关于初中物理学“斜面”教学的补充实验

初中物理学“斜面”一课的数学,计划纲要指出“讲授斜面公式时,要从功的原理引出”。课本上也是这样叙述的。我考虑如果只是根据功的原理从理论上推演出关于斜面的公式,学生所获得的知识,并不够具体明确。在进行“斜面”一课的教学中,我曾补充了下面的一个简单     

关于劈式起重机的问题

“物理通报”1958年3月号刊登的“关于直角劈上的问题”一文中,对劈式起重机的分析,存在着原则性的错误。现在提出我的看法就正于作者和读者。劈式起重机的构造如图1所示,重物之重量为W,并假定撑杆与劈之斜面间,劈与地面以及撑杆与支框间的摩擦皆可忽略。在劈背上作用一个水平的动力P,在该力作用下匀速的将劈推向左方,则重物亦匀速的被举起。动力P与重力W的关系可从机械功原理很容易找到。动力P所做之功为PL,则机械所做之功WH应与PL相等,即     

三角螺纹螺旋的摩擦何以大于方形螺纹螺旋的摩擦的推导

1.关于斜面的公式图1中OA_1为一斜面π_1在堅直面(垂直于斜面底边的竪直面)上的投影,斜面的仰角为α_o重为W的物体放在斜面上时,引起它和斜面之間的相互作用。如果斜面是光滑的,这个作用垂直于斜面;如果斜面是粗糙的,则这个作用和斜面的法线相偏离,因而可以分成两个分力:一是垂直于斜面的分力(也就是相互間的压力),二是平行于斜面而和运动方向相反的摩擦     

对劈尖薄膜等厚干涉光程差公式的推导

研究了劈尖等厚干涉问题，对其光程差公式进行了严格推导，阐明了传统教材光程差公式成立的条件。     

太阳杂光噪声下星敏感器星像点质心定位方法

为了保障太阳杂光干扰下星像点质心定位的精度,本文提出了一种去阈值和杂光斜面噪声的质心定位新方法。首先,在星像点窗口内将太阳杂光灰度噪声建模为一个斜面。针对质心定位新方法,推导关于杂光斜面模型各参数估计误差的质心定位误差分析公式,尤其是关于开窗大小的函数关系。然后,基于窗口边缘像素给出杂光斜面模型的最小二乘参数估计公式。最后,采用传统的灰度重心法、去阈值灰度重心法和所提方法进行质心定位仿真测试,结果表明,所提方法的精度比传统灰度重心法和去阈值质心法的精度分别提高了2倍和15倍,是太阳杂光干扰下星像点质心定位的有效方法,具有一定的工程应用价值。     

斜面棒对激光输出特性的影响

本文描述了斜面的Nd~(8+):YAG棒对激光输出特性的影响,初步分析了斜面的Nd~(8+):YAG棒较平面棒不易产生自振和超辐射。通过四解级系统,分析了自振和超辐射对激光输出能量和效率的影响,并简述了斜面的调整方法及对激光能量的影响。     

中央人民政府教育部精简中学物理教学大纲(草案)和课本的指示

为了减轻学生负担,使学生能集中力量学好基本的科学知识,应从中学物理教学大纲(草案)和课本中,精简较艱深的或较次要的超出基本科学知识范围之外的下列教材。初中二年极1.教学大纲(草案)中删去下列内容: “壓强”中删去“水闸”、“气控輪軔”。“固体在液体或气体中所受的力”中删去“打捞沉船”、“飞船”。“简单机械”中删去“简单机械的效率”。“热量的量度”中删去“热容量”、“供热装置的效率”、“实验十:测定一种供热装置的效     

应用共焦显微镜原理测量倾斜工程表面

用基尔霍夫衍射公式分析反射式共焦光路 ,得到了被测件有一定倾斜角度表面的共焦轴向响应理论模型。由菲涅耳衍射近似公式得到的共焦轴向响应特性只是它的理论模型的一个特例。同时 ,对接收端采用差动连接的共焦测量的聚焦瞄准信号进行了分析 ,得到了表面倾斜角对聚焦瞄准信号影响的关系。应用共焦实验系统及差动测量系统对具有不同倾角的块规斜面的轴向响应信号进行了测量。理论模型的数值分析与实验结果相吻合。用差动共焦光学系统作为瞄准传感器、用电容传感器进行位移监测 ,对倾角为 10°的角规的斜面进行测量 ,得到分辨率小于 2 0nm的表面形貌图。     

