尝试用图像解匀变速直线运动问题

匀变速直线运动的位移公式s=v0t+1/2at2变形可得:s/t=v0+12at,则s/t-t图像是一条倾斜的直线,斜率k=a/2,图像与纵轴的交点为v0.可用s/t-t图像巧妙解答问题,提高学生作图、用图能力;在"研究匀变速直线运动"的实验中,利用s/t-t图像求出加速度可有利于减小实验误差.     

在“汽车以恒定功率行驶”教学中应注意的一个问题

题目:(2009年高考上海题)质量为m=5×103kg的汽车在t=0时刻速度v0=10 m/s,随后以P=6×104W的额定功率沿平直公路继续前进,经t＝72s达到最大速度.设汽车受恒定的阻力,其大小为f=2.5×103N.求: (1)汽车的最大速度vm; (2)汽车在72s内经过的路程s.解析:(1)当达到最大速度时     

速度函数v(t)与时间变量t的定义域分析

1 问题的提出 质点运动学中,变加速直线运动条件下速度大小的求解是重要内容之一.由于速度在物体运动过程中是时间t的函数,求解时往往先通过求其运动方程x=x(t),再由运动方程x(t)对时间t求导,得出任一时刻的速度v(t).v=v(t)是时间t的函数,在t≥0的时域内v(t)有定义.但在某些特殊情况下,求得的速度v(t)会产生与实际物理现象不符的情况,给初学者造成误解.如一长为5 m的梯子,顶端斜靠在竖直的墙面上,设t=0时,顶端离地面4 m,当顶端以2 m/s的速度沿墙面匀速下滑时.求在t=3 s时,下端的速度[1].     

考虑空气阻力与速度平方成正比的斜抛运动

物体在空气中运动, 不可避免地受到空气阻力, 有时空气阻力的作用必须加以考虑, 例如炮弹射击. 物 体速度较大, 阻力f∝v 2. 考虑阻力f= -k v 2, 建立运动模型, 运用 MAT LA B软件数值求解, 研究物体的运动性 质、 轨迹、 射程和射高, 并与无空气阻力的斜抛运动对比     

推进剂液体获取装置中多孔筛网的阻力特性研究

荷兰斜纹筛网是推进剂液体获取装置(LAD)中气液分离的核心部件,通过分析通道式表面张力液体获取装置内低温流体流过多孔筛网的过程,构建了三种不同目数筛网的数值计算模型。采用改变液体获取装置进出口压差的方式,研究了筛网在不同进口速度、不同低温流体情况下的阻力特性。结果表明,越靠近LAD出口管道处流体速度越大,压降越大,当进口速度u=0.022 m/s时,DTW 200×1 400筛网下方的流体压力较上方减小了23.4%～31.1%;编织密度越高的筛网,流动阻力越大,产生的压降越大;相同进口速度下,液氧的压降最大,液态甲烷次之,液氢最小,当进口速度u0.2 m/s时三种流体的压降数值差异较小,随着进口速度逐渐增大,三种流体的压降差距呈非线性增大;通过阻力系数和孔隙雷诺数的计算结果得出了适用于荷兰斜纹筛网的阻力系数关系式f=8.79/Re_p+0.39。     

又一个形式的趋稳运动

在有关教材中讨论过物体下落这类运动.如图1所示,物体受到动力F和阻力f,F不变(在下落运动中F=mg),f与速度v成正比,f=kv是变力.     

在气轨上测定空气粘滞系数

在大学物理实验教学中，利用气垫导轨的测量大都忽略了滑块的运动阻力．但事实上，滑块运动过程中受到的阻力往往会给结果带来较大误差．这其中最主要的是空气粘滞阻力．本文从这一事实出发，通过求解滑块的运动方程，推导出测量空气粘滞系数7的实验公式．测量装置如图所示，将气轨的一端垫高h，令滑块从人端自由下滑．滑块在运动过程中除了受到下滑力mgsino作用外，还要受到阻力的作用，假定其大小为则滑块的运动方程为由此可得其中t—0时，v—v。，q—a／。v。、v分别为沿块通过两光电门时的速度，t为滑块经过两光电门之间的距离所用的时…     

多狭缝衍射中的缺级现象

讨论多狭缝衍射中经常遇到缺级现象,一些书上认为它出现在两狭缝中心的间距(a+b)与狭缝宽度a的比值为整数时。下面以夫琅和费双狭缝衍射为例说明(a+b)/a不等于整数时也出现缺级现象。 如图,当平行光垂直照射双键时,我们能够得到在透镜L的焦平面上的光强分布为其中C为常数我们知道(1)式中的因数 是宽度为a的单缝夫琅和费衍射图样的光强分布。因数cos2v是位相差为2v的两束光所产生的干涉图样的光强分布。当其中任一个为零时,则合成光强即为零。我们来分析 当0一切财产生干涉最大 (a+b)sinw=ikA k=0,1,2,…(4) 当u=k’。时产生衍射最小 assup…     

