向移动，当感应块8触碰到位置传感器二10时，产生位置信号，由多线切割机的控制系统采集，然后输出相应控制信号至排线电机3上，另其反向转动，然后连接板7就往左移动，直到收线电机1停止，再次启动时连接板7仍向位置传感器二10方向移动，并触碰到位置传感器二10后反向移动，直到收线电机l停止，如此循环，直至连接板7向位置传感器二10方向移动时，不能触碰到位置传感器二10，排线电机3正向随动收线电机1，以此重复循环，这样导线轮12就可以往返运动，将钢丝均匀排在收线轮2上收卷。
4 结语
本多线切割机收线排线装置及控制系统，低成本、精度高、控制方式简易，解决多线切割机旧线回收时排线不匀的问题。
参考文献：
[1]机械优化设计 孙靖民，梁迎春主编 机械工业出版社 出版日期：2012.04
位置与方向篇7
关键词：切丝机；刀辊体；轴向窜动检测装置；触发开关；烟草生产；制丝工艺 文献标识码：A
中***分类号：TB47 文章编号：1009-2374（2016）21-0077-02 DOI：10.13535/ki.11-4406/n.2016.21.037
在烟草生产过程中，制丝工艺主要包括备料、回潮、贮叶、切丝、烘丝、叶丝梗丝混合、加香等工序。其中切丝工艺主要是将来料切成符合工艺要求的烟丝或梗丝。目前，一般采用切丝机对烟叶进行切丝，包括上铜排链、下铜排链、刀门组件、刀辊体、磨刀砂轮，上下铜排链之间形成一定角度，刀门组件位于上下铜排链的出料端。刀辊体转动装配在切丝机的机架上，刀辊体的轴线沿前后方向延伸，在刀辊体上设有多个切丝刀片。使用时，烟叶由上下铜排链按一定的速度送入刀门组件处，并在进给过程中压实烟叶，刀辊按照设定的速度转动，由刀辊上设有的切丝刀片将刀门处的烟叶切成烟丝。并且在刀辊的旋转过程中，通过磨刀砂轮对切丝刀片进行磨削。
1 主要原因分析
切丝机的刀辊通过轴承转动装配在切丝机的机架上，刀辊由于长时间的高速旋转，在离心力作用下，切丝机刀辊主轴、轴承及各传动部件会出现磨损、精度失调和损坏，导致刀辊容易出现轴向窜动。通常情况下，由于安装精度的问题，轴向窜动要小于0.05mm。而因为轴承磨损严重导致轴向窜动幅度大于0.05mm时，设备震动较为剧烈，降低切丝质量，严重时还会出现打刀事故，损坏切丝刀片和刀门组件。目前，在切丝机的刀辊上没有用于检测刀辊轴向窜动幅度的检测报警装置来提醒操作人员控制断电，经常是在震动幅度很大或者是发生事故后，操作人员才知道刀辊轴向窜动过大，需要进行断电处理，设备使用寿命短、损坏率高。
2 改进方案
本次改进提供一种自行设计用于对切丝机刀辊轴向窜动进行检测的切丝机刀辊轴向窜动检测装置。技术方案是：切丝机刀辊轴向窜动检测装置，包括支架，将支架上的与切丝机刀辊轴向相同的方向定义为前后方向，支架上沿前后方向导线移动装配有滑块，滑块上转动装配有用于与刀辊轴向的相应端面滚动配合的检测轮，检测装置还包括触发开关，触发开关用于在检测轮背离刀辊移动设定距离时被触发。
所述的支架上设有检测轮施压迫使检测轮顶压在所述刀辊轴向的相应端面上的复位弹簧。
触发开关为微动开关，微动开关布置在检测轮的背离所述刀辊的一侧，支架上于微动开关和检测轮之间沿前后方向导向移动装配有顶杆，顶杆的一端为用于在检测轮背离所述刀辊移动时供检测轮或滑块顶推以使得顶杆和检测轮同步移动的顶推施力端、另一端为用于在检测轮背离刀辊移动设定距离时顶压微动开关的触发部的触发端。
复位弹簧套装在所述的顶杆上，复位弹簧通过顶杆向检测轮施加迫使检测轮顶压在刀辊轴向的相应端面上的作用力。
复位弹簧的一端顶压在与顶杆固定装配的挡圈上、另一端顶压在支架上固设有的弹簧座上，弹簧座为间隙套装在顶杆外的定位套。
顶杆的顶推施力端上转动装配有滚轮，该滚轮与检测轮滚动配合。
滚轮的转动中心轴线与检测轮的转动中心轴向并行布置，滚动的转动中心轴线和检测轮的转动中心轴线位于与所述前后方向平行布置的同一个平面内。
滑块为导向移动装配在沿前后方向延伸的滑槽中的支撑轴，检测轮为同轴的转动装配在支撑轴上的检测
轴承。
支架呈L型，L型的支架包括竖向吊装段和水平安装段，滑块及检测轮均安装在水平安装段上。
所提供的切丝机的技术方案是：切丝机，包括沿前后方向延伸的刀辊，刀辊的前后两侧分别设有一个上述切丝机刀辊轴向窜动检测装置。
