经典力学中功与能的相对性问题讨论

功和能是两个截然不同的重要概念，又是物理学中两个关系最密切的重要物理量．功与能量转化的关系不仅为解决力学问题开辟了一条新的重要途径，同时也是分析电磁学、热学等领域中问题的重要依据，搞清功与能的相对性，有利于更好地应用动能定理、机械能守恒定律和功能关系．下面就从三个方面进行初步探讨．     

质点系的功能原理和机械能守恒定律的讨论

我们使用的教材在推导质点系的功能原理时，将质点系的动能定理：     

机械能守恒定律成立的条件

1功能原理与机械能守恒定律 对于质点系从一个状态变化到另一个状态的过程，根据质点的动能定理可以得到质点系动能定理．而由质点系动能定理又能导出功能原理，功能原理的表述为 A外力＋A非保守内力=△E（1） 式中A外力为外力所做的功，A非保守内力为非保守内力所做的功，△E为系统机械能E的增量．     

浅谈计算变力做功的4种方法

将变力转化为恒力，应用功的定义式求解．若变力大小是线性变化的，且方向不变时，此力可用作功过程中该力的平均值“等效”，即F=Fmix Fmax/2．然后代人公式Ⅳ=F^-scos α进行计算．     

人的内力做功问题的分析与探讨

在中学物理中常遇到与人的内力做功有关的问题,许多学生甚至部分教师对此感到困惑,不能对其进行正确的解答,笔者就此问题作出分析和探讨.     

再谈"流浪地球"——让地球脱离太阳系最少需要做多大的功?

从一部国产科幻大片《流浪地球》的一项宏大计划出发,针对该计划第二步——让地球脱离太阳系,利用动量守恒定律、动能定理和逃逸速度、有效反冲喷射速度概念,计算了在地球质量能够满足生命存在的需要的条件下,让它脱离太阳系所需的最少做功为2.72×1032焦耳,并从能源角度讨论让地球脱离太阳系的可能性问题.     

从一道高考物理选择题引发的思考——浅谈物理考查中的过度学术化倾向

文中所涉及的问题长期存在,欢迎进一步展开讨论,提出有说服力的论证.     

关于动滑轮中摩擦力的讨论

在直线运动中，静摩擦力和滑动摩擦力的作用及做功问题，已有明确结论．这些结论是：一对静摩擦力做功之和为零，所以有（一对）静摩擦力存在不会引起机械能的改变；一对滑动摩擦力做功之和一定不为零，所以有（一对）滑动摩擦力存在一定伴随着机械能转化为热（内能）的过程，     

质点自由下落和上抛运动的精确解及偏移量和能量的讨论

基于质点自由下落和上抛在非惯性系下的动力学微分方程,得到质点坐标的精确解,然后获得两类问题的东西方向偏移量.得到了动能和势能的表达式,验证了运动过程中机械能守恒的特点.算例讨论了不同初始高度和不同初始速度下的偏移量值.     

高斯波束对离心球的辐射俘获力

基于广义洛仑兹-米氏理论(GLMT),研究了高斯波束对离心球的纵向辐射俘获力.用积分区域近似法计算波束系数,散射场的展开系数由矢量球面波函数的加法定理并求解边界条件得到.给出了高斯波束对在轴离心球辐射俘获力的计算公式并进行了数值模拟.将离心球退化为同心双层球,对离心球辐射俘获力的公式进行了验证.讨论了离心距对纵向俘获力的影响,也讨论r束腰半径、介质折射率和波长对纵向辐射俘获力的影响.     

Drag and Lift Forces Acting on a Sphere in Shear Flow of Power-Law Fluid

Laminar flow of a power-law fluid over a sphere is considered for unbounded shear flow. The Navier–Stokes equations with power-law viscosity are solved numerically using an in-house developed CFD package. Vorticities structures downstream of particle are suppressed for powerlaw fluid. The shear rate influence on drag force is negligible for power index close to unit, and the drag force appreciably decreases with falling power index. For small Reynolds numbers, the lift force coefficient monotonically decreases against the power index and exhibits an opposite behavior for moderate values of Reynolds numbers. The results of the parametric studies are used to derive correlations for the drag force and to detect the hydrodynamic differences from uniform flow. The investigation parameters varied within the following ranges: power-law index 0.3 ≤ n ≤ 1, Reynolds number 0 < Re ≤ 150, and dimensionless shear rate 0.05 ≤ s ≤ 0.4.     

New Insights on the Deflection and Internal Forces of a Bending Nanobeam

Nanowires, nanofibers and nanotubes have been widely used as the building blocks in micro/nano-electromechanical systems,energy harvesting or storage devices,and small-scaled measurement equipment. We report that the surface effects of these nanobeams have a great impact on their deflection and internal forces. A simply supported nanobeam is taken as an example. For the displacement and shear force of the nanobeam, its dangerous sections are different from those predicted by the conventional beam theory, but for the bending moment, the dangerous section is the same. Moreover, the values of these three quantities for the nanobeam are all distinct from those calculated from the conventional beam model. These analyses shed new light on the stiffness and strength check of nanobeams, which are beneficial to engineer new-types of nano-materials and nano-devices.     

关于介质中光子动量的探讨

分析对于光从真空进入介质动量如何变化的问题的几个典型观点及存在的错误,由光的波粒二象性和光子与电子相互作用的机制,认识光在介质中传播时光子与光波的关系,得到介质中光子的动量仍等于它在真空中的动量.     

物理文化概念的探讨

近年来,物理文化在物理教师中成为一个热门的词语,其定义引起了不少老师的关注和讨论.怎样认识物理文化,尚有进一步探讨的必要.文化的本质是人化,人的思维方式与行为方式是文化存在的最好体现.     

关于杨氏干涉条纹的讨论

阐述了杨氏干涉实验中，理论上应该看到明暗相间双曲线条纹，而实际上，在实验室中看到的是明暗相间直线条纹。     

浅论物理课堂教学设计

课堂教学虽有教材规定的教学内容和要求,但没有固定的教学模式.课堂给教师以足够大的想象空间来自由发挥,问题是我们在教学中要把学生引向哪里?怎样来引导学生?教学中应让学生经过某一阶段的学习,在认知水平、操作水平和思想情感等方面应达到应有的水准;因此,加强课堂教学设计是十分必要的.     

综合性设计性实验的教学思路探讨

介绍了北京科技大学近年来面向低年级本科生开设综合性设计性实验的教学思路.在实验项目的设置上,根据实验室条件重点考虑可操作性;在实验内容方面重点考虑渐进性,让学生力所能及;在教学方式上强调引导,激发学生的研究兴趣.     

也谈“说课”设计

"说课"是促进教师成长、提升教师素质的必备环节.所谓说课,就是依据教学法、教育学和心理学的原理,说出"教什么"、"怎样教"、"为什么这样教"的整个教学过程.说课既要"说得准确"、"说出特色"、又要"说出共性与个性".