利用机械能守恒求解非惯性系单摆的振动周期

由于不同的非惯性系具有不同的加速度,导致单摆在不同的非惯性系中具有不同的振动周期,所以有必要掌握非惯性系下单摆振动周期的计算.基本的计算方法是利用非惯性系动力学方程,结合受力分析求解,但这种方法既要考虑惯性力,又需要进行力的分解,比较麻烦.本文通过引入惯性力势能,给出非惯性系机械能守恒定律,并利用机械能守恒定律对处于特定非惯性系中的单摆周期进行分析计算,得出非惯性系中单摆的振动周期不仅与单摆自身属性有关,而且与非惯性系的运动加速度或角速度有关的结论.     

关于感生电动势计算问题的分析

产生感生电动势的非静电力为感生电场力, 它是感生电场对电荷的作用力, 而感生电场及非闭合回路 感生电动势的计算是大学物理中较难理解的问题. 通过对一道计算感生电动势的问题进行分析, 得到了3种解决问 题的方法, 加深了学生对感生电场及感生电动势计算的理解和掌握     

谈质心及质心系的教学在理工科大学物理中的作用

质心和质心系是大学物理中重要的概念.本文首先通过运动学分析,得到了物体运动的动量、角动量及动能在惯性系和质心系之间的变换关系,这些变换关系有着与伽利略相对性原理中的位置变换和速度变换完全相似的简单形式.然后通过动力学分析得到了质心系下物体运动所满足的力学规律.这进一步加深了我们对宏观物体运动图像的理解,即宏观物体运动可以看作是随质心的平动和相对于质心的转动的叠加,而质心的运动和质心系下相对于质心的运动都满足形式相对简单的力学定律,可以方便地求解.通过本文的讨论,突出了质心和质心系在工科大学物理力学教学中的重要作用,并且把相对运动、惯性系和非惯性系等力学重要概念联系起来,以有效加深学生对力学整体框架、物体运动图像及力学规律的认识.     

惯性系与非惯性系

汽车开动,人向后仰,刹车时人向前倾,与平稳前进时完全两样。类似的情况还很多。这些现象使人们在动力学中把参照系分为两类:惯性系与非惯性系。在一般问题中,地球可看成是惯性系。匀速直线运动的汽车也是惯性系。正在开动或刹车的汽车是非惯性系。从地球上考察,刹车时人向前倾正符合惯性定律;从汽车上考察,人在水平方向未受力而向前倾,这不符合牛顿定律。为什么牛顿定律不适用于非惯性系?非惯性系中的运动定律是怎样的?本文拟就这些问题作一简单讨论。不妥之处请读者指正。     

非惯性参考系中物体运动状态的确定

在非惯性系中讨论动力学问题时,要全面分析物体受力,注重确定惯性力的方向,然后分析物体的运动状态.     

基于Phyphox程序的“电磁感应定律”定量探究实验改进

法拉第电磁感应定律是高中物理电磁学部分的重点内容,由于缺乏定量实验的支撑,学生往往理解起来存在较大困难.基于Phyphox程序和自制实验教具,设计了一套高中物理实验仪器,不仅实现了定量探究,而且克服了现行实验方案的缺点,便于学生理解.     

巧用平动非惯性系解决高中物理力学问题

平动非惯性系是相对于惯性系做平动的参考系,牛顿运动定律将不再适用.本文在平动非惯性系中引入虚拟惯性力处理力学问题,使之简化思路,化繁为简,此法在处理高中物理复杂力学问题中,有着很广泛的应用,在拓展学习思路,转化学生思维上可发挥重要作用.     

a绝对=a相对＋a牵连在动力学中的运用

凡惯性定律成立的参照系，叫做惯性系；惯性定律不成立的参照系，叫做非惯性系．牛顿第一定律和第二定律在非惯性系中是不适用的．因此，在研究动力学问题时通常应选择惯性系做为参照系．为了在非惯性系中仍能应用牛顿运动定律，往往需引入惯性力的概念．但如果不是使用惯性力的概念，而是同时考虑非惯性系的变速运动以及质点相对非惯性系的相对运动，则在惯性系中使用牛顿运动定律依然方便．     

竖直圆周运动实验创新——超重失重可视化

竖直平面内的圆周运动在高中主要讲两类模型:“轻绳球模型”和“轻杆球模型”.学生最难理解的是小球在运动过程中每一点的受力情况以及超重失重问题,因为无法从实验中直接观察出来,只能依靠理论计算.因此,为了让学生能够更加直观地从实验中直接观察到每一点的受力情况以及超重失重状态,笔者利用精密电子秤以及圆轨道设计了一种超重失重可视化实验装置.     