涡轮叶片尾缘劈缝气膜冷却特性实验研究

本文将层板冷却应用于涡轮叶片尾缘冷却中。为了研究肋形状对其劈缝气膜冷却特性的影响,在四种吹风比下,实验测量了直肋和倒斜角肋两种肋结构下的气膜冷却效率和换热系数,结果发现:1)倒斜角肋结构在劈缝下游的气膜冷却效率分布比直肋更均匀,倒斜角肋结构的平均气膜冷效高于直肋结构;2)两种结构的换热系数在劈缝出口处受吹风比影响较大,相同吹风比下,倒斜角肋结构的换热系数略高于直肋结构。     

螺旋相位板参数对螺旋相衬成像系统性能影响研究

推导了相干照明下衍射受限螺旋相衬成像系统的成像公式,总结了影响螺旋相衬法成像效果的螺旋相位板参数,包括中心尺寸、整体尺寸以及台阶数。详细研究了各参数对螺旋相衬成像系统性能的影响,提出了各参数的合理取值范围,并通过实验验证了其正确性。所采用的计算方法,不仅可以用于研究螺旋相位板的设计,而且对于其他空间滤波器的设计同样具有参考价值。     

薄膜干涉条纹的可见度

在一级近似条件下，导出薄膜干涉条纹的可见度公式，人条纹可见度的角度定量分析干涉定域问题，直观地给出定域中心、定域深度随扩展光源、薄膜的劈尖角和厚度变化的规律．     

螺旋光束经过振幅型衍射光学元件的传输特性及其拓扑电荷数的测量

本文提出了一种利用空间光调制器生成杨氏双缝和三角孔等振幅型衍射光学元件的方法. 利用平面波角谱衍射公式和柯林斯公式研究了螺旋光束经过这两种衍射元件后的传输特性, 并利用杨氏双缝和三角孔实现了螺旋光束拓扑电荷数的测量. 由于空间光调制器可以方便和高精度地改变光学器件的几何尺寸和所在的空间位置, 因此可便捷地实现螺旋光束拓扑电荷数的测量.     

螺旋型Blumlein线的理论研究

 采用薄电流层模型讨论了螺旋型Blumlein线的一种结构，该结构由螺线体内筒、螺线体中筒和导体外筒构成。给出了假定外线独立传输电压波时的螺旋型Blumlein线特征参数的近似计算公式，并进行了简单的原理验证实验。理论计算得到的脉冲电压幅值为543 V、脉宽为24 ns，而实验中分流器测到的电压值为471 V、脉宽为30 ns。为了简化计算，理论计算中对外线独立传输的假设条件不严密，由此造成了与实验结果的差异。提出了Tesla变压器和螺旋型Blumlein线相结合的方案：内置高耦合Tesla变压器的单同轴线构成整个外线的一部分。设计结果表明：外径628 mm、总长2.67 m、充电800 kV的螺旋型Blumlein线可实现电压1.07 MV、功率1.53 GW、脉宽93 ns的脉冲输出，理论输出线能量转换效率50%。     

普通物理课程中一道力学选择题的教学讨论

针对普通物理的一道摩擦力对斜面上物体做功的力学选择题,从简单到一般分别进行了讨论,分析发现如果不考虑物体垂直斜面方向的运动,在斜面的高度和水平长度均相同的情况下,只要斜面与物体间的摩擦因数相同,无论斜面是直的还是凹下或是凸起,摩擦力所做功都是相同的.如果考虑物体垂直斜面方向的运动,摩擦力对凸起斜面上的物体所做的功小于摩擦力对直斜面上物体所做的功,摩擦力对凹下斜面上的物体所做的功大于摩擦力对直斜面上物体所做的功。同时选择特殊情况对有关的微分、积分方程进行了求解,利用计算机作图技术对微分方程的求解结果分别不同情况、不同的摩擦系数进行了讨论,发现微分方程求解的结果中有些是与物理事实不符,分析了其中的原因。     