在切丝机的刀辊的前后轴向两端各布置有一个刀辊轴向窜动检测装置，这样可以对刀辊的双向轴向窜动进行有效检测，提高检测的有效性。
支架上设置复位弹簧，这样可以使得检测轮始终滚动顶压在刀辊轴向的相应端面上，保证刀辊轴向窜动时会同步带动检测轮移动，保证检测可靠。
触发开关为微动开关，在滑块背离刀辊移动时，通过顶杆顶压触发微动开关，采用机械控制的方法控制触发开关被触发，结构简单，可靠性高。
在顶杆的顶推施力端上转动装配滚轮，滚轮与检测轮滚动配合，可以延长整个检测装置的使用寿命。
3 具体实施方式
第一，一种切丝机的实施案例，该实施案例中的切丝机包括转动装配在切丝机机架上的刀辊，刀辊包括沿前后方向延伸的刀辊轴，刀辊轴外固设有刀辊体，刀辊体的轴向两端布置有第一端面和第二端面，本实施案例中，在刀辊的前后两侧分别设有用于检测切丝机刀辊轴向窜动的检测装置，两检测装置分别为第一检测装置和第二检测装置，两检测装置的结构相同，布置方向相反以实现对刀辊的双向轴向窜动进行检测，两检测装置均安装在承重梁上。
第二，以第一检测装置为例，第一检测装置包括支架，支架呈L型，L型的支架包括竖向吊装段和水平安装段，竖向吊装段通过定位块和联接螺钉固定吊装在承重梁上。支架上的水平安装段沿前后方向延伸，在水平安装段上设有沿前后方向延伸的滑槽，滑槽中导向移动装配有滑块，此处的滑块具体为支撑轴，支撑轴上同轴的转动装配有检测轮，此处的检测轮具体可选择支撑轴承，第一检测装置上的检测轮用于与刀辊轴向的相应第一端面滚动配合。第一检测装置还包括触发开关，触发开关用于在检测轮背离刀辊移动设定距离时被触发，本实施案例中的触发开关具体为微动开关。
第三，由于检测装置设置在刀辊的轴向一端，对于单个检测装置来讲，定义检测装置位于刀辊上与该检测装置对应的轴向端面的后方，在本实施案例中，微动开关布置在水平安装段的后方。在支架的水平安装段上于微动开关和支撑轴之间沿前后方向导向移动装配有顶杆，顶杆的前端为用于在检测轮背离刀辊移动时供检测轮顶推以使得顶杆和检测轮同步移动的顶推施力端，后端为用于在支撑轴背离刀辊移动设定距离时顶压微动开关的触发部的触发端，并且为延长检测轮的使用寿命，在顶杆的顶推施力端上转动装配有滚轮，该滚轮与检测轮滚动配合，滚轮的转动中心轴线与检测轮的转动中心轴向并行布置并位于与前后方向平行布置的平面内。
第四，为使得滚轮与检测轮始终顶压滚动配合，也为使得检测轮始终与刀辊轴向的相应端面滚动配合，在顶杆上套装有通过顶杆向检测轮施加迫使检测轮顶压在刀辊轴向的相应端面上的复位弹簧，该复位弹簧为压簧。该复位弹簧的前端顶压在与顶杆固定装配的挡圈上、后端顶压在支架上通过安装架设置有的弹簧座上，弹簧座为间隙套装在顶杆外的定位套。
第五，使用时，在复位弹簧的作用下，检测轮始终顶压在刀辊轴向的相应端面上，当刀辊轴向的相应转动时，检测轮与端面滚动配合，当刀辊在前后轴向出现窜动时，检测轮受压向后移动，检测轮通过滚轮推动顶杆同步向后移动，当检测轮带着支撑轴移动设定距离时，该设定距离等于设计中的刀辊轴向窜动幅度，顶杆的触发端将顶压在微动开关的触发部上，微动开关将发出信号，进行报警以提示操作者注意刀辊轴向窜动或者是直接对切丝机进行断电处理。
第六，本实施案例中，利用检测装置对刀辊轴向窜动进行检测，可有效避免刀辊轴向窜动过大出现的事故，延长切丝机使用寿命。
触发开关为微动开关，该微动开关可由检测轮通过顶杆触发，在其他实施案例中，触发开关也可以为光电开关，该光电开关可通过监控检测轮在前后方向上的位移判断检测轮移动的距离，在移动至设定距离时，由光电开关发出报警信息或控制切丝机断电。
第七，顶杆通过滚轮顶压在检测轮上，在其他实施案例中，也可以将顶杆的顶推施力端选用耐摩材料，此时可以直接将顶推施力端与检测轮顶压配合。
通过复位弹簧通过顶杆向检测轮施加顶推力，使得检测轮顶压在刀辊轴向的相应端面上。由检测轮顶推顶杆后移，在其他实施案例中，也可以由支撑轴顶推定案向后移动。或者直接在支撑轴上固设拨杆，由拨杆直接波动碰触微动开关的触发部，此时可以省去顶杆。
第八，复位弹簧为压簧，压簧套装在顶杆上。在其他实施案例中，复位弹簧也可以为拉簧，拉簧可以套装在顶杆上，还可以使拉簧的一端连接在支架上、另一端连接在支撑轴上，只要可以向检测轮施加迫使检测轮压向刀辊的方向的作用力即可。当然，在其他实施案例中也可以省去复位弹簧，此时可将支架的水平安装段倾斜布置，利用顶杆、检测轮的自身重力顶压在刀辊轴向的相应端面上。