理论力学自学辅导材料(三)——非惯性系内质点力学

非惯性系内质点力学主要包括三方面内容:一、两坐标系间速度和加速度的变换关系.它起着桥梁的作用,有了它就能从已知的质点相对于惯性系的运动规律推导出质点相对于非惯性系的运动规律.其中不需要附加任何新的假设.另一方面它是质点运动学理论的一部分,为分析研究比较复杂的质点运动提供了一种很有用的简化方法.二、在非惯性系内质点的动力学方程.它是解决非惯性内质点动力学问题的出发点.三、由地球自转产生的一些重要现象.本文仅就一、二两方面作一些说明.一、两个坐标系间速度和加速度的变换关系 为了掌握这两个变换关系的推导,应搞清以…     

学生多参与上好物理课

为了把理论和实际联系起来 ,把物理知识和日常生活、现代科技联系起来 ,在讲《牛顿第三定律》一节时 ,我增加了牛顿第三定律在生活和生产中应用的练习 ,让学生自己谈谈牛顿第三定律的应用 ,即强化了物理知识的理解 ,又培养了学生理论联系实际的作风 .另外增设了应用牛顿第三定律对物体进行简单的受力分析的例题 ,在解题方式上特别突出了学生的参与 ,所有例题都让学生在老师的指导下自己上黑板演练 ,改变了过去例题由老师演讲的传统的教学方式 ,在培养学生的良好的学习习惯、学习能力 ,全面提高学生素质方面做了一定的尝试 .1　牛顿第三定律…     

谈“相对论”教学中遇到的几个问题的处理

根据狭义相对性原理,惯性系是完全等价的,在同一个惯性系中,存在统一的时间,称为同时性,而相对论证明,在不同的惯性系中,却没有统一的同时性,也就是两个事件(时空点)在一个惯性系内同时,在另一个惯性系内就可能不同时,这就是同时的相对性,在惯性系中,同一物理过程的时间进程是完全相同的,如果用同一物理过程来度量时间,就可在整个惯性系中得到统一的时间.非惯性系中,时空是不均匀的,也就是说,在同一非惯性系中,没有统一的时间,因此不能建立统一的同时性.由此从下面几个问题来说明,值得一起商榷. 一.对于人教版3-4课本P109图15.2-3如何解释?     

用半波带法推导单缝夫琅禾费衍射暗纹条件的相关讨论

在大学物理教学中,半波带法是一种处理单缝夫琅禾费衍射的简单方法. 半波带法可以推导出单缝夫 琅禾费衍射的暗纹条件,但是,学生容易对这个推导过程产生误解,从而把暗纹位置判断成明纹位置. 为了让学生 更好地理解半波带法和衍射现象的实质,分析了对暗纹条件产生的两种误解,并得出误解产生的原因,即学生计算 半波带或者波带间的干涉叠加时,未考虑它们之间的相位关系     

天体的旋进与角动量守恒

通过非惯性系中的角动量定理和惯性系中的角动量守恒定律分析天体的旋进,指出地轴的旋进与卫星轨道平面的旋进这两种现象同根同源,相互依存.     

落体偏东问题的初等解法

本文以惯性系中的平抛运动作为基本出发点,给出了落体偏东问题的初等解法,并就该解法和非惯性系求解法进行比较和讨论.     

感生电场的计算

在大学物理的教学过程中,关于感生电场的计算例题很少,一般只有轴对称情况下的例题.文章用场叠加原理、Mathematica编程,计算了两个非轴对称情况下的例子.作者希望这两个例子有助于学生更好地理解感生电场,也有助于大学物理的教学.     

势能曲线在转动参考系中的应用

在惯性系中，势能曲线常被用来简明而形象地讨论力学问题．本文通过转动参考系中的一个实例说明，在非惯性系中，势能曲线同样能帮助我们形象地理解物体相对运动的特征．文中还对稳定平衡位置附近的非简谐微振动作了分析．     

晶体结构教学中两个易困惑处的研究与探讨

本文针对晶体结构教学过程中易于混淆和当前教材中模糊不清的知识点予以澄清和阐释,明确指出通过点阵变换来说明某个点阵不是新布拉菲点阵时,需要在同一晶系内进行,对称性不能改变,变换后成为另一晶系的点阵则不能否定该点阵的存在.本文还给出了四轴指数标记晶面时附加条件的三种证明方法,简单直观,可以加深学生对这些知识点的理解,适合在教学实践中采用.     

惯性力的本质

给出一种惯性力的讲授方法,让学生加深理解惯性力是非惯性系相对惯性系作加速动的表观显示,认识到各种惯性力本质的一致性.     

阿基米德原理在非惯性系中同样成立

阿基米德原理是在惯性系中由实验总结出来的.本文经过理论推导,得出在非惯性系中同样成立.