惯性现象演示实验的改进——全国第五届自制教具评选获奖作品之四

上科版八年级物理课本对惯性现象实验的演示有两个.一是对运动物体惯性现象的演示.把一木块直立在小车上,使小车与木块一起沿桌面运动,当小车遇到障碍物突然停止运动时,观察木块的运动情况;二是对静止物体惯性现象的演示,把一叠硬币放在桌面上,用一把钢尺贴着桌面迅速打击底部的硬币,观察硬币的运动情况.     

一个有趣的热力学问题:硬币何时“翩翩起舞”?

从热力学的角度,本文对2018年国际青年物理学家锦标赛(IYPT2018)的第三个课题"跳舞的硬币(Dancing Coin)"进行了理论分析.该现象与生活密切相关,描述了一个温度非常低的瓶子上一枚硬币所发生的运动,且这样一个热力学系统可作为一个很好的教学案例,让学生对气体的热化、绝热膨胀等相关热力学过程有直观深入的了解.本文的研究得到硬币弹起时间和系统的热力学量的关系,同时发现,硬币"跳舞"的时间间隔与系统与环境的温差呈负相关,即硬币跳舞的时间间隔随着系统被环境加热而越来越长,直至无法跳起.进一步研究表明,瓶内气体的初始温度与环境温差越大,最大弹起次数越大;临界压强与大气压越接近,最大弹起次数越大.本文最后通过实验验证了所给理论模型中的假设及其预言的正确性.     

教会学生使用解决动态圆问题的利器：圆规和硬币

例举了在入射点不定、半径不定、入射方向不定的几种情况下，如何教学生使用圆规和硬币，寻找求解带电粒子在匀强磁场中运动一类题型的思路．     

硬币"跳舞"的动力学分析

本文从动力学的角度,对2018年国际青年物理学家锦标赛(IYPT2018)的第三个课题“跳舞的硬币”进行了理论分析,得到了在单次跳动过程中硬币翘起高度随时间变化的图像.同时,提出了“放置误差”的概念,并进一步讨论了硬币的放置误差对硬币翘起高度的影响,发现放置误差越大,硬币翘起越快,翘起的最大高度也越大.实验方面,用高速摄像机对不同放置误差下硬币跳舞的过程进行录制,并用tracker进行追踪.通过实验结果与理论模型的对比,验证了理论模型的正确性.     

置于冷瓶口硬币的弹起现象研究

本文研究了将硬币置于冷却的瓶子瓶口,放置于相对高温环境中,硬币发生多次弹起的现象.本文利用零维非稳态传热学方程描述了瓶内气体温度的变化,通过力矩分析得到了硬币弹起的条件,并采用MATLAB数值模拟研究了硬币多次弹起时压强和弹起周期随时间的变化规律.并通过不同材质的瓶子和不同的硬币研究了对该弹起现象的影响,实验得到了和理论一致的结果.     

利用磁钢与铝质硬币演示楞次定律

利用磁钢和硬币设计了操作简易的磁学演示实验,通过磁钢对铝镁合金制成的硬币的作用力的研究,有助于学生理解楞次定律.     

居家实验：硬币弹跳

本文给出了居家环境下基于智能手机研究硬币弹跳的声学频率和产生的共振模式一种方案。理论上首先根据圆板的振动方程,给出了硬币固有振动频率的表达式。之后结合特定边界条件,利用有限元的方法分析了三种类型硬币的固有振动模式及对应频率。实验上利用智能手机测量了不同硬币在自由振动时产生的声音频率,并与模拟计算结果进行比较,给出了合理的误差分析。该居家实验方案简单有趣,物理原理丰富,易于在基础物理实验教学中推广。     

利用单硬币量子博弈实现量子同或门的研究

首先以单硬币量子博弈理论为基础,结合经典同或门的逻辑关系,研究并给出量子同或门的定义;据此进一步利用单硬币量子博弈模型,提出了实现量子同或逻辑关系的理论方案,并将量子的逻辑位与经典逻辑位进行对比,从而给出了具体操作方法:两相互独立的单硬币量子博弈过程可用作量子同或逻辑功能。     

硬币为什么会漂浮在水面上

1问题的提出你注意过这种现象吗?将一枚硬币轻轻平 放于一杯清水中虽然硬币将液面压的明显凹陷,但它们却能漂浮在水面上.我们知道,金属的密度比水大,为什么硬币会浮在水面上?     

