球体飞行轨迹异常的探讨

现代的足球运动正朝着全面、快速的方向发展.各国球队都视定位球为一重要的得分手段.在各种定位球中,弧线轨迹的香蕉球更具威力.香蕉球的飞行轨迹呈香蕉形,它是由于脚外侧、内侧和正面与球不同的接触,使球在飞行时产生了不同方向的旋转而形成的.踢得好的香蕉球应是速度快,旋转性强,罚球时能绕过人墙,并以刁钻的角度送球入网.在第十二届世界杯足球赛中,法国队在同奥地利队的比赛中,一个队员踢出的香蕉球绕过了人墙,从球门的远角破网(图1),奠定了法国队的胜利.香蕉球的威力由此可窥一斑. 球体在空气中飞行,受到重力的作用,在竖直面内作抛物线…     

以乒乓球为例分析旋转球的受力及飞行轨迹

文章对体育运动中一些有趣的物理现象进行探讨,有助于提升学生学习物理的兴趣。文章利用基本的力学定律对乒乓球的6种基本旋转和飞行轨迹进行了详细的分析,讨论了初速度对飞行曲线的影响;进而对其他球类运动中的有趣现象进行了讨论,比如"蛇球"("香蕉球")以侧旋为主,"消失的发球"以逆旋为主,"电梯球"以上旋为主,"零式发球"以下旋为主;并对1997年罗伯特卡洛斯的经典香蕉任意球进行了计算,给出了该球水平方向最大偏移距离和旋转角速度的定量结果。     

"香蕉球"演示器

所谓“香蕉球”是指足球比赛中，当运动员踢中足球的侧后面时，沿曲线（香蕉弯曲状）路径飞行的球．这样的问题频繁出现在竞赛题或中考试题中，其中的物理道理可应用初中物理“气体压强与流速的关系”来解释．但初中学生获得这一知识时，所呈现的知识的方式，无论是现行的教科书，还是相关的物理杂志提供的实验，都是受力物体是静止或受流体（电风扇吹风）运动时产生的力．因此，当出现物体运动时，将周围的空气相对地看作运动流体时，与学生所建立的原有实验模型的表象不符合，从皮亚杰的认知结构来看，将知识的学习成为“顺应”方式变为难点．本文利用玩具电动机将物体变为运动，使演示的现象符合日常生活中的物理事实，从而将知识学习成为易于接受的“同化”方式．     

磁光盘原始误码特性测试中的等效性问题分析

在磁光盘原始误码特性测试过程中通常采用记“1”测漏码,或记“0”测冒码的方法测试盘片的误码性能。本文侧重分析了介质膜缺陷导致盘片产生误码的原因,建立了读出畸变信号与介质膜缺陷参量(如大小、位置、缺陷因子等)的数学模型。分析表明,在盘面记“1”和记“0”两种情况下,同一介质膜缺陷产生的信号畸变幅值相等,从而从理论上证明了记“1”测漏码与记“0”测冒码具有一定等效性。     

角动量量子数l的升降算符和球谐函数的生成

1999年喀兴林先生在<高等量子力学>一书中首次提出角动量量子数l的升降算符,这个算符其实是一秩不可约张量算符的一个简单实现.当给定一个磁量子数m,降算符能给出最小量子数l的状态,进而得到全部球谐函数的最低态|0,0>.而通过升降算符的恰当组合,作用在这个最低态上就可以生成任意球谐函数|lm>.     

p→π~0π~0η分波分析理论公式及蒙特卡罗模拟研究

p p→π0 π0 η飞行湮没过程是寻找π0 π0 η系统中的胶球和π0 η系统中的JPC为 1 - +的奇特态粒子的极佳过程 .采用相对论张量分波分析方法给出该过程的分波分析理论公式 ,并对该过程进行了一些蒙特卡罗模拟研究     

趣谈球类运动的物理

文章集中在球类运动中球的飞行和滚动所涉及到的物理.选择了几个人们可能感兴趣的问题,如表面粗糙度和尺寸对球飞行的影响,弧线球和飘球的成因,投篮的角度和速度,斯诺克球台的库高和保龄球球道上油的作用,做了定件或半定量的讲述.文章作者认为,物理研究有助于运动水平的提高,在物理教学中也有助于激发学生的学习兴趣.     

球类运动中空气阻力的计算和分析

本文利用Asai等人的工作计算了光滑表面球体，速度介于0－30m/s之间的空气阻力，发现两种或三种不同运动速度都有相同的空气阻力值的现象，本文对此做了理论上的解释。本文并从空气阻力公式的由来、计算空气阻力的意义以及球类运动的若干运动现象（比如“香蕉球”技术等）等做了必要的阐述。所有这一切都对球类运动更具体的研究有一定的意义。     

电位移矢量仅与自由电荷有关吗?