同时，该实施案例中的切丝机刀辊轴向窜动检测装置的结构与上述切丝机实施案例中的第一检测装置的结构相同，在此不再赘述。
4 改进效果
通过本次改造后的实践表明，达到了如下的效果：切丝机刀辊轴向窜动检测装置中，使用时，使检测轮与待检测的刀辊轴向的相应端面滚动配合，当刀辊在轴向上出现窜动时，检测轮被顶推背离刀辊轴向的相应端面移动，当检测轮背离刀辊移动设定距离时，触发开关被触发，然后由触发开关发出信号以对操作者提示报警或者直接控制切丝机断电，避免在刀辊轴向窜动导致发生事故后才发现刀辊轴向窜动过大，提高切丝机运行安全系数，延长切丝机的使用寿命。刀辊轴向窜动检测装置制作费用低、安装简单、运行良好、符合安全性、运行平稳，与现有技术相比，具有结构紧凑、流程合理、占地省、阻力小、能耗低、效率高等优点。刀辊轴向窜动检测装置已获实用新型专利。
参考文献
[1] 濮良贵，纪明刚.机械设计[M].北京：高等教育出版社，2001.
[2] 葛文杰.机械原理[M].北京：高等教育出版社，2006.
位置与方向篇8
1粘料机具体结构
***2所示的卧式粘料机主要由Y方向晶棒角度定向装置、X光发生和接收装置、测角仪、X方向晶棒定向以及粘接、压实装置等组成。Y方向角度定向装置主要由晶棒夹具，定位装置，滑动装置等组成。晶棒夹具主要分成2寸、4寸和6寸，因为目前晶棒最大尺寸为6寸。所以夹具也只做到了6寸。夹具主要的作用是将晶棒固定住，同时晶棒还可以实现在夹具中绕着轴向转动，这样才能进行晶向角度调节。同时，调整完成后还要进行锁紧保证晶向位置不变。定位装置主要是起固定晶棒夹具的作用，晶棒夹具放在定位装置中紧固后，才可调节晶棒的端面晶向角度。滑动装置的作用是随着晶棒的长度不断变化，滑动装置可前后移动，来保证晶棒端面和指针始终是靠在一起的。X光发生装置和接收装置主要是指X光管和闪烁探测器，X光管的作用是产生X射线，发射出的X射线经过水晶晶片反射后，变成高纯度的X光照射在晶棒端面的原子面上，衍射出的X光线被闪烁探测器吸收。通过放大器等电器元件转换成峰值信号在微安表上显示出来。当达到最大峰值时，此时的晶向方向就是我们所需要的。测角仪主要包括蜗轮、蜗杆、编码器、主轴、手轮等。主要作用是通过转动手轮，带动蜗轮付旋转，最后带动晶棒旋转，使晶棒晶向转到需要测试的方向。晶棒定向以及粘接装置主要包括托板、直线导轨、滑板、V型导轨、定位顶针、顶尖、微调装置等。其中，V型导轨要根据所配合的切割机的料板形状尺寸来设计。顶针和顶尖的作用是确定晶棒的位置，而微调装置的作用是为了调整晶棒端面晶向的角度。当调整到需要的位置时，就可以粘接晶棒了。压实装置主要由立柱、直线导轨、推力轴承、滚珠丝杠、滑块、手轮等组成。立柱主要起到支撑作用，滑块可随着丝杠的升降而上下运动。直线导轨主要起滑道作用。同时随着晶棒的长度变化滑块还可前后拉动来压实晶棒。
2操作
2.1工作过程工作时，首先将晶棒的参考面与玻璃条或树脂条粘好。然后将粘好的晶棒放到Y方向夹具中，放置时玻璃条平面尽量与夹具底面平行，可以靠高度尺来保证。调平后将晶棒固定住。将夹具放到Y方向基准座中固定好。此时打开光闸拉板，让X光照射到晶棒端面。转动手轮将测角仪角度转到20度50分（蓝宝石晶棒端面衍射角为20度50分）。这时开始对晶棒端面进行调节，让晶棒端面绕着定位针转动。当微安表指针达到最大峰值时，这时晶棒的位置就是我们需要的。将夹具调整部分锁死。然后将夹具卸下。放到铣床或磨床上将玻璃条或树脂条磨平。这时Y方向操作结束。先把切割机料板放到X方向定位座中，将晶棒连同玻璃条从Y方向夹具中拆下，用酒精将玻璃条底面以及料板上表面擦拭干净，将晶棒放到料板上，让晶棒端面靠在X方向定位指针上，同时晶棒柱面靠在侧面定位基准上，这时，打开X光拉板，让X光照在晶棒端面上，将测角仪角度调整到20度50分。此时通过调整晶棒侧面的微调装置，来改变晶棒端面的角度，当微安表峰值为最大时，此时晶棒端面的角度就是我们想要的角度。保持该位置不动。将调好的胶均匀涂在料板上，然后将晶棒连同玻璃条重新放回到原来的位置。放置时，玻璃条与料板表面要充分接触，保证胶层厚度均匀。这时摇动压实装置上的手轮，让压实装置与晶棒接触，进一步保证玻璃条底面与料板上表面充分接触，保证了粘接效果。等胶凝固后，拉动滑板，使料板向后移动，腾出空间来粘接下一个晶棒，操作方法与粘接上一个晶棒相同，直到料板上粘满晶棒为止。
