使用阿基米德定律计算气体浮力与“气体分子运动论”的结论相矛盾吗?──学习分子物理学的一点体会

根据阿基米德定律,处于气体中的物体所受浮力等于该物体所排开气体的重量.即: 式中,是气体密度,g是重力加速度,V是物体所排开气体的体积. 我们知道,流体产生浮力的原因是由于在流体内部不同深度处的压强不同,从而对放人其中的物体的上下表面施以不同的压力,形成了压力差的缘故.要是某种流体的内部压强处处相等的话,这种流体是不会产生浮力的. 又根据气体分子运动论,气体内部压强为 式中,n为单位体积的分子数,k为玻尔兹曼常数,T为绝对温度,m为一个分子的质量.据此式,在一定温度下,如果气体的密度均匀,则其内部压强为一定值,处处相等,不会形…     

流体悬浮及其稳定性探究

研究了圆柱体、球体在射流柱中悬浮的现象,使用N-S方程、边界层理论等,对圆柱体侧面绕流建立模型,用数值计算的方法求解水流绕流和空气绕流的速度场,求解压强梯度力和黏滞力矩,建立平衡方程求解出物体的稳定悬浮高度和稳态转动速度.结果表明:物体的悬浮高度和稳态转动速度均与圆柱体直径近似呈二次函数关系.通过控制变量法,探究悬浮物体的稳定性,发现其受到物体厚度、直径、形状多个因素的影响.     

《压强》单元学习辅导

1 单元知识要点1.1 压力(F):垂直作用在物体表面上的力。1.2 压强(P):物体单位面积上所受的压力。 压力和重力是两个不同的物理量,要注意区别。若物体放在水平桌面上,压力大小等于重力大小;如放在斜面上,压力就不等于重力。     

关于平均冲力和平均相互作用力的讨论

在普通物理学教学中,有关平均冲力这一概念的引入是从牛顿第二运动定律入手的.即由导出动量原理 物体在运动过程中,物体所受合外力的冲量,等于这物体动量的增量. 据数学中值定理及矢量分量式的表达式又有 其中当是物体所受合外力在x,y,z三个方向上的平均冲力。这就提供了求解平均冲力的一个途径. 在程守洙、江之永所主编《普通物理学》第三版中就上述内容举了一些例题及习题中,又提出了一个求解碰撞过程中“平均相互作用力”的问题.我们认为书中对这一问题的阐述不够明确、例题中的求解似有不妥之处.如书 P 143[例 3-1] 质量M=3吨的重锤,从…     

荧光法表面静压测量研究

本文利用氧致荧光猝灭效应,在实验上得到荧光强度随静态压强变化的正比关系曲线,与用Stern-Volmer方程和亨利定律分析的结果完全一致.这种方法可以用于风洞中被测物体表面压力及流场的测试,具有经济、灵敏、不破坏试件,工艺简单等特点.     

孔隙度敏感系数的数值计算

由渗流微分方程定解问题,利用格林互易定理导出了网格压力对孔隙度的敏感系数,再由Peaceman方程给出了井底压力对孔隙度的敏感系数.借助三维不均匀非稳定渗流场的压强数值解计算了井底压力对孔隙度的敏感系数,并用直接求解敏感系数的方法进行了验证.     

物体在液体里悬浮实验的改进

《初中物理》第一册,在讨论物体的浮沉条件时说:“浸没在液体里的物体,……如果浮力等于它的重量,物体就可以停留在液体里任何深度的地方(即悬浮)”.做好该实验,对学生确信这一物理现象的存在,和对阿基米德定律的加深理解非常重要.因为初中学生往往对物体在水中上浮或下沉的现象见得较多,而对物体停留在液体中的现象较为稀见.然而做好这一     

基于直接吸收光谱测量气体的压强

基于直接吸收光谱技术测量了气体压强.通过控制炉内气体的温度和压力,分别在温度为600K,700K,800K,900K条件下,测得不同设定点的压强,并与压力传感器的测量结果进行对比与分析.结果表明:实验测量值与压力传感器测量值具有良好的一致性,在压强设定点为2.5×104 Pa处有最大相对偏差7%,在压强点5.8×104 Pa处有最小相对偏差1.1%,平均相对偏差为3.1%.     