一九八二年出版的《研究生入学物理试题汇解》一书第267页上写道:“由电介质中的高斯定理 D·ds=∑q可知,D仅与自由电荷的分布有关.用D来描写电介质中的电场时,可以不必考察束缚电荷的分布”.我认为这种提法并不恰当,例如均匀电场E0中放一中性介质球,球表面的束缚电荷产生的场E′是不均匀的,因而总场 E=E0 E′也不均匀,如图1所示.在球外的真空中,D=ε0E≠ε0E0,可见D不仅与激发E0的自由电荷的分布有关,而且也可能与束缚电荷的分布有关.原因是高斯定理只反映矢量场的一个侧面,单靠它不能把矢量场的分布完全确定下来.为了确定电位移矢量…     

“热球运动悖论”析

八二年暑期在哈尔滨举办的工科院校物理教师讲习讨论班期间,部份教师饶有兴味地讨论了一个所谓热球辐射问题,当时虽然讨论得很热烈,但一时得不到明确的解答,问题是这样提出的; 设想在真空中有一个初始温度较高,质量为m0的热球,以初速度v0自由飞行,在它的运动过程中要不断地进行热辐射,在相对于球静止的K系统中观察到波阵面是球形扩散的,由于光速不变原理,在相对于球运动的K'系统(地面参考系)中观察,它的热辐射波阵面也是球形的.K'系统中的观察者认为;球在△t时间内虽然向外辐射了能量△E和质量△E/C2,但是由于辐射的球对称性,因而没有动…     

投掷铅球的最佳出手角度

设出手点的高度为h,出手的初速度为v0,出手角为α,投掷远度为L,其中包括铅球出手点的垂线到抵趾板之间的距离s′,球在空中飞行的水平距离为s,即L=s′ +s,s′可以通过摄影测量获得.     

从空气阻力墙理论到足球的“电梯球”技术

正现代足球不但在规则和比赛阵型等技战术层面有了长足的发展,而且在技术上也有许多改进和创新。"香蕉球"和"电梯球"就是两个极具魅力和美感的踢球方式,并经常在足球比赛的实战中发挥威力。"香蕉球"是指足球飞行中在与地面平行的方向发生偏转,偏转运行的轨迹呈弧线形,可以绕进球门。其物理原因在于球的侧向旋转,从而出现马格努斯效应,产生对足球的侧向推力,其运行轨迹类     

“考工记”及其中的力学知识

一、关于“考工记”“考工记”是我国先秦时代的古籍之一,也是我国现存最古的一部科学技术典籍。这部文献自汉代以后补入“周礼”,成为“周礼”的一篇--“冬官”篇。其实“考工记”和“周礼”本是风马牛不相及的,汉朝的河■献王因为传至当时的“周礼”     

基态球谐振子的空间“塌陷”

用幂级数方法研究球谐振子定态薛定谔方程解析解，发现波函数球系表示ψ(r,θ，φ)在r～0处可以无界，只要rψ(r,θ，φ)在r～0处有界，就不违背波函数的玻恩统计解释而且基态能量是ω/2, 而不是3ω/2，这是低能量条件下的振动系统空间“塌陷”现象. 关键词： 球谐振子 基态能量 波函数 空间塌陷     

铅球飞行距离与其影响因素的力学分析

通过对滑步掷球时铅球飞行距离及其影响力学因素的相互关系的分析,详细讨论了决定飞行距离的独立力学变量对飞行距离的影响,同时指出了最佳用力角的物理意义及一些对实际有益的重要结论.     

用干湿球湿度计测定空气湿度的方法

测定空气中水汽含量最简便的仪器为干湿球湿度计,它是由二支普通的温度计所组成,一支球部包有薄湿纱布,叫做“湿球”,另一支没有包纱布的叫做“干球”,如图中所示甲为“干球”乙为“湿球”。     

对“永动球”工作原理的分析

“永动球”是一种装饰玩具,由底座、支架、连杆、转轴和几个小球组成,见图1.“永动球”工作时,主球不停地摆动,通过连杆带动几个副球绕各自的轴转动。副球的转动速度和方向随主球的位置不同而不断改变,这种变化无穷的运动给静态的居室平添了几分动感.     

物理学教授葛惟昆为你讲足球

正足球运动包含物理,科学可以解释和帮助足球。足球富有哲理、包含文化、融汇教育、拉动经济,足球极具魅力!本期特别约请葛惟昆教授从科学的角度讲解足球,从人文的角度阐述足球——详细内容请参阅《足球的魅力与科学》。足球物理学用空气动力学阐释足球在空中的运动香蕉球:旋转的足球在飞行中会根据马格努斯定律朝旋转的方向偏转;在香蕉球运行的末尾时刻,会有更剧烈的偏转,使守门员防不胜防。     

PP→π0π0η分波分析理论公式及蒙特卡罗模拟研究

pp^-→π^0π^0 η飞行湮没过程是寻找π^0π^0η系统中的胶球和π^0η系统中的J^pc为1^- 的奇特态粒子的极佳过程,采用相对论张量分波分析方法给出该过程的分波分析理论公式,并对该过程进行了一些蒙特卡罗模拟研究。     

关于两个带电导体球相互作用力问题的讨论

《大学物理》 1983年第7期刊登的《一个静电场题目中的三个“0.618”》[1]一文,有错误之处.该文在讨论到两个带电金属球之间的作用力问题时写到:“(ii)如果Q1与Q2同号,而且R1=R2,则两球之间始终是排斥力.”我们认为这一结论是不能成立的.本文拟对两个不同半径、带不同电量的导体球间的作用力进行定量讨论,作为对该文的补正,同时对《大学物理》的另一文[2]作一点补充. 两个导体球,球Ⅰ和球Ⅱ的半径分别为R1和R2,带电量分别为Q1和Q2,两球心间距O1O2=d。 在一般情况下,随着球心距d由小到大的变化,两球间的相互作用力不仅大小在变化,而且可…