2.2注意事项在调节Y方向晶棒的过程中，注意不要调节幅度过大，可先转动测角仪的手轮，看晶棒的端面角度是向大偏还是向小偏，然后再调节。这样调节起来有一个参考，调节速度就快了。在X方向粘接晶棒的过程中，先不要盲目调整微调机构。可以转动测角仪手轮。看看晶棒的端面晶向大概向哪个方向偏，这样做的目的是有的放矢。避免盲目调整，浪费时间。另外，粘接前先根据料板的长度选择合适的晶棒，这样就避免了浪费料板长度或者晶棒长度过长粘接不上去的麻烦。
3结束语
位置与方向篇9
[关键词]数控机床 回参考点 故障 诊断 处理
中***分类号：TM256 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）46-0385-02
0 前言
数控机床采用增量式编码器时，数控机床上电之后第一个必须执行的操作就是返回机床各轴的参考点，若返回参考点出现了异常将无法进行程序加工，回参考点位置不正确将影响零件的加工精度，严重的甚至出现撞车事故，所以分析回参考点的原理和故障维修尤为重要。本文主要介绍了机床回参考点的几种常见方法及回参考点的动作过程，从而形成数控机床回参考点故障分析思路，同时介绍了常见的机床回参考点故障原因与处理方法。
1 故障现象
1.1 数控机床回不了参考点的常见故障
i减速信号故障；减速开关损坏，短路，减速开关电源断线等都会造成不能产生减速信号，故障现象为反回参考点时以快速移动速度向参考点方向移动直至超程，此时要检查减速开关是否损坏，减速信号线向PLC传递过程中是否断线，以及减速开关上的电源是否正常。
ii减速挡块位置不正确；如果减速挡块距离限位开关距离过短，会造成减速后来不及检测零位脉冲就超程的故障，故障现象为有减速过程，但直到超程仍不能找到参考点。此时要调整减速挡块使其处在合适的位置。
iii零位脉冲不良引起故障；零位脉冲不良导致回零时找不到零位脉冲，原因可能是编码器及接线故障或系统轴控制板故障，故障现象为以快速移动速度向参考点方向移动，碰到减速开关后减速，以低速移动直至超程报警。此时，在排除减速挡块位置无误的前提下，检查接线、板卡、编码器清洗或更换。
iv系统参数设置错误；例如Fanuc系统坐标轴的位置跟随误差的位置必须保证在128μm以上，这样坐标轴在参考点减速挡块压上到脱离的区间里，至少能检测到一个脉冲编码器的零位脉冲输入，即在参考点减速行程内，必须保证伺服电机或编码器转动1转以上。
v线路板故障；数控系统检测放大的线路板出错。
vi机械误差；包括导轨平行度、导轨与压板面平行度、导轨与丝杠的平行度超差等，此时要重新调整机床。
1.2 多次返回参考点重复位置精度很差
i零脉冲信号受到干扰；检查编码器反馈电缆屏蔽线连接是否正确，数控机床接地是否良好，脉冲编码器的电缆是否布置合理，应尽可能使位置反馈电缆远离干扰源和动力线。
ii编码器的供电电压太低；检查脉冲编码器的电源电压是否在规定值范围内，如果过低进一步检查电源。编码器的供电压必须在5.2V到4.8V范围内，当小于4.75V时，将会引起“零脉冲”的输出干扰。
iii伺服电机与丝杠的联轴器松动；观察伺服电机与丝杠间的联轴器是否松动，如果电机与丝杠之间还有齿轮传动、带传动等结构，则检查齿轮与轴之间是否松动并紧固之。
iv电动机扭矩过低或由于伺服调节不良，引起跟踪误差过大。
v零脉冲不良；可以借助示波器观察编码器的输出脉冲是否正常，如不正常则对编码器进行清洗或更换。
vi传动链间隙增大；包括滚珠丝杠螺母副间隙、传动齿轮间隙、丝杠支撑间隙等，数控机床上的这些机械结构都有消隙措施，比如丝杠螺母副的双螺母垫片式、双螺母螺丝式、双螺母齿差式消隙等。调整这些机构，使之间隙消除。
1.3 回参考点发生整螺距偏移
i参考点单螺距偏移；减速开关和减速挡块安装位置不合理，使得减速信号与零位脉冲信号距离过近，这时会发生单个螺距偏移，这时要调整减速开关或减速挡块的位置，使机床轴开始减速的位置大概处在一个栅距或一个螺距的中间位置。
ii参考点发生多个螺距偏差；出现这种故障现象的原因有：减速信号不良；减速挡块松动引起寻找零位脉冲的初始点发生漂移；零位脉冲不良，诊断时检查减速信号是否有效，接触是否良好；检查减速挡块并紧固；清洗或更换码盘。