生产生活中的压强

南京长江大桥全长6772米,高高地耸立在滔滔江水上,壮丽非凡,而水下桥墩比桥面还要大数十倍,其建筑得更加坚固.桥墩为什么要做得那么粗大呢?工厂中钻床用的钻子,医师打针用的注射器针头等,做得都那么的尖细,为的又是什么?这些,都跟我们学过的“压强”有密切的联系.我们知道:压强的大小跟压力和受力面积有关,压强跟压力成正比,同时跟受力面积成反比.在受力面积不变时,用增大压力的方法,可增大压强;在压力不变时,采用减小受力面积的方法,可增大压强.在生产、生活中,人们常常采用增大受力面积的方法来减小压强.如桥墩做得粗大,就是采用增大受力…     

力学一题

一个边长为a的立方体,其密度p大于水的密度p水,将其放入一盛水容器内,使它正好被水浸没,如图一所示.松手后使该物体的一面沿容器些向下运动,初速度为零.试描述该物体的运动情况. 按照物体在水中的浮沉条件,只要 P>P水,物体就下沉.但值得注意的是,本题中物体的一面与容器壁相接触,两者之间无水渗入,故当物体在下沉过程中,在竖直方向除了受到向下的重力G和向上的浮力F以外,还受到物体与容器壁之间的摩擦力f,方向向上,如图二所示,而f是随着水对物体的水平压力N的增大而增大的,N又是随着深度的增加而增大的,故当物体运动到某一深度时,将停止…     

对机械能守恒定律应用例析

机械能守恒定律是力学中的一条重要定律,解决某些力学问题,从能量的观点来分析,应用机械能守恒定律求解,往往比较方便.对于单个物体的运动问题,分析物体机械能是否守恒还是比较简单的,这里不作举例分析.现就两个或两个以上物体组成的物体系的运     

有关"覆杯实验"的几个问题——园丁工程专题之五

大气压是初中物理的重要内容.在初中教材中写道:"空气,也像液体那样,受到重力的作用,而且能流动,因而空气内部向各个方向都有压强.大气对浸在它里面物体的压强叫做大气压强,简称大气压或气压".     

一种含势阱具有混合交换势形式的平均原子模型

对传统的简单平均原子模型（AAM）作了改进：1使用了动态自由电子判据；2将自由电子分为三种类型，分别用分波法和统计方法加以处理；3应用变分原理给出了一种混合形式的交换势取代了Slater势；4应用材料常态常数标定了原子结构中的参数.作为算例，计算并与实验比较了Fe,Ni,Cu的零温电子压强. 关键词： 平均原子结构 交换势 电子压强     

圆柱体出水运动的自由面效应及水冢现象分析

以圆柱体为例,研究自由面附近刚性物体的受力状态,分析垂直运动圆柱体出水时的自由面效应以及水冢现象.建立基于势流理论考虑自由面效应的数学模型,并用边界元方法求解该模型.求解过程中考虑非线性自由面运动学以及动力学边界条件.通过求解控制方程以及边界条件,模拟恒速刚性圆柱体出水时的水冢现象及其穿越水冢过程.通过数值解和实验值的比较验证方法的可靠性.分析结构出水时的压力变化、自由液面变形、圆柱体所受的垂向合外力以及流场速度矢量的变化,并展开讨论.结果表明:考虑自由面效应的非线性方法能够更准确地预报自由面附近刚性运动物体的受力特性.     

