生物炭对东北草甸黑土水分运动参数的影响

为探明添加生物炭对东北草甸黑土水力学特性的影响,研究了以5种生物炭体积比(0、2%、4%、6%、8%)施入土壤后的土壤水分运动参数。采用土壤的VAN GENUCHTEN模型和MUALEM理论,推导出添加生物炭土壤的水分特征曲线、相对导水率和水分扩散率方程,并用试验校验理论推导结果。理论和试验结果表明,添加生物炭土壤的饱和度随基质吸力的变化接近无添加的土壤;当基质吸力低于2 000 cm时,添加生物炭能够大大提高土壤的含水率,当基质吸力高于8 000 cm时,土壤的含水率不一定增加;水平土柱吸渗试验表明,生物炭能够抑制土壤水分的水平扩散;数值模拟降雨后的土壤含水率与田间实测数值相比误差小于13.3%。研究可为东北黑土区农业水土保护和利用提供理论依据。

生物炭对东北草甸黑土水力特性影响的数值化研究

为探究生物炭对东北草甸黑土水力学特性的影响,建立适用于添加生物炭后的土壤模型,以5种生物炭体积比(0、2%、4%、6%、8%)施入土壤,对土壤水分运动参数进行了试验和数值分析研究。结果表明,添加生物炭后土壤持水能力的增加主要是生物炭大于2 200 cm吸力范围持水能力的提升,土壤导水性能的改善是由于生物炭在小于35.82 cm吸力段具有良好的导水特性。饱和导水率试验结果表明,添加生物炭后土壤的饱和导水率接近于生物炭层状分布的理论结果,最大偏差为8.9%。采用毛细管模型模拟了添加生物炭的土壤在渗水24 h后的水分分布情况,模拟计算的饱和度与实际测量值相比偏低11%左右,这说明毛细管模型很好地导出添加生物炭后土壤的非饱和导水特性。该研究结果可为不同生物炭施加量、施加面积、地势、渗透时间的土壤水力学特性研究提供方法与保障。

激光拉曼光谱分析技术及其在农药残留检测中的试验研究

以SA(水杨醛缩苯胺类化合物)为例,将其物性研究与拉曼光谱分析法的应用相结合,做了探索性的尝试,取得了初步试验结果。拉曼法操作简单,结果准确,在农药残留及复杂分子的结构分析中具有实用价值。

刚体动量矩和动能的一般表示

本文研究了刚体作平面运动时,选择任意一点作为基点,写出刚体对该点的动量矩和刚体动能的一般表达式。同时,针对复杂的多体问题,将动能的一般形式推广到广义质量和广义速度乘积的矩阵形式,通过多体系统的第一个刚体,递归生成多个铰接的刚体的广义速度,并利用动能的矩阵形式来给出多体系统的动能。通过比较以质心为基点和采用矩阵形式两种计算动能的过程,说明了可以应用矩阵形式统一给出多个刚体系统的动能表达式。

高校物理教学中多媒体应用现状的调查与分析——信息技术和高校教学改革子课题研究报告之一

21世纪是高度信息化的时代,现代信息技术和学科教学的整合已成为教育教学改革的热点。本文对多媒体在高校物理教学中的应用现状进行了调查,并分析了多媒体教学方式和传统教学方式各自的优势,指出了当前多媒体在高校教学中存在的一些误区,并对如何应用现代教育技术加快高校教育教学改革提出了几点建议。

傅科摆的几何分析

傅科摆以最美的物理实验著称,但对傅科摆的解释一直是大学物理课程的难点。与牛顿力学采用科里奥利力论证傅科摆的传统方法相比,本文采用了几何方法来研究傅科摆,并指出傅科摆的转动是在球面上平移速度矢量的结果,最后给出了几何方法和牛顿力学解法的等价性证明。

基于CTCL的大学物理实验教学模式与实践

在“互联网+”与“智能+”大背景下,针对传统大学物理实验课程存在的问题,基于教育技术范式CTCL,以提升学生学习品质、促进学生发展为目的,对农业院校大学物理实验的在线课程与课堂教学进行一体化设计.以理论课程、学科思维养成、进阶式能力培养为出发点重构学习内容,利用学习过程数据以及学习者的差异性评价,建立科学的考核方式,从而实现学习品质的提升,促进学习者的发展.教育范式-内容构建-优化过程三位一体的改革实践,实现了教与学的双向目标,在教学实践中取得了良好的教学效果.