2 原因分析
如果数控机床的位置检测装置采用的是带绝对值编码器的检测装置，由于系统断电后位置检测装置靠电池来维持坐标值实际位置的记忆，所以开机不需要进行回参考点操作。但是由于成本的原因，目前大多数数控机床采用带增量型编码器的检测装置，编码器采用光电原理将角位置进行编码，在编码器输出的位置编码信息中，有一个零脉冲信号，编码器每转产生一个零脉冲，当伺服电机安装到机床床身时，伺服电机的位置就确定了，编码器的角位置也就确定了，由于编码器每转产生一个零脉冲，因此在坐标轴的整个行程内有很多零脉冲，这些零脉冲之间的距离是相等的，而且每个零脉冲在机床坐标系统的位置是绝对确定的。为了确定坐标轴的原点，可以将某一个零脉冲的位置作为基准，这个基准就是坐标轴的参考点。为了确定参考点的位置，通常在数控机床的坐标轴上配置一个参考点行程开关，数控机床在开机后，首先要寻找参考点行程开关，找到之后，再寻找与参考点行程开关最近的一个零脉冲作为该坐标的参考点，根据参考点就可以确定机床的原点了，所以利用编码器的零脉冲可以准确地定位机床坐标原点。
3 数控机床回参考点的几种方式
3.1 回参考点的零脉冲方式；回参考点时，轴先以快移速度V1向参考点方向移动，碰到减速开关后减速，以较低速度V2继续前移，超越挡块后检测第一个零脉冲。当轴接收到第一个零脉冲时，轴即制动到速度为零，然后再以V2速度前移参考点偏置量而停止于参考点。如***1所示。
3.2回参考点的“+-”方式；回参考点时，轴先以快移速度V1向参考点方向移动，碰到减速开关后速度制动到零，然后反方向以速度V2慢速移动，当反向脱离挡块后检测第一个零脉冲，当轴接收到第一个零脉冲时，轴即制动到速度为零，再前移参考点偏置量而停止于参考点。如***2所示。
3.3回参考点的“+-+”方式；回参考点时，轴先以快移速度V1向参考点方向移动，碰到减速开关后速度制动到零，再反向微动直至释放减速开关，然后又沿原方向微动撞上减速开关，并且以速度V2慢速前移并超越减速挡块后检测第一个零脉冲，当轴接收到第一个零脉冲时，轴即制动到速度为零，再前移参考点偏置量而停止于参考点。如***3所示。
4 故障处理
例1：公司一台长城卧车采用FANUC0-T系统，在返回参考点时，X轴返回不成功，超程报警。
诊断与排障过程：首先观察各轴返回参考点的状态，在返回参考点方式下，发现Z轴能够正常返加，再选择X轴回零，观察到X轴在回零的时候，压到减速开关后并不减速，直至压到硬限位开关超程报警，直接将减速开关压下，观察机床PLC信号状态，发现X轴的减速信号没有变化，可以初步判断可能是机床的减速开关故障或者是减速信号线断线，用万用表逐步测量，最终发现减速开关信号线断线，用备用线换之，故障排除。
例2：电机一台南通立铣，采用FANNC 0-M系统，Y轴回参考点动作正常，但参考点位置随机变化，每次停留的空间位置都不同。
诊断与排障过程：由于机床回参考点动作无误，说明机床回参考点功能正常，进一步检查发现，参考点位置虽然每次都变化，但都在减速开关释放后的位置附近，因此初步判断故障的原因可能由于脉冲编码器的零脉冲不良或丝杠与电机的连接不良。为缩小故障范围，采用故障隔离的方法，脱开电机与丝杠间的联轴器，通过手动压参考点减速开关，进行回参考点试验多次后发现，每次回参考点完成后，电机总是停在某一固定的角度，由此可以证明码盘的零脉冲正常，问题应该在电机与丝杠的连接上。仔细检查后发现，丝杠与联轴器间的弹性胀套配合间隙过大，产生连接松动，修整胀套，重新安装后故障排除
例3：公司一台中捷的FK110，采用的是SINUMERIK840D系统，X轴回参考点时，本应先向正方向运行，但却一直向负方向运行。
诊断与排障过程：询问操作人员，在机床开机回参考点时出现这个故障。按照这台机床回参考点的原理，在没有压上零点开关时，X轴回参考点向正方向运行，压上减速开关后减速向负方向运行，当反向脱离挡块后接收第一个零脉冲来确定参考点，根据原理分析，X轴一直向负方向运行，首先怀疑减速开关有问题，利用系统PLC状态诊断功能，发现减速开关信号一直为“1”，拆开X轴防护罩，看到减速开关碰针一直是压合的，无法释放。更换组合行程开关，故障排除。
