利用“人船模型”巧解系统动量守恒问题

归纳了“人船模型”具有的特殊规律及其适用条件,给出了双人式的“人船模型”转化为单人式的“人船模型”以及在质心参考系中应用“人船模型”的巧妙方法,对有关“人船模型”的若干物理问题进行巧妙解答.

运用角动量守恒定理解析舞蹈旋转类动作

引言小彩旗在2014年春节联欢晚会上充当“时间轴”的角色,连续不断旋转舞动四个多小时引发了广泛热议。她用近乎相同速度的无限旋转,轻盈飘逸、清澈典雅的优美舞姿,给观众留下极为深刻的印象,真可谓意犹未尽,挥之不去,深受感染。不禁引发多重思考:舞蹈旋转动作是否如此简单?舞蹈旋转动作的影响因素究竟有哪些?如何运用科学的理论和方法对此进行定量分析?无独有偶,著名舞蹈理论家欧建平先生1991年翻译的美国迪肯森学院(Dickinson College)物理教授肯尼斯·罗斯(Kenneth Laws)所著的《舞蹈物理学》一文,恰恰涉及了抛物线、悬链线等几何图形,用二次函数、双曲余弦函数分析舞蹈现象,引入角动量定量分析舞蹈动作等。1毋庸置疑,这些数学物理知识的介入,不仅可以帮助观众更好地鉴赏舞蹈,还能够为舞者的动作改进和编导的动作设计提供有力的学理支持;与此同时,正是在跨学科交叉研究的创新探索中,开拓出舞蹈与数学、舞蹈与物理学的学术新天地。

基于Tracker视角下的硬币碰撞——动量守恒定律的另类探究

基于Tracker软件对硬币碰撞过程进行了可视化研究,旨在探究动量守恒定律在二维碰撞中的适用性。通过Tracker软件分析硬币真实情境碰撞,不仅突破了传统实验的限制,而且加深了对动量守恒定律的理解。研究结果发现,在二维碰撞中,动量守恒定律依然成立,这为动量守恒定律的应用范围提供了更广阔的视角。有助于化解教学重难点,提升学生的物理学科素养,体现了信息技术与物理教学的深度融合。

验证动量守恒定律实验的创新改进

为验证动量守恒定律,人教版普通高中课程标准教科书物理选择性必修一安排有两个小球碰撞的实验,但其验证方法比较片面,只能验证质量大的小球碰撞质量小的小球,碰撞后两者以相同的运动方向做平抛运动。为拓展验证条件,设计既能使质量大的小球碰撞质量小的小球,又能使质量小的小球碰撞质量大的小球,还能实现质量相同的小球进行碰撞的实验。该实验可使碰撞实验更加全面,且能探究物体弹性碰撞的特点,从而帮助学生通过实验理解动量和动量守恒定律。

验证动量守恒定律实验装置的创新设计

现行教材中验证动量守恒定律实验的设计方案存在测量物理量多、操作难度大和疑难点多等不足。分析传统J2135型动量守恒验证仪及其改进装置,发现其存在碰柱、质量限制、半径限制和摩擦力等问题。为此,利用不锈钢支架、半圆仪、手机和重垂线等器材制作一款新型动量守恒验证仪,并结合手机录像、慢放功能以及双线摆等技术,有效解决了相关问题。

核心素养下信息技术促进高中物理实验教学的探索——以探究“动量守恒定律”为例

动量守恒定律是鲁科版高中物理教材中第一次以系统为研究对象给出作用规律,对完善“守恒思想”有着重要作用,需将理论推理与实验教学结合.打破鲁科版教材先理论分析后实验验证的认知顺序,利用Algodoo仿真软件,通过信息技术与高中物理实验教学融合的应然、实然、必然三方面阐述交互式平台在高中物理实验教学中发挥学生科学思维的实践探索.

电磁场角动量守恒定律的四维协变形式

导出了电磁场角动量守恒定律的四维协变形式,并讨论了其物理意义:该形式是一个四维二阶张量方程,一共有6个非零独立分量,其中3个分量给出电磁场的角动量守恒定律,另外3个分量同时给出电磁场的能量和动量守恒定律.

动量守恒定律在三个物体系中的应用

动量守恒定律研究系统,若系统中只有两个物体,物理情境相对简单,但如果系统中涉及三个物体,往往涉及多个过程,即所谓的三体多过程问题.解决这类问题,要明确研究的系统满足的规律,要充分考虑过程间的联系.1在碰撞模型中的应用碰撞模型是最重要的物理模型之一,解决三个物体系中的碰撞问题,要明确以下问题:碰撞中谁和谁组成的系统,是什么类型的碰撞,运用什么样的规律.

动量守恒定律在碰撞问题中的应用例析

动量守恒定律作为解决力学问题的三大规律之一,是处理高中物理中碰撞类问题的基础理论之一.本文系统性地分析常见碰撞形式下各类题型以及相关特点,以帮助学生快速掌握碰撞问题.