均质圆球在回转曲面上的纯滚动运动

为了解回转曲面上圆球滚动的运动学和力学特性,以便应用于机器人控制、运动仿真等领域,研究了在回转曲面上纯滚动均匀圆球的运动.对于非完整约束系统,改变切空间坐标框架写出的Euler-Lagrange方程称为Boltzmann-Hamel方程.利用约束特性,采用Boltzmann-Hamel方程,推导出了回转曲面上滚动球体的运动方程.更改运动方程的参数,可以给出滚动球体在圆柱等特殊回转曲面上的运动方程.当回转曲面为圆柱面时,求出了运动方程的解析解.最后通过数值模拟方程的解,给出了均质球在圆柱曲面上的运动轨迹.本文的方程可以适用于任何回转曲面上圆球的纯滚动,为相关工程领域的研究提供理论依据.

黑土坡耕地连续施加生物炭的土壤改良和节水增产效应

东北黑土区土壤肥沃、性状优良、适宜作物生长,然而大面积坡耕地的水土流失问题严重威胁着区域生态环境和国家粮食安全。为探明施加生物炭对该区域坡耕地的节水增产效应,以及最优施加量与施加年限,基于田间径流小区进行为期两年的观测试验。2015年,试验根据生物炭施加量设置为C0(0 t/hm2)、C25(25 t/hm2)、C50(50 t/hm2)、C75(75 t/hm2)和C100(100 t/hm2)5个处理;2016年,各处理分别连续施加等量生物炭。试验结果表明:施加两年生物炭均降低了土壤容重、提高了孔隙度和有机碳密度,且随施加量的增加效果越显著;2015年实测田间持水量随生物炭施加量呈上升的趋势,2016年则呈先升后降的趋势,上升至C50处理达到最佳;2016年C50处理土壤三相比较合理,广义土壤结构指数(GSSI)高于其他处理;连续两年施加生物炭均减少了3°坡耕地的年径流量,各年份年径流系数降低最多的分别为C75(15.44%)和C50(17.27%)处理。适量生物炭也可增加单次降雨后雨水蓄积量和其随时间下降的速率和幅度;2015年和2016年大豆产量最高的处理分别是C75和C50,增产率分别为27.16%和28.17%。比较2015年和2016年试验结果,连续两年施加50 t/hm2生物炭时,大豆水分利用效率较对照处理增幅最高,为27.67%,节水增产效果最佳。

基于网络教学平台的大学物理实验互动教学模式

在大学物理教学实践中，研究建立了具有农业院校特色的大学物理实验课程网络辅助教学平台，并引入现代多媒体网络技术、Flash技术、虚拟仿真技术，提出“多维”互动教学模式。在此基础上，探索实践大学物理实验课程网络“多维”互动教学模式的实施途径。

现代教育技术与大学物理教学交互对接的研究与实践

该文针对传统教学模式的缺点,根据农业院校专业设置特点,以促进学生发展为目的,研究了现代教育技术与大学物理课程教学交互对接的模式。线上课程补充优质学习资源、虚拟实验体验抽象原理、人工智能提供学习情况可视化分析与诊断,以上述三种手段实现与具体课堂教学内容的融合与互补。教学实践表明,多种现代教育手段与大学物理课堂教学有效融合后,学生学习大学物理的兴趣和参与度明显提高,该对接模式能够使学生的学习效率以及质量得到显著提升。