利用第一性原理方法研究CuXSe_2(X=B,Al,Ga,In,Tl)力学性质

在广义梯度近似(GGA)和局域密度近似(LDA)下,采用第一性原理方法研究CuXSe2(X=B,Al,Ga,In,Tl)晶体结构的稳定性和力学性质.分析CuXSe2(X=B,Al,Ga,In,Tl)结构的晶格常数,弹性常数,体积模量,剪切模量,杨氏模量,泊松比,对比各材料的力学性质变换规律.计算结果表明,根据力学稳定判据,在零温零压下,CuXSe2(X=B,Al,Ga,In,Tl)的晶体结构是力学稳定的.经过同主族替换,发现晶格常数越大,体弹性模量就越小.这可以解释为X离子半径逐渐增大,晶格常数逐渐增加,晶体的可压缩性也增加.另外,CuTlSe2的剪切模量最小,不容易发生剪切形变.CuBSe2的杨氏模量最大,其刚度最高.由Pugh经验关系可知CuXSe2(X=B,Al,Ga,In,Tl)均属于韧性材料.     

力学课程中的思政教学设计与实践——以"流体力学初步"为例

物理学作为科学的典范,在弘扬科学精神、塑造价值取向等课程思政教育方面有着重要的作用.而力学作为物理学中的第一个成功范例,是学生接触最多的物理学知识,因此在力学课程上合理设计的思政点最能唤起学生的兴趣和共鸣,发挥塑造三观、立德树人的作用.本文介绍了在力学课程中引入课程思政的设计思路,以“流体力学初步”的教学内容为例,用案例的形式详细介绍了一堂课的课程设计与实践过程,并对教学效果进行了总结与反思.     

基于对比学习的分析力学教学方案——以两个典型物理问题为例

针对分析力学教学环节中学生普遍存在的问题，本文从2个典型的物理问题——降落伞与双摆模型入手，通过一题多解与对比学习的形式，呈现2种力学在处理相同物理问题时的差异.引导学生思维从经典牛顿力学向分析力学过渡，使其能够尽快融入到分析力学的学习中去.同时在教学过程中引入适当的数值计算，进一步加深学生对具体物理问题的理解.     

20 cm口径离子推力器力学特性模拟分析

为了提升20 cm离子推力器的抗冲击性能,对现有结构开展了力学分析和试验验证。对栅极组件进行结构等效处理后,采用有限元方法分析了整机的模态和冲击响应谱。分析结果显示,栅极组件结构等效前后的分析结果对比差距8.3%～11.9%;推力器的3个轴向基频分别为246,248,336 Hz,栅极组件和中间极靴是离子推力器的力学薄弱环节并对整体结构稳定性具有重要影响;在冲击载荷1600 g下,栅极组件表面应力主要集中在小孔区边缘处,且形变也主要发生在小孔区;在采取刚度为1000 kN/m的减振措施后,栅极组件的整体形变位移降低了60%～82%。试验结果显示,在10～1200 Hz的低频扫描过程中,推力器3个轴向的基频分别为256,258,348 Hz,与仿真结果基本一致,采用减振措施后的20 cm口径离子推力器通过了1600 g的冲击试验。     

力学教学中容易忽视的一个问题

在力学教学中,老师都会强调牛顿力学适用的范围是惯性参考系,而力学相对性原理也指出:对不同的惯性参考系,一切力学定律都具有完全相同的表达形式,也就是说在所有惯性系中,牛顿力学定律都是等价的,由于总是强调牛顿定律适用于惯性参考系,这样容易给学生一个误解就是只要任意选择一个惯性参考系都能来求解力学问题,实际上在任意的惯性参考系中力学定律是具有完全相同的表达形式,有些力学量是与惯性参考系的选取无关,而有些力学量是与惯性参考系的选取有关的,因此在求解实际问题时就要先知道哪些物理量与惯性参考系的选择无关,这样的物理量在求解时就可改变参考系,选择一个容易求的惯性系来求解;而与惯性参考系选取有关的物理量,在实际问题中求解时先要弄清楚到底要求的是相对哪个惯性参考系的,在求解过程中不能随意更换参考系,这是一个容易被忽视的问题,如果这一点不讲清楚学生在解题时就会很盲目.     

两粒子二维完全弹性碰撞问题的相对论力学分析

用相对论力学考察两个小球的二维完全弹性碰撞过程.通过比较相对论力学与经典力学所得到结果的差异,显示了相对论力学的特性.     

玻恩对量子力学的实际贡献初探

玻恩和海森伯在矩阵力学创建过程中的各自贡献,在许多相关物理学史著述中已有"定论",即基本上都认为海森伯是矩阵力学的创立者,而玻恩只是伯乐,仅在数学方面对矩阵力学的建立有一定具体贡献.然而据我们所得到的大量文献却无可辩驳地说明,事实并非如此.经过多年探索,玻恩的哥廷根学派做好了建立量子力学的从数学到思想的所有必要的前期准备工作,海森伯取得的突破只是这些准备下的必然的延拓.本文除必要的分析外,尽量更多依靠引用足够的权威文献来得出可靠结论,相信这样更有说服力,更易于改变人们的成见.     

利用第一性原理方法研究CuXSe (X=B，Al，Ga，In，Tl)力学性质

在广义梯度近似（GGA）和局域密度近似（LDA）下,采用第一性原理方法研究CuXSe2 (X=B,Al,Ga,In,Tl)晶体结构的稳定性和力学性质。分析CuXSe2 (X=B,Al,Ga,In,Tl)结构的晶格常数,弹性常数,体积模量,剪切模量,杨氏模量,泊松比,对比各材料的力学性质变换规律。计算结果表明,根据力学稳定判据,在零温零压下,CuXSe2 (X=B,Al,Ga,In,Tl)的晶体结构是力学稳定的。经过同主族替换,发现晶格常数越大, 体弹性模量就越小。 这可以解释为X 离子半径逐渐增大, 晶格常数逐渐增加, 晶体的可压缩性也增加。另外,CuTlSe2的剪切模量最小,不容易发生剪切形变。CuBSe2的杨氏模量最大,其刚度最高。由Pugh经验关系可知CuXSe2 ( X=B,Al,Ga,In,Tl)均属于韧性材料。     

力学Berry相因子和相应的经典拓扑相角

最近,有人讨论了"力学Aharonov-Bohm效应",并获得了实验验证.本文则进而研究并计算了"力学Berry相因子"及其相应的经典拓扑相角.     

人走路的力学机制分析

人走路的力学机制极其复杂.从运动学角度考虑,人走路的过程既有加速,也有减速.从动力学角度来看,人所受到地面的作用力是变力.通常,人们对人走路的动力来源有一致的看法,认为人之所以能起步,是因为人蹬地的同时,地面对人的脚底有静摩擦力作用.这种说法肯定是正确的.但用以分析人走路的力学机制则是不完全的,有不少的人提出疑问.疑问之一,相互施予静摩擦力的两个物体,不可能有相对运动,为什么人走路时向前移动?疑问之二,人走路时地面施予人的脚底的摩擦力是静摩擦力,其力的作用点无水平方向的位移,该力的功为零,为什么人获得了动能?下面就上述疑问,从与质心概念有关的力学原理作简要分析.