二体弹性碰撞规律研究——以2023年高考试题为例

结合弹性碰撞恢复系数、v-t图像、质心速度等概念研究了2023年高考试题中的二体弹性碰撞问题,为学生解决弹性碰撞问题提供一些思路.

从大学与中学衔接的角度赏析高考题——以2022年全国乙卷第25题为例

目前高中阶段的教学多是为了应对高考,学生学习常常只是为了在考试中获得好的成绩,而忽略了自身思维的发展和解决问题探索精神的形成,更没有体会到研究问题的乐趣.学生在学习中常大量刷题,而很少去研究试题,赏析试题,这样会形成思维定式,无法应对题型的千变万化,进而导致对大学物理的内容感到不适应,无法顺畅过渡到研究性学习中去.

粒子在斜交复合场下的运动分析

带电粒子在复合场中的运动是高考和竞赛中比较难的一个问题,但也是一个热门考点,粒子在磁场中的受力与速度有关,在其他场如电场,重力场中受力不变,当粒子同时受到磁场与电场重力场作用时,其运动规律与这些场的夹角,初始速度密切相关,其分析将变得比较复杂。本文通过一道粒子在一般斜交复合场中的运动问题的分析来介绍该类问题的处理技巧,给学生作一些参考。

滑块碰撞动力学与圆周率的关联

滑块碰撞与圆周率π看似不相关的两个事物却具有某种联系,本文研究了滑块碰撞动力学,利用计算工具MATLAB,发现在理想情况下,滑块的碰撞次数与π有一定的关联,并在理论上证明了计算结果。

利用几何知识求解天体运动轨道

本文提出一种构造椭圆的方法,并利用该方法结合开普勒第二定律求解在万有引力作用下的天体运动轨道形状,该方法抛开了复杂的数学积分,只利用简单的几何知识使求解过程简洁化,图像化,能够加强学生对天体运动的理解。

斜面问题探讨

在力学中,斜面运动常只讨论斜面固定情况下物块的运动,文章分析了斜面不固定情况下物块的运动情况,其求解过程对激发学生活跃的思维具有一定帮助.

动态光散射中非负最小二乘反演算法的研究

动态光散射(dynamic light scattering,DLS)是常用的一种用于检测颗粒粒径分布的方法,而反演算法是粒径测量中的关键技术。在各种反演算法中,非负最小二乘法能够给出粒子尺寸分布(particle size distribution,PSD),具有简单精确的特点。课题组介绍了动态光散射中非负最小二乘法的原理,编写了非负最小二乘法程序,对粒子尺寸分布作了模拟,研究了反演结果与各参数之间的依赖关系,给出了动态光散射实验粒子尺寸分布测量的解决方案。仿真结果表明,可以通过改变步长的方法,利用非负最小二乘法程序反演出粒径分布,然后比较不同步长下的反演结果,选出最优步长,再利用最优步长进行反演计算,最终得到非常精确的粒径分布。

“示波器原理与使用”实验教学启发

示波器是一种应用非常广泛的电子测量仪器,可以直接观察电信号的波形,测量电压信号的幅度和频率、周期、相位等。本文主要分析示波器的扫描原理,李萨如图的观测技巧,解释学生易错的问题,提出解决办法。

一道力学题的多种解法

高中物理中力学题是困扰大多数学生的难点,本文通过解析一道力学题,提出了多种解法,包括质点运动方程、运动合成与分解、刚体的瞬心,拓宽解决这一类问题可用的方法和思路.有助于启发学生的创造性思维.

光的反射与折射定律的两种证明与联想

本文利用费马原理和惠更斯原理两种方法证明光的反射与折射定律,并联想到最速下降轨道的问题,通过利用光的折射规律推导出最速下降轨道,并求解了下降时间.

利用速度相图法求解多次连续碰撞问题

在两物体连续发生多次弹性碰撞的问题中,分析与计算十分复杂,本文应用速度相图法探讨这一类问题,让物理过程清晰直观图像化,简化了这类问题的分析计算过程.

质点沿半球面下滑问题研究

本文研究轨道倾角发生变化的情况,即质点沿半球面下滑的问题,通过分析发现质点将与球面发生分离,求解了质点与球面分离时的速度与位置,并拓展到球面不固定时的情况.

质子束团传输过程中的二次电子多级倍增

电子云不稳定性是强流质子加速器稳定运行的一个重大障碍。在电子云积累的过程中,二次电子多级倍增是电子云的主要来源。二次电子多级倍增机制可以用电子的运动和能量增益来分析。为了得到电子云的密度及分布,编写了一个模拟程序用来跟踪电子云的发展演化过程。分析了在质子束团作用下电子的运动,分析二次电子多级倍增的原因,并用模拟程序进行了计算,结果发现电子云与束团的纵向分布密切相关。

拉普拉斯-龙格-楞次守恒量在天体运动中的应用

拉普拉斯-龙格-楞次(Laplace-Runge-Lenz)矢量虽然在大学物理教材上没有提及,但在物理竞赛中经常会涉及,本文简单介绍Laplace-Runge-Lenz守恒量,并通过一道竞赛物理题讲解其应用.

“猎犬追狐狸”的大学物理解法

猎犬追狐狸是一道比较经典的竞赛题目,从大学物理角度讨论该问题,求解了猎犬的运动时间及轨迹.

Grover算法与滑块碰撞的相似性

Grover算法是量子搜索计算中一个重要的算法,自提出来后受到广泛的关注和应用.Grover算法的计算迭代次数近似为π/4√N-1,而在经典力学中一个滑块碰撞问题中,碰撞次数近似为π√M/m.对比两种计算方法,两个结果中均有π,计算过程存在许多相似之处.

天体运动相关分析与应用

高中物理中,学生经常将万有引力与向心力混淆,在求解行星绕恒星做椭圆运动问题时,容易出错。文章详细讲解行星在万有引力作用下绕恒星做椭圆运动时的规律,并求解了相应的椭圆轨道参数。

v-t图像法在"物体追逐"问题中的应用

在运动学中,物体追逐问题是令学生比较头疼的问题,文章以一道试题为例子,讲述v-t图像法的应用技巧,展现了v-t图像法的巧妙之处.

利用v-t图像及几何知识求解滑块-平板问题

滑块-平板问题主要指滑块叠放在平板上,滑块与平板之间在摩擦力作用下发生相对运动的问题.这种问题涉及的考点比较多,运动过程复杂,知识点的结合程度高,解法多样.学生在解答此类问题时失分很大,主要问题是题型千变万化,缺乏灵活运用能力,分析不清运动过程,忽视运动过程中受力方向,滑块滑落平板等细节.但万变离不开基本的考点.

利用斜抛运动几何结论巧解极值问题

本文通过抛物线性质得到了一个关于斜抛运动的结论,并利用这个结论巧妙求解斜抛运动极值问题,体现了几何知识在物理中的妙用.1 斜抛运动的几何结论如图1 所示,在距水平面高度为h 的某处将一质点以速度v0 斜抛出去,抛射角为θ,以抛出点为原点,建立水平竖直坐标系,质点的轨迹为抛物线。