利用自制教具定量验证爆炸中的动量守恒

为了定量地验证动量守恒定律,增强课堂教学的趣味性,利用生活中的器具和实验室的现有器材,对教材中的气垫导轨验证动量守恒定律实验进行改进,对可乐瓶充气,模仿爆炸中的动量守恒,取得了良好的教学效果。

基于Tracker软件的高中物理实验探究——以探究硬币碰撞中的动量守恒定律为例

随着教育技术的蓬勃发展,仿真软件进入物理课堂,为学生展现了明显的实验效果,丰富了实验教学内容和形式。利用Tracker软件研究硬币碰撞现象,不仅可以验证一维碰撞动量守恒定律,还可以验证二维碰撞动量守恒定律,拓宽动量守恒定律的适用范围,便于学生深刻理解动量守恒定律。

验证动量守恒定律实验的反常误差分析

在“验证动量守恒定律”实验教学过程中,发现实验数据的误差呈现“反常”现象,即系统的末动量大于系统的初动量。首先对此现象作定性分析,认为碰撞后球体的转动动量部分转化为平动动量,导致系统末动量大于初动量;再利用刚体力学的理论进行推导计算;最后利用实验数据进行验证。结果表明实验数据的相对误差与理论分析所得误差一致。

高中物理动量守恒定律的应用

动量守恒定律是指系统不受外力或合外力为零的前提下或者系统内力远大于外力作用情况下这个系统的总动量保持不变,即初始状态与终末状态的动量相等.常见的动量守恒定律考查题型有碰撞问题、爆炸问题和反冲问题,每类问题对应特点和具体情况不同,需要结合实例分析和总结.学习和掌握动量守恒定律的应用,可以帮助学生理解和解答相关问题.

理解动量守恒定律应注意的四个方面

动量守恒定律是自然界中最普遍的基本规律之一,它在解释自然现象和解决实际问题时具有极其广泛的应用。动量守恒定律的表述很简洁,但是同学们不能仅仅局限于记住定律内容(如果一个系统不受外力,或者所受外力的矢量和为0,那么这个系统的总动量保持不变),还需要从以下四个方面着手深刻理解动量守恒定律的内涵和外延,避免因概念理解不透彻、规律认识不清楚而错误应用。

碰撞问题中的动量和角动量守恒辨析

本文以刚体力学中最典型的物体与直杆的碰撞问题为例,从分析受力的角度,对动量守恒和角动量守恒定律的应用条件进行了讨论,以加深对两个守恒定律的理解,希望对教师教学或学生自学起到一定的借鉴作用.

基于角动量守恒的单轮自平衡机器人实验设计

为验证角动量守恒定律,设计完成了单轮自平衡机器人的软硬件实现方案。基于角动量守恒定理,以STM32单片机为主控制器,通过MPU6050陀螺仪加速度传感器检测机器人姿态信息,利用PID算法计算出PWM驱动电机的占空比,进而驱动直流电机和无刷电机转动来保持机器人平衡。实验表明,本方案可以实现单轮自平衡机器人的自启动、站立及行进功能。

改进数据处理方式 发挥DIS绘图功能——以“动量守恒”为例

在传统的验证动量守恒定律DIS实验中,学生需要通过计算和判断小车的动量在碰撞前后是否发生变化来验证动量守恒定律,这种数据处理方式未充分运用DIS的绘图功能,使得实验结果欠缺直观性。通过分析小车碰撞前后速度变化量大小之间存在的比例关系,以三次不同质量组合的碰撞实验为例,运用DIS绘图功能对动量守恒定律进行了验证,从而对实验数据的处理方式进行了改进。在此种数据处理方式的基础上,提出了引导学生思考质量影响物体运动状态改变难易程度的相关教学建议。

基于角动量守恒的位姿平衡系统设计

航空领域集合了高精度和最先进技术,将自动控制、材料、力学、化学等先进领域的成果综合起来,其中姿态控制是航空控制领域最重要、最基础的环节。基于角动量守恒定律,以单片机STM32为核心控制器,接收并处理陀螺仪模块所采集到的位姿信息,经由数据解析和算法融合调速控制电机,使电机上的动量轮对系统产生相应的力矩以改变系统姿态,最终使系统达到位姿平衡。通过实验验证了设计的合理性、可行性。

基于深度学习构建大单元教学流程的探索与实践——以“动量守恒定律”单元教学为例

大单元教学是深化教育改革过程中教育工作者广泛关注的课题。根据高中物理学科特点,基于深度学习,将大单元教学流程分为准备、实施与评价三个阶段,结合教学实践,以人教版高中物理选择性必修一中“动量守恒定律”单元教学为例,以期为全面提高教学质量提供参考。

“气垫导轨验证动量守恒”实验的研究

动量守恒定律是描述自然界物理过程的一条基本定律。为了在气垫导轨验证动量守恒的实验中精准指导学生获得有效实验数据,基于气垫导轨平台利用两滑块进行碰撞来验证动量守恒,采用碰撞前后两滑块动量的相对误差≤5%作为动量守恒的判断依据。分析了在气垫导轨粗调水平的条件下,单个滑块经过2个光电门的时间对细调的影响,发现滑块经过光电门的时间在50~200 ms时滑块过两光电门的时间差小于等于3 ms。研究了在同样的实验条件下,采用不同质量差的滑块组合进行碰撞实验,分析了质量差、碰前速度对实验结果的影响,发现两滑块碰前速度相差较大导致相对误差大于20%,获得的有效数据少;两滑块质量差较大的相对误差较小,获得的有效数据较多。分析结果表明适当增加两滑块的质量差、减小两滑块碰前的速度差有望获得较多的有效数据。