运用椭圆知识求解物理问题

"数理不分家",这句话道出了数学对于物理学的重要性,在某种程度上也是对物理教师学科知识的一个要求.椭圆是物理学中最常出现的轨道,它往往与有心力及角动量守恒相联系,是体现数理结合的一个重要载体.     

分析力学中有心力场天体运动

对称性与守恒律是理论物理中被重点讨论的对象。有心力场问题是理论物理中的典型问题。本文从理论物理的角度,在极坐标系下对有心力场下质点的一般运动进行讨论,之后具体讨论了在有心力场中天体运动情况。     

平方反比有心力作用下的二体系统的一套初等教案

以平方反比有心力作用下的椭圆轨道运动为例,文章基于开普勒第一、第二定律和牛顿的万有引力公式,配合有心力系统普遍适用的机械能守恒律,推演了平方反比有心力作用下的二体系统运动规律的一套初等的教学方案,而无需求解非线性的比耐(Binet)微分方程。用初等方法推导了椭圆轨道的能量与偏心率公式、圆轨道条件以及特征点的若干运动参数(速度及曲率半径)并给出了开普勒第三定律的一种新颖而简单的初等证明方法。     

判断题题型的解题方法

判断题就是是非辨别题,往往是一题考查一个知识点,比选择题简单,要求能分辨是非,分清真伪,题目针对学生在理解物理概念,物理规律和观察物理现象方面存在模糊不清或漏洞而设置的。给出的题目无论“是”还是“非”,都具有一定的迷惑性,容易使学生误入歧途,做出错误的判断。因此可以考查学生对物理概念,物理规律的理解和思维的严密程度,以及对物理问题的分析、推理能力。     

用“轨道相图”分析有心力场轨道及其稳定性

本利用由比耐公司得到的“轨道相图“分析有心力轨道的稳定性，证明平方反比有心力作用下的轨道，不论其轨道形式如何，都是稳定的。用“轨道相图“可以给轨道稳定性定义明确的几何解释，从而澄清了在此问题上的含混之处。     

在有心力场中行星运行轨道稳定性的证明

从粒子的基本运动方程出发,利用非线性动力学的方法证明了行星在有心力场中运行轨道的稳定性,得到结论:粒子在有心力F=-k2m2r-n的作用下运行时,轨道稳定的条件是n<3.     

美国研究生《近代物理》考题分析(四)

第四部分　基本粒子方面的题目 从这几年的试题来看,属于基本粒子 (高能物理)的题一般不涉及进一步的理论,而着重于现象的描述。就是说,一般不涉及粒子本身的内部结构、粒子转化过程的相互作用机制及其有关的理论,而只是要求根据一些普遍的守恒定律对某些过程进行分析。其中又以能量-动量守恒的应用更为重要,每届试题中几乎都有这类题。当然,除能-动量守恒律之外,也有涉及其他守恒律的题,但出现次数较少。 有关基本粒子过程能-动量守恒方面的问题,大致又可分成两类。一类是利用能-动量守恒律计算某一过程得以发生时入射粒子所需的最小能量(…     

稀土区正常变形奇核–偶核全同带的物理机制

用处理对力的粒子数守恒方法分析了稀土区正常变形奇核–偶核全同带的物理机制.这些全同带的奇粒子均处于推转的低j高ΩNilsson轨道.相反,建立在高j闯入轨道上的奇A核转动带的转动惯量,无例外都比相邻偶核基态带的转动惯量大得多.观测到的转动惯量随角频率的变化(带交叉前)可以在粒子数守恒的计算中很好地重现.计算中无自由参数.单极对力强度与Y₂₀四极对力强度由结合能奇偶差与带首转动惯量奇偶差确定.     

比较图像法在中美高中物理教材中的应用

图像法作为一种定性或定量地描述物理规律的数学工具, 在中学物理教学中显得越发重要. 通过比较 人教版高中物理教材与美国教材《 物理: 问题与原理》中图像法在文本内容、 例题与习题的应用, 发现人教版教材注 重图像法“ 用”的结果, 而忽略了“ 教”的过程; 人教版中的题目在题型、 考点、 难度、 能力等方面不如美国教材, 并指 出教材中的图像瑕疵, 这些特点非常值得我们思考与借鉴     

力学中的对称性与守恒量的关系

在力学中,对称性与守恒量是密不可分的,由运动规律的某种对称性就必然相应的存在一个守恒定律和一个守恒量,本文通过对拉格朗日力学中的一些对称性与守恒定律之间关系的证明与分析,得出这些关系的物理本源.     