对向心加速度概念教学的一点看法

向心加速度是描述质点作圆周运动时速度方向改变快慢的物理量,是教学难点.有的教材、教参用下例进行说明:如图所示,两质点A和B分别作半径为R1和R2的匀速圆周运动,速度大小均为v.当两质点速度方向改变π2,质点运动1/4圆周时,所用时间分别为:　　　t1=T1/4　　t2=T2/4因为　T1=2R     

全国部分地区非物理类专业大学生物理竞赛题解第十六届非物理类专业大学生物理竞赛试题及解答

一、填空题 (共 54分 )1 . (4分 )由空中垂直下落的物体所受空气阻力 f与空气的密度ρ、物体的有效横截面积 S、下落的速率 v的平方成正比 ,阻力的大小可表示为 f=CρSv2 ,其中 C为阻力系数 ,一般在 0 .2～ 0 .5之间 ,ρ= 1 .2 kg/m3 ,物体下落经过一段时间将达匀速 ,这称为终极速率 .试估算质量为 80 kg、有效横截面为0 .6m2的某人从高空跳下 ,他下落的终极速率v终 = km/hr(千米 /小时 ) .解 :当 f =mg时 ,v终 =mgCρS=80× 9.80 .3× 1 .2× 0 .6= 60 .2 m/s=2 1 6km/hr式中 C取 0 .3.2 . (5分 )有一半球形光滑的碗 ,小球 I在碗的球心…     

Transition State Theory Rate in Nonlinear Environment: the Under-damping Case

We investigate the escape behavior of systems governed by the one-dimensional nonlinear Kramers‘ equation ()W/()t = -v()W/()x (f‘(x)/m)(()W/()v) γ()(vW)/()v (γkBT/m)(()2Wμ/()v2), where f(x) is a metastable potential and μ an anomalous exponent. We obtain an expression for the transition state theory escape rate, whose predictions are in good agreement with numerical simulations. The results exhibit the anomalies due to the nonlinearity in W that the TST rate grows with T and drops as μ becomes large at a fixed T. Indeed, particles in the subdiffusive media (μ＞ 1)can escape over the barrier only when T is above a critical value, while there does not exist this confinement in the superdiffusive media (μ＜1).     

运用运动图像探究运动的追及和相遇问题

运动图像有位移—时间图像(s—t图像)和速度—时间图像(v—t图像),明确两图像及物理意义,可巧妙解决许多问题.一、运动图像及物理意义1、位移—时间图像(s—t图像)在图中,a图线—加速运动图线,     

流体力学的一个定理及在气象学上的应用(大气温度直降率的变化及对流顶同质点造成的条件)

一.基本关系的导出 设某量值s(k,y,z,t)在连续体中为x,y,z,t的函数,则其随质点运动的变化率可写成 ds/dt=s/t+u(s/x)+v(s/t)+w(s/z) (1)以上u,v,w,代表该质点在x,y,z三方向的分速;代表s数值在空间的陡度;其余符号与通常相同,将上式对x微分,得 (2)以连续方程 (3)中的u/x数值代入(2)式,此处ρ为连续的密度,In代表自然对数,则得     

路程公式应用的一些情形

藉给出s与v对t的关系之公式 s=v_0t+at~2/2与v=v_0+at,其中a<0,研究匀减連运动。从形式的观点看来,t为任何值,这些公式都是正確的。但,如果我们所研究的运动只到物体停止前的一瞬间,那所允许的t值就被条件 v=v_0+at≥0,或 t≤-v_0/a所限定。在解某些问题时,这种情况应该考慮到,因为在相反的情况下所得答案的不正確的解說是可以的。这个我們用些例子來闡明。为使物体上升,在10秒钟內達到245米的     

矢量场的散度在运动空间区域中的体积分随时间变化率的严密理论

给出运动空间区域中充满介质的情况下,以及运动空间区域中包含有介质和真空的情况下,矢量场的散度在运动空间区域中的体积分随时间变化率的两种计算方法.阐明了若以一种特别的方法来看待空间积分区域的变动,那么两种情况就可以用统一的方式来计算.指出在运动空间区域中包含有介质和真空的情况下,如果保留速度v在积分区域V的边界面S上的值和实际情况一样,而赋予区域V以一个其空间变化率连续或者分块连续的新的速度场v(r,t),那么锁定体元的计算方法仍然适用.     