例4 公司一台B82数控机床，采用SINUMERIK802D系统。在做完大修和系统改造后，在试加工零件时，发现零件加工尺寸有误。
诊断与排障过程：经过对工件测量，发现零件的全部尺寸相对位置正确，但X轴的全部坐标都相差10mm，而X轴丝杠的螺距正是10mm。初步判断是X轴返回参考点出现整螺距偏移引起的故障。大部分系统参考点设定于减速挡块释放后的第一个零脉冲的位置，减速挡块释放时，编码器恰巧在零脉冲附近，由于减速开关动作的随机性误差，可能使第一个零脉冲错失，接收的零脉冲信号就是第二个了，此时参考点位置就发生一个丝杠螺距的误差。重新调整了参考点减速挡块位置，使减速挡块释放点与零脉冲位置相差半个螺距左右，机床恢复正常，零件加工符合精度要求。
5 效果评估
综上所述，数控机床回参考点故障归纳起来不外乎三种情况：一是机床回参考点失败；二是机床回参考点出现停止位置的随机漂移；三是机床回参考点的位置发生整螺距的偏移。第一种情部会有报警发生，危害性不大，而第二、三种情况因为没有报警容易造成零件的成批报废，应引起足够警惕。维修人员应熟知回参考点的控制原理以及常用检测工具的使用，根据故障现象的分析，确定合理的诊断与检测步骤，以便迅速排除故障。
位置与方向篇10
1. 磁性，磁体，磁极，磁化和磁场（磁感线），地磁场.
2. 电磁三现象是：
① 电流磁效应：奥斯特实验，安培定则，电磁铁和电磁继电器.
② 磁场对电流的作用：通电导体在磁场中受力，左手定则，电动机.
③ 电磁感应：感应电流产生条件，右手定则，发电机及电能的输送.
3. 电磁波的形成，波速计算.
4. 微波通信，光纤通信，卫星通信和互联网络.
5. 能源分常规能源和新能源，一次能源和二次能源，可再生能源和不可再生能源，非清洁能源和清洁能源.
6. 能量守恒定律和能量转化具有方向性.能量转化和利用时的效率.
【考题精讲】
例1 如***8-1所示，用一根条形磁铁的S极在一根钢条上由A端移向B端而使钢条磁化，则钢条磁化后的磁性是（ ）.
A. A端是N极
B. A端是S极
C. 钢条不具有磁性
D. 磁极不好判断
［分析］ 磁化是原来没有磁性的物体获得磁性的过程，钢是硬磁物质，在外界磁场的影响下，能被磁化且能保留磁性，因此选项C是错误的.磁铁的S极在钢条上由AB摩擦的过程中，钢条内物质排列变为定向排列，而这种改变终止于磁铁离开的位置B，只要分析离开B端的情况就可判定钢条所带的磁性，此类问题均是以离开时的状态分析为依据.
［解答］ 本题应选B.
例2 ***8-2所示的A、B为两个通电螺线管，ab处是电源，通电时小磁针P能在***示位置静止.标出电源ab的正负极及通电螺线管A的线圈绕法.
［分析］ 由磁极相互作用的性质异名磁极相吸，可得通电螺线管A的右端和B的左端都应该是S极.再根据右手螺旋法则可判断通电螺线管A上的电流方向是向上，而通电螺线管B上的电流方向是向下，因此可根据***示得电流应该由电源b端流出，a端流进而判定正、负极.通电螺线管A的线圈右端引入线***圈正面（可见的一侧），左端引出线***圈背面（不可见的一侧）.
［解答］ 电源b端正极，a端负极.螺线管A的绕线如***8-3所示.
例3 如***8- 4所示，a、b是两个线圈示意***，均处于***示的磁场里，小磁针P在直导线上方静止.当让线圈a绕中轴线O1O1′由上至下做逆时针转动一小角度时，判断小磁针N极转动的方向及线圈b绕中轴线O2O2′转动的方向.
［分析］ 线圈a如***示方向转动一小角度时，左右两侧线圈边要切割磁感线而产生感应电流.根据右手定则可判断线圈a的左边框向外时会产生向下方向的电流，而右边框向里时会产生向上的电流，这样就使下方两根直导线上面一根电流方向是向左，下面一根电流方向是向右；线圈b右边框上电流方向向上而左边框上电流方向向下.在判定电流方向的基础上，根据右手螺旋法则可判断上面一根通电导线的周围存在着圆形磁场，其方向是导线上方垂直纸面向里，而磁场方向又是小磁针静止时N极所示的方向，由此可判定小磁针P的N极转动方向.线圈b由于通了电，将受到磁场的作用力，根据左手定则判断线框b的右边框受到垂直纸面向外的力而左边框受到垂直纸面向里的力，因此线圈b将会绕中轴线O2O2′转动，由上向下看应该是顺时针转动方向.
［解答］ 小磁针P的N极应垂直纸面向里转动，而线圈b应绕中轴线由上向下看作顺时针转动.