介绍一个简单的动量守恒实验

一简介目前,国内大多数中学由于条件所限,物理实验中,没有安排动量守恒的题目,而在一些大学里,用气垫导轨作的动量守恒实验,因忽略摩擦力的作用,完全理想化,不能反映一般过程中的动量守恒问题。鉴于动量守恒的概念无论是在基础物理课程还是在近代物理研究中都占有极     

美国部分高等学校研究生考题分析和介绍(三)

(四)刚体平面平行运动方面的题目和分析力学(用拉格朗日方程解题)方面的题目,总是占相当的比例。这些是经典力学中的传统内容。刚体平面平行运动是日常生活和生产中 最常见的一种运动,它涉及刚体动力学的一些基本物理量的计算和所有基本定理的运用。与刚体定点运动相比,刚体平面平行运动方面有更多的题目可出。分析力学代表经典力学的进一步发展,它是理论物理的基础,它的重要性是很清楚的。 [题5]两根相同的均匀杆AB和BC,每根杆的质量为m,长为2a,在 B点处为光滑连接。 C点能沿一光滑水平轨道运动。 AB能在竖直平面内绕固定点A自由转动。…     

有心力问题教学之我见

有心力问题教学之我见蔡家宗（广西玉林师专物理系）有心力问题是理论力学的重要内容。在教学过程中，为加深对有心力基本特性的理解，进行教学上的探讨，并对当前师专通用教材［１］中出现的明显不妥之处进行纠正。１比耐公式自由质点在有心力场中的运动轨道可以直接由运...     

如何测量地球半径、太阳、月亮和星星的距离

 宇宙中的天体,体积宠大,数目繁多,距离遥远。如何测量这些天体的距离和大小是古今人类非常关心的问题。实际上,科学发展到今天,人类已经掌握了许多测量天体的方法。这些方法总体来说是多学科知识的综合运用。本文运用一般数学、物理、天文的知识深入浅出地介绍天体距离测量的几种方法。希望对有兴趣的非天文专业读者有所帮助。为研究方便起见,我们先要确定天体的方位。大家都有一个直观的感觉,“天”,就是以观察者为球心的半球面。而宇宙中的星星等天体好像分布于一个以观察者为球心,以适当长度为半径的球面上,这一假想的球面就称为天球。     

平方反比有心力系统的统一的Runge-Lenz矢量

本文给出平方反比有心力系统的Runge-Lenz矢量的统一的表达形式,给出了其守恒性的统一的数学证明;尤其是推导出该矢量的一种新的张量表达形式;罗列并证明了该矢量的一些性质,并基于该守恒矢量讨论了质点作各类开普勒运动的判据.     

平方反比律有心力场中经典轨道问题的另一种讲授方法

有心力场中质点动力学问题是理论力学教学中的典型课题之一.它有助加深学生对能量和角动量这两个概念及其守恒原理的理解.同时这个课题在天文学和物理学中也有重要实际意义. 这部分内容的一般教学体系是首先阐明质点在有心力场中运动的基本性质,然后写出质点在径向与横向的动力学方程以及能量与角动量的守恒方程,接着说明完整求解运动规律[r=r(t)与θ=θ(t)]的主要步骤.至此问题虽然形式上解决了,但由于所涉及的数学运算特别是积分结果t=t(r)在反演上的困难,一般教材并不按此步骤处理有关问题.人们更感兴趣的是轨道问题.讨论轨道问题的基本…     

一道有关潮汐力与引力考题的分析

1问题的提出在一次教学研讨活动中,部分教师对2009年高考浙江卷物理第19题中的数据产生了怀疑.【原题】在讨论地球潮汐成因时,地球绕太阳运行轨道和月球绕地球运行轨道可视为圆轨道.已知太阳的质量约为月球质量的2.7×107倍,地球绕太     

强激光天体物理学研究—在强激光实验室中模拟某些天体物理过程（Ⅰ）

用激光等离子体相互作用对天体物理过程中进行模拟研究已成为当前世界物理和天文学家感举的重要前沿领域,文章比较了强激光作用下产生的等离子体与天体物理条件下的等离子体之间在内部物理过程的相似性,论述了由前者模拟后者的物理依据,即相似性原则和定标规律,在此基础上,回顾和评述了当前已经在高离化态光谱学、类天体等离子体状态方程和辐射不透明度以及流体动力学不稳定性等方面开展的强激光天体物理学的研究,这些研究对于理解超新星、白矮星、中子星以及巨行星、褐矮星等领域的天体物理过程起到了极大的作用,并正在成为联系天体物理理论模拟和观测的中间桥梁。     

2000年高考物理试题中的守恒问题

守恒定律是自然界的普遍规律;机械能守恒、能量守恒、动量守恒、质量守恒及电量守恒,是中学物理的重点内容,利用守恒的观点解题,可只由两个状态建立方程,简捷方便.2000年全国高考物理试题,已由侧重牛顿运动定律的考查,转向侧重守恒定律的考查,全卷22题,直接考查守恒定律有第1题、5题、11题、12题、13题、14题、18题、21题、22题,共68分;可以用守恒规律分析和解决的有第2题、6题、10题,共12分.其分值占有总分的53.3%.     

物理教学中的数理结合

数学和物理学，都是为了探索和研究自然规律，并在实践中应用这些规律．物理学中无论是公式推导、规律建立、习题解答，都必须利用数学，但是，教学中存在两种错误现象：①忽视物理学中的数学方法，认为数学的论证和推导太麻烦，占用时间过多，因此忽略一些公式的推导和论证，仅告诉学生最后的结果．②只考虑物理中的数学方法，不注重物理概念、定律、原理、公式和现象物理意义的讲解，只注意课本中的数学推导和证明，忽略了对公式和结论物理意义的讲授。基于以上问题的存在，在物理教学中，认识数学对物理学的学习作用，理解两者的辨证关系，研究在物理教学中如何有效地利用数学工具，达到数理有效结合是物理教学中一个值得研究的课题。