Kinetics of a Migration-Driven Aggregation-Fragmentation Process

We propose a reversible model of the migration-driven aggregation-fragmentation process with the sym-metric migration rate kernels K(k;j) = K‘(k;j) = λkjv and the constant aggregation rates I1, I2 and fragmentationrates J1, J2. Based on the mean-field theory, we investigate the evolution behavior of the aggregate size distributions inseveral cases with different values of index v. We find that the fragmentation reaction plays a more important role in the kinetic behaviors of the system than the aggregation and migration. When J1 = 0 and J2 = 0, the aggregate sizedistributions ak(t) and bk(t) obey the conventional scaling law, while when J1 ＞ 0 and J2 ＞ 0, they obey the modifiedscaling law with an exponential scaling function. The total mass of either species remains conserved.     

对匀变速直线运动加速度测定的建议

普通物理实验中,在气垫导轨上测定匀变速运动滑块的加速度a,常取以下几种计算方法: a=(v_1-v_0)/(t_1-t_0) (1) a=((v_1)~2-(v_0)~2)/(2(s_1-s_0)) (2) 以上各式中的下标0、1,对应于滑块运动到测量点s的时刻t以及即时速度v。但是,v是以挡光片计时宽度△s(约1～2cm)和相应计时间隔△t算得的平均速度来代替的。因此,实际上,v所对应的位置s、时间t都要滞后一小段距离。     

Kinetic Behaviors of a Competitive Population and Fitness System in Exchange-Driven Growth

We proposed an aggregation model of two species aggregates of fitness and population to study the interaction between the two species in their exchange-driven processes of the same species by introducing the monomer birth of fitness catalyzed by the population, where the fitness aggregates perform self-death process and the population aggregates perform self-birth process. The kinetic behaviors of the aggregate size distributions of the fitness and population were analyzed by the rate equation approach with their exchange rate kernel K1（k,j） = K1kj and K2（k,j） = K2kj, the fitness aggregate＇s self-death rate kernel J1 （ k ） = J1 k, population aggregate＇s self-birth rate kernel J2（ k ） = J2k and population-catalyzed fitness birth rate kernel I（k,j） = Ikj＇. The kinetic behavior of the fitness was found depending crucially on the parameter v, which reflects the dependence of the population-catalyzed fitness birth rate on the size of the catalyst （population） aggregate. （i） In the v ≤ 0 case, the effect of catalyzed-birth of fitness is rather weak and the exchange-driven aggregation and self-death of the fitness dominate the process, and the fitness aggregate size distribution αk（t） does not have scale form. （ii） When v ≥0, the effect of the population-catalyzed birth of fitness gets strong enough, and the catalyzed-birth and self-death of the fitness aggregates, together with the self-birth of the population aggregates dominate the evolution process of the fitness aggregates. The aggregate size distribution αk （t） approaches a generalized scaling form.     

Kinetic Behavior of Exchange-Driven Growth with Catalyzed-Birth Processes

Two catalyzed-birth models of n-species （n ≥ 2） aggregates with exchange-driven growth processes are proposed and compared. In the first one, the exchange reaction occurs between any two aggregates Ak^m and Af^m of the same species with the rate kernels Km（k,j）= Kmkj （m = 1, 2,... ,n, n ≥ 2）, and aggregates of A^n species catalyze a monomer-birth of A^l species （l = 1, 2 , n - 1） with the catalysis rate kernel Jl（k,j） -Jlkj^v. The kinetic behaviors are investigated by means of the mean-field theory. We find that the evolution behavior of aggregate-size distribution ak^l（t） of A^l species depends crucially on the value of the catalysis rate parameter v： （i） ak^l（t） obeys the conventional scaling law in the case of v ≤ 0, （ii） ak^l（t） satisfies a modified scaling form in the case of v 〉 0. In the second model, the mechanism of monomer-birth of An-species catalyzed by A^l species is added on the basis of the first model, that is, the aggregates of A^l and A^n species catalyze each other to cause monomer-birth. The kinetic behaviors of A^l and A^n species are found to fall into two categories for the different v： （i） growth obeying conventional scaling form with v ≤ 0, （ii） gelling at finite time with v 〉 0.     

倾角不同波纹板片组合板式换热器流动换热分析

通过数值模拟,分析了倾角不同板片组合的板式换热器单流道模型换热和阻力的情况,并结合场协同理论进行分析。模拟结果表明:传热因子j、阻力因子f及面积质量因子j/f均随Re的增大而降低,其值均偏向于倾角较小的板片组合。协同角θ随着Re的增大先增大后基本不变,场协同数Fc随着Re的增大而下降,倾角较大组合的协同性要优于倾角较小的组合。j、f均随着上壁面倾角β_t的增大而增大,在下壁面倾角β_b≤60时变化趋势较大,βb60时,变化趋势降低。倾角不同的板片组合换热器的性能介于构成"热混合"的常规板片性能之间。