例4 在光滑的绝缘水平面上，有一根固定的直导线l，通以向上方向的电流，其右侧置有一个正方形通电线圈ABCD，AB和CD边均与导线l平行且通以顺时针方向电流，如***8-5所示.导线框可自由运动，由上述条件可判断线圈ABCD将（ ）.
A. 向上运动 B. 向下运动
C. 向左运动 D. 向右运动
［分析］ 由于直导线l上有向上的电流，因此导线周围就产生磁场.根据右手螺旋法则可得在导线的右侧应产生垂直纸面向右的磁场，且磁场的强度由强至弱变化.根据左手定则可判断通电线圈在直线电流l形成的磁场中受力方向是：AB边向左而CD边向右；AD边向上而BC边向下.由于电流磁场强度向右而变弱，因此导线框各边受力大小不同，由磁性强弱可得FAB＞FCD，FAD=FBC .即线框上、下受力平衡，而左、右受力不平衡，合力方向与AB边受力方向相同，因此线框也将向合力方向移动.
［解答］ 本题应选C.
例5 利用电磁继电器来安装自动排水和报警装置.如***8-6所示的器材示意***中，容器表示实际情况中的水位，要求水位达到1位置时，绿灯灭，红灯亮同时抽水机（M）起动开始抽水；当水位降至2位置时，绿灯亮，红灯灭同时抽水机停止工作.***示中A、A′、B、B′为电磁继电器中固定的静触点，C、C′为受电磁继电器衔铁控制的动触点（上、下两侧）.电磁继电器未通电时，由于弹簧作用衔铁向上而使C、C′与A、A′接触；电磁继电器通电时，由于磁性吸引衔铁向下而使C、C′与B、B′接触.请按要求将其连接成电路（水位上升过2位置时抽水机并未工作，水位由超过1位置下降并未到2位置前，抽水机依然工作）.请指出***中两灯L1、L2中红灯是哪一盏.
［分析］ 水是导电的，因此在容器的底部、水位1和2处应分别装置一个金属导片以连通电磁继电器电路及抽水机电路.由于水位在上升过程中即使超过2位置，抽水机也不工作（即电磁继电器处于断开），因此1位置金属导片在与动触点C、C′相连时，静触点A′应与绿灯相连，当水位达到1位置电磁继电器电路接通，说明2位置的金属导片应与电磁铁、控制电源（电源2）及1位置的金属导片形成通路而使电磁铁有磁性吸引衔铁而使动触点向下，因此红灯与抽水机应并联并与静触点B′，电源1（工作电源）相连.由于抽水而水位下降至2位置时，抽水机依然工作，要求电磁铁电路依然相通（此时动触点是向下的），所以要让容器底的金属导片与静触点B相连，这样保证了水位降至2位置前控制电路依然相通.反之，当水位上升超过2位置而尚未达到1位置时，由于此时动触点是处于向上的位置，因此电磁铁依然处于断开的状态.
［解答］ 电路如***8-7所示.当水位未达1位置，电磁铁断开C、C′与A、A′相接，工作电路中只有绿灯亮（L1）；过1位置时电磁铁电路接通而使C、C′与B、B′相接使红灯亮（L2）和抽水机（M）工作.抽水后，当水位降至1位置但未达2位置时，尽管P1、P2断开，但通过底部导片及C、B接触的原因，电磁铁依然保持通路.其中L2是红灯.
例6 在现代通信方式中，覆盖面最大、传播信息最快捷的方式是卫星通信.卫星通信必需依靠通信卫星来完成.回答下述问题：
（1） 通信卫星需要满足什么条件？
（2） 想实现全球同步转播，至少需要多少颗通信卫星，它们之间有什么关系？
（3） 通信卫星的作用是什么？
［分析］ 通信卫星绕地球旋转时，与地球上的每一位置都应该保持相对静止，因此也称为“同步卫星”.由于地球自转方向是自西向东而行，为保持与地球同步，卫星也必须自西向东绕地球转动；由于地球自转周期是24h，因此卫星绕地球转动的周期也应该是24h（即绕地球转动的角速度与地球自转的角速度相同）.由于卫星绕地球时必须与地球各点相对静止，因此卫星的转动面应与地球转动共轴，即卫星的转动面应与地球赤道面处于同一平面，说明通信卫星必须在赤道的正上方某位置.根据万有引力等知识可知，卫星转动周期与卫星与地球的距离（即卫星的高度）有关.
通信卫星是利用微波通信，传播时是直线形式，包含区域是以卫星为顶点的一个圆锥形区域底部，从理论上讲覆盖面要小于地球表面积的一半，因此需要三颗互成120°放置在同步卫星轨道上的通信卫星，它们各自也保持相对静止.每颗卫星覆盖大于1/3而小于1/2的地球表面.
通信卫星在工作时，既是一个电磁波信号的接收站，同时又负责发送电磁波信号，相当于一个电磁波信号的中转站.