第一次伟大的综合──纪念牛顿的《自然哲学之数学原理》发表三百周年

从远古到十七世纪中叶,人类对自然奥秘的探索是在黑暗中摸索着缓慢前进的. 在这漫长的时间里,在力学范围内主要是记录了一些现象,积累和总结了一些观测结果和实验定律.主要有阿基米德关于重心、浮力和简单机械的研究;斯台文(S.Stevein)关于斜面上力的平衡及力的平行四边形法则;伽利略关于摆的等时性、落体与抛体的运动规律;第谷·布拉赫(Tycho　Brahe)和开普勒对天体运动的观测和规律的研究;帕斯卡关于流体静力学的研究;惠更斯关于振子运动和碰橙现象的研究等.然而这些实验定律是离散的、孤立的,互相没有逻辑联系.因此在这一阶段还没有形…     

有限长线声源斜面声场分析

为了进一步研究有限长线声源的声场特性,完善有限长线声源声场理论,建立了有限长线声源斜面声场的模型,提出了其理论计算方法。基于仿真结果和数据分析,探讨并得到了有限长线声源斜面声场特性的三个参数与斜面声场特性之间的关系。通过调整斜面倾角α、交点的位置r0以及有限长线声源的长度L,可以有效改善斜面声场的分布。     

反射式非均匀掺杂负电子亲和光电阴极量子效率研究

内建电场对提高阴极量子效率有重要作用。为获得恒定的电场强度,需要用指数掺杂方式对光电阴极激活层进行掺杂。指数掺杂实际上是一种特殊的梯度掺杂,针对这种掺杂方式,建立了指数掺杂和均匀掺杂加权的量子效率公式。实验设计了4种掺杂浓度从1019~1018cm-3掺杂样品,测量样品的光谱响应曲线和量子效率曲线,并分别用均匀掺杂量子效率公式,指数掺杂量子效率公式和新建立的梯度掺杂量子效率公式这三种方式,对量子效率曲线进行了拟合,证明了该量子效率公式具有较高的拟合精度。     

螺旋波纹壁圆柱波导回旋行波放大器的非线性模拟

 给出了螺旋波纹壁圆柱波导回旋行波放大器非线性模拟中,处理偏模的初值问题和计算精度瞬时监测问题两项关键技术。采用这些技术编制的程序所得到的数值计算结果与Denisov等人实验观测值符合得很好。在此基础上,对电子束速度离散、螺旋开槽周期和开槽深度对效率的影响,进行了非线性模拟研究。结果表明：螺旋波纹壁圆柱波导回旋行波放大器效率对电子束速度离散不敏感,而对螺旋波纹开槽周期和开槽深度的依赖性较强;通过参数优化可望把目前实验的效率水平提高到25.6%。     

劈尖干涉现象的计算机仿真

在《光的干涉》课堂教学中,由于其原理比较抽象,学生难以理解和掌握该部分知识。本文以劈尖干涉为例,借助计算机仿真手段再现劈尖干涉现象,并讨论了入射光波长、劈尖中介质的折射率、劈尖倾角等因素对干涉现象的影响,通过形象直观的图形演示加深学生对劈尖干涉现象的理解。     

螺旋的摩擦

高中教本中關於螺旋的摩擦問題講得比較簡略,特别是對於“……要想固定得牢,就必須把螺距做得小,讓螺紋的縱截面成三角形,因為三角形的摩擦力比較大……”一段,教师们也發生這樣的疑問:為什么三角螺纹的摩擦力要比較大呢?雖然在中學階段,關於這一点沒有对学生詳細說明的必要,但是教師本身却是需要搞清楚這個道理,這里擬就方螺紋螺旋和三角螺紋螺旋的摩擦的問題,作一簡單介紹,以供參考。螺旋事實上就是繞在圓柱上的斜面,沿圓柱周圍所形成螺旋的曲線叫螺紋,如果它的截面成長方形的叫方螺紋螺旋,截面成三角形的叫三角螺紋螺旋,螺紋有突出部分和凹陷部分,突出部分叫螺旋頂,凹陷部分叫螺旋底,兩相