水平激励下颗粒物质的有效质量及耗散功率的研究

对颗粒物质的有效质量谱及耗散功率进行了数值研究,发现水平和垂直激励下颗粒体系的共振频率f_g与体积模量k均随压强P呈分段幂律变化,在高压强下遵循fg∝P~(1/6),k∝P~(1/3)的规律,在低压强下遵循fg∝P~(1/4),k∝P~(1/2)的规律.同时,在水平和垂直振动下,颗粒体系品质因子的倒数1/Q随P的变化呈指数衰减.在特定频率和压强下,颗粒体系的平均耗散功率p随振动强度Γ的变化曲线上存在一个特征振动强度Γ*,当ΓΓ*时,颗粒体系表现出类固态行为,平均耗散功率p随振动强度Γ呈幂律标度,p∝Γ~α(2α5);当ΓΓ*时,颗粒体系表现出类液态行为,体系的平均耗散功率p随振动强度Γ呈线性变化.由此得到了水平激励下颗粒体系类固体类流体转变的Γ-P相图.     

基于椭圆形光强分布光栅投影的三维面形测量方法

基于椭圆形光强分布光栅投影测量物体三维面形的方法,将椭圆形光强分布光栅投影到被测物体表面,用摄像机获取变形条纹图,通过系统参量和条纹图携带的相位信息求解出物体的三维面形.推导出通过椭圆形光强分布光栅条纹求解相位的计算公式并对提出方法作了计算机仿真.实验结果表明该方法可以比较准确地测量物体的三维面形,在噪音较大的情况下测量结果仍具有较高准确度.     

基于椭圆形光强分布光栅投影的三维面形测量方法

基于椭圆形光强分布光栅投影测量物体三维面形的方法,将椭圆形光强分布光栅投影到被测物体表面,用摄像机获取变形条纹图,通过系统参量和条纹图携带的相位信息求解出物体的三维面形.推导出通过椭圆形光强分布光栅条纹求解相位的计算公式并对提出方法作了计算机仿真.实验结果表明该方法可以比较准确地测量物体的三维面形,在噪音较大的情况下测量结果仍具有较高准确度.     

基于烟叶近红外光谱主成分数据的投影方法研究及其在复烤配方中的应用

对近红外技术在烟草中的应用作了简要的概述,报道了两种基于近红外光谱主成分的投影矢量求解方法,分别简称为PPF_PCA和PPF_Eig,并对两种方法在复烤配方中的应用与评价做了比较研究.对9类烟叶工业分级样品光谱进行一维投影分析的结果表明:PPF_PCA方法得到的一维投影值的类间差异性和类内差异性均大于PPF_Eig方法,其中各类间投影均值的平均绝对偏差前者约为后者的1.26倍.同时应用第一维投影值所占贡献率的情况对此结果进行了解释,PPF_PCA方法一维投影值所占贡献率为93%,PPF_Eig方法一维投影值所占贡献率为77%,前者约为后者的1.21倍,因此,PPF_PCA方法得到的一维投影值中包含更多类间和类内的差异性信息.应用烟叶各类工业分级样品的一维投影图能客观的评价各类样品之间的相似性及各类内样品之间的差异性,可方便的作为烟叶复烤配方的参考依据,同时在其他农产品(如中药等)配方中也具有较好的应用前景.     

利用线性变换方法求解稳态受迫振动

物体的受迫振动是大学物理力学部分基础且重要的内容.受迫振动在一定时间后会达到稳定状态,而该稳态下受迫振动方程的解是理解后续课程内容——共振现象的基础,具有重要的意义.本文利用线性变换方法详细求解受迫振动稳态解,相比于常规解析法,更加简洁和直观,且有助于学生深入理解线性代数在解决物理问题中的应用.     

变形双重介质分形气藏非线性渗流理论模型及数值研究

以Warren-Root模型为基础,引入分形参数和压缩系数,考虑压力对具有分形特征的渗透率和孔隙度的影响,建立变形双重介质分形气藏渗流数学模型.应用高收敛和高精度的有限元法求解这类含有第二类边界条件的数学模型.利用压力曲线,压力导数,参数对压力的影响率详细分析了部分参数对压力的影响及在变形双重介质分形气藏渗流数学模型中所具有的独特意义.