［解答］ （1） 自西向东绕地球转动；转动周期为24h；必须在地球赤道正上方的某一高度.（2） 三颗互成120°的同步卫星，相互保持相对静止.（3） 电磁波信号的接收和发送.
例7 如***8-8所示，MN和PQ为两根水平放置的金属导轨，ad和cd是搁放在导轨上平行相隔的金属棒.整个装置处于竖直向上的匀强磁场中.当用水平向右的力F拉动金属棒ab时，金属棒cd会发生什么现象？生活中此现象应用于什么机械上？（不计导轨摩擦影响）
［分析］ 当金属棒ab受力而运动时，ab将切割磁感线而产生感应电流，用右手定则可得ab上电流方向为ba，因此金属棒cd上形成的电流方向为dc.此时cd也处在磁场中，因此cd棒要受到磁场对它的作用力，用左手定则可知受力方向水平向右，因此金属棒cd要运动.生活中由磁场变化使线圈受力转动的应用就是异步电动机.
［解答］ 金属棒cd上也有电流并同时向右运动，但运动速度比ab慢一些.生活中应用实例是异步电动机.
【夺标训练】
1. 如***8-9所示，L为一个大通电螺线管，三个小磁针a、b、c分别置于其左端、上方和内部.请在***上标出小磁针的N、S极（用涂黑表示N极）.
2. ***8-10所示是一个电动充气泵的结构示意***.***中电源E为电流大小、方向都不断发生变化的交流电.
（1） 当某瞬间电磁铁线圈上电流是从a端流进，则电磁铁的上端是什么极？
（2） 电动充气泵工作时，应用了哪些物理的相关知识？（至少写三条）
3. 电磁波给人类生活带来方便的同时，也造成了一定的电磁污染.***8-11所示的四种通信器材中利用电磁波工作的是（ ）.
4. 在马蹄型磁铁的正上方置有一根水平放置通电硬直导线l，导线可自由运动，如***8-12所示.若从导线上方向下看导线，则下述表述导线状况正确的是（ ）.
A. 可能静止
B. 可能向上运动
C. 作顺时针转动
D. 作逆时针转动
5. 我们知道通常广播电台使用的电磁波有长波、中波、短波的区分.下述关于波长不同的电磁波结论中正确的是（ ）.
A. 在空中传播时短波的速度最慢
B. 在空中传播时短波的频率最小
C. 在空中传播时短波的能量最大
D. 上述结论都是错误的
6. 原子能发电站越来越广泛地应用到社会中，原子能发电站工作时，其能量转换的正确途径是（ ）.
A. 核能电能
B. 核能内能电能
C. 核能机械能电能
D. 核能内能机械能电能
7. 在一个竖直放置的导线圈内有一个原来静止可自由转动的小磁针，如***8-13所示位置静止.当导线圈外接电源的开关S合上时，线圈内的小磁针（涂黑端表示小磁针N极）将发生（ ）.
A. 仍保持静止
B. N极向里转动
C. S极向里转动
D. 不好判断
8. ***8-14所示的电路是空调自动温控装置示意***.M表示空调压缩机，使用交流电源，电磁继电器使用稳恒电源.已知电磁铁上的线圈电阻为10Ω，稳恒电源电压恒为6V.所接入电流表为0~30mA量程，R为一个热敏电阻，其阻值随温度升高减小，具体变化如表所示.设计时当电流表示数大于或等于15mA时，空调压缩机将工作；小于15mA时，空调压缩机将自动停止工作.
（1） 简述空调电路自动控制的原理；
（2） 空调原设定的起动温度是多少？
（3） 为了省电，重新设定当温度为30℃时，空调才会自动工作，则应采用什么措施进行简单改装？
（4） 若为了能较方便地调节空调起动温度的控制，你有什么方便可行的措施（改变电阻的方法除外）.
9. M为上边串有一个电阻的金属冂型框，与地面成30°倾角放置，冂型框下边足够长.其上部搁有一根金属棒ab，可在冂型框边上自由下滑（不计轨道摩擦及电阻影响），整个装置处于一个竖直向上的匀强磁场中，如***8-15所示.当ab棒从上部静止起下滑时，请回答（电路中电阻R=20Ω，导体金属棒ab质量为200g，计算时g取10N/kg）：
（1） ab棒的运动状态直至稳定前是如何变化的？（简要说明理由）
（2） 若ab棒最终在轨道上稳定的运动速度是2m/s，则此时电阻上释放的电功率为多大？
10. 微波炉是一种新型的电加热器具.对此有两种截然不同的说法.
甲：微波炉功率很大，而微波输出功率仅占2/3左右，所以是一个低效率产品，不宜推广.
乙：微波炉采用了新型的加热方式，在同等条件下可大大减少加热时间，所以是一个节能产品，应该大力推广.
你是怎么看的？请说出自己的意见和理由.
参考答案：1. a、c左端N极，b右端N极 2. （1） S （2） 电流磁效应，磁性，杠杆，压强等 3. C 4. C 5. D 6. D 7. B 8. （1） 电流大于15mA时电磁铁磁性加强，吸引力克服弹簧弹力而使动触点向下，使空调电路工作； （2） 25℃；