激光诱导硬币等离子体特征参数的研究

利用1064 nm调Q Nd:YAG激光诱导产生壹圆硬币等离子体,为了提高等离子体特征参数的求解精度,利用改进型迭代Boltzmann算法,建立镍原子谱线(225.47 nm、303.19 nm、304.50 nm、323.30 nm、339.29 nm、491.84 nm、495.32 nm、500.03 nm、501.76 nm)的Boltzmann图,计算得到硬币等离子体电子温度为28144 K.通过测量镍原子谱线341.48 nm的Stark展宽,得到硬币等离子体的电子数密度为8.6×1017cm-3.基于实验结果,证明激光诱导硬币等离子体满足局部热力学平衡模型.     

Dependence of the Intensity of the Spectral Lines and the Composition of the Sample and the Plasma Parameters of the Unipolar Arc

The investigation was made of the dependence of the intensity of Tl, Ga, Mo, Mg, Mn, Sn, Bi, Ni, Zn, Pt and Au spectral lines and the plasma parameters (temperature T, electron concentration n_e, degree of 6 ionnization α) from concentration of lithium additive.     

烟用香料无花果提取物的热裂解产物研究

为了评价无花果提取物在卷烟加料中的使用效果,采用热裂解-气相色谱-质谱联用(PY-GC-MS)方法对无花果提取物的热裂解产物进行剖析.结果表明无花果提取物热裂解后产生大量醛类、酮类和呋喃类物质,这些物质是构成卷烟香味的重要成分,能有效改善卷烟吸味.     

干涉仪系统传递函数测量及影响因素的分析

波前功率谱密度(PSD)被用于评价惯性约束聚变(ICF)激光驱动器光学元件中频段的波前误差。干涉仪对PSD较高空间频率分量的测量存在失真效应,可通过干涉仪系统传递函数(STF)的检测标定来获得真实的波前PSD分布。采用台阶板位相比较法测得大口径菲索相移干涉仪检测系统在透射和反射检测情形下的传递函数。对传递函数测试算法进行了比较分析,明确了干涉仪系统zoom倍率的改变等因素对传递函数测量的影响,为波前PSD的准确检测奠定了基础。     

地球的扁率对卫星运动的影响

指导出地球引力场的势能,分析了卫星的椭圆轨道旋进的现象。     

On the stability of the equilibria of the Rikitake system

In this note we present an analytical study of the stability of the equilibria of the Rikitake system. We prove that the two non-hyperbolic equilibria of the Rikitake system are unstable for all positive values of the parameters.     

On the Problem of the Amenability of the Gauge Group

Let G be one of the local gauge groups C(X, U(n)),C (X, U(n)), C(X, SU(n)) or C (X, SU(n)) where X is a compact Riemannian manifold. We observe that G has a nontrivial group topology, coarser than its natural topology, w.r.t. which it is amenable, viz. the relative weak topology of C(X, M(n)). This topology seems more useful than other known amenable topologies for G. We construct a simple fermionic model containing an action of G, continuous w.r.t. this amenable topology.     

建立力学模型,研究单杠运动中旋转的有关问题

建立相关的力学模型,讨论运动员在单杠旋转运动中如何增加旋转能量,杠的刚柔性对旋转运动的影响和伸展、收缩的最佳时机选择等若干问题．充分展示了力学模型对研究问题的重要意义和作用．