解析物体碰撞与弹簧关联及锁定问题

这几年物体发生碰撞与弹簧关联及锁定类型的试题以压轴题多次出现在高考物理试卷中,成为高考的热点和难点.试题的难度逐年增大,特提醒广大考生和教师予以重视.该类试题更加注重考生能力和素质的考查,全面考查考生综合应用动量守恒、能量守恒定律分析问题、解决问题的能力,有的还和核反应联系起来考查,物理过程较复杂,综合性较强,难度较高,能发掘考生的潜能,拉开考生的分数,有利于高校发现人才、选拔人才.动量守恒和能量守恒定律是物理学的两个重要的定律,更是自然界的普遍规律,是中学物理教学的重中之重,该类试题加强对动量守恒、能量守恒定律综合应用的考查,能引导考生的创新精神和能力的培养,对中学物理教学有很好地示范性和指导性.下面举几例分析:

由两相似题目谈物体碰撞问题的解法

在研究物体的碰撞时，先后遇到了这样的两道非常相似的题目．

解答碰撞物体可能性选择题的解答策略

判断物体碰后的可能性问题不仅能够考查学生的灵活运用知识的分析能力,而且还能考查学生发散思维能力和综合能力.对这类问题,部分学生因为找不到合适的思路方法而花费很多时间也无济于事、深感头痛,于是很多学生便要求教师总结这类问题的解题技巧,正是应此要求笔者才对这类问题进行探究.

基于ACBO-GM联合方法的高维变量结构模型修正

工程结构模型修正常面临变量维度高、非线性程度强等现实问题,其模型修正的精度和效率受到严重影响,为改善这一不足,提出基于改进物体碰撞算法(Advanced Colliding Bodies Optimization,ACBO)和高斯白噪声扰动(Gaussian-white-noise Mutation,GM)的联合修正方法。在联合方法中,ACBO实现从传统的“一对一”到“优对多”的碰撞模式的转变,GM则用于保证碰撞过程中种群的多样性,可有效提升结构模型修正效率。基于一系列测试函数,对比分析标准物体碰撞算法(Colliding Bodies Optimization,CBO)和联合优化方法的优化性能;给出基于ACBO-GM联合方法的修正流程,并将其应用于钢框架修正算例和悬臂梁修正实例,对比研究基于联合修正方法与基于遗传算法(Genetic Algorithm,GA)的修正精度和效率。研究表明,ACBO-GM联合优化方法在精度和效率方面都明显优于传统的CBO方法,该优化方法的可行性得到验证;基于ACBO-GM联合方法在钢框架和悬臂梁两个工程结构修正案例中的应用,其修正精度均与基于GA方法的精度一致,但修正效率显著优于基于GA的修正方法。

解碰撞题需“过三关”

在学完“动量”和“机械能”之后，碰撞问题屡见不鲜，同学们常常对这类问题感到很棘手，尤其是一些选择题，由于考虑问题不全面，往往会出现因多选而导致错误的情况，其实，对于碰撞类选择题，可以从以下3个方面去考查选项，逐一筛选、淘汰，全部通过的才是正确答案。

再谈恢复系数的物理意义

1998年第4期<物理通报>发表了徐志和的文章"恢复系数的意义及范围"[1],这篇文章是从动量的角度讨论恢复系数的物理意义,<大学物理>上也发表过有关恢复系数的文章[2～3],他们也只是从速度或者动量的角度去讨论恢复系数,并没有从能量方面去探讨.本文完全从能量的角度去讨论这个问题,而且结论简单富有意义,使得恢复系数的物理含义更加丰富多彩.

基于ECBO-VMD-WKELM的风电功率超短期多步预测

提出一种全新的集合强化物体碰撞优化算法(enhanced colliding bodies optimization,ECBO)、变分模态分解(variational mode decomposition,VMD)、小波核极限学习机(wavelet kernel extreme learning machine,WKELM)的超短期风电功率多步预测模型。针对VMD方法自适应性低的问题,提出将ECBO方法用于VMD核心参数自动寻优,且基于加权排列熵(wavelet kernel extreme learning machine,WPE)算法思想来设计ECBO-VMD方法适应度函数,在提高VMD分解方法自适应性的同时实现了对各分解分量规律性的定量判别。采用ECBO-VMD对原始风电功率时间序列进行自适应分解,然后针对各分解分量建立WKELM预测模型并进行重构以得到最终预测结果。实验结果表明,该方法较现有单一及组合预测方法,多步预测精度均取得了大幅度提高,且预测误差分布可控制在较窄的期望预测区间内。

车辆撞击桥墩近似分析方法及结构防护措施

车辆碰撞柔性桥墩往往产生严重后果,并可能控制设计。撞击过程一般很短暂,在仿真计算时必须考虑动力效应。墩柱的承载需求应考虑碰撞车辆、墩柱直接撞击区域刚度和撞击速度之间的相互作用。简化近似方法可仅限定与墩柱的响应有关,如果需要较为精确的计算,可采用有限元法进行。由比较分析得知刚性碰撞和柔性碰撞区别显著,且撞击质量的影响不大。为抵抗刚性碰撞作用,应考虑在柱子周围设置刚度较低的防护装置,可选择防护围栏或其他附加的防护结构。设计应考虑柱子自身防护或采用附加防护措施。

碰撞理论简述

从物体碰撞理论、气体分子碰撞理论、化学反应碰撞理论和核反应直接作用理论几个方面对碰撞理论从宏观到微观的发展史和相关内容进行简要论述,以期对学界进行相关内容的教学有所启示。

判断“碰后可能速度”的另一种方法

通过对碰撞过程中的压缩接近阶段和恢复分离阶段的力和运动的分析,得到了碰后两物体可能速度范围的上限值和下限值,即找到了判断碰撞可能速度的另一突出物理过程本质的方法。