对"吹肥皂泡过程中做功问题"的再讨论

"将压强p0=1.0 atm的空气等温地压缩进肥皂泡内,最后吹成R=2.5 cm的肥皂泡.设肥皂泡的胀大过程是等温的,求吹成这个肥皂泡所需的功,设肥皂水的表面张力系数为σ=4.5×10-2N/m".这是普通物理热学教学中少数极为精彩的习题之一,因而为国内许多通行的教材或选为习题,或采用为例题.用为例题的诸多教材中,一般都对求解过程描述得过于简捷[2],因而引起文[1]的讨论,并提出了自己的解题过程,得到异于通常教材的解答.实际上,文[1]的这种解法是错误的.     

大小肥皂泡连通后的讨论与计算

从弯曲液面附加压强、气体状态方程以及"球缺"的有关公式等出发,对大小肥皂泡连通后的变化作了全面的阐释,导出了最后大泡半径的近似公式,还介绍了演示实验,拍得了3个泡的照片,测出了它们的半径,验证了这个近似公式.并对产生误差的原因作了分析.     

对滑动摩擦力做功问题的分析

计算滑动摩擦力做功的问题在中学和大学物理教学中经常出现,在一些物理书刊上也经常出现.这里,先讲一下计算滑动摩擦力做功的传统方法及其存在的问题,然后谈对这个问题的看法.     

做功与内能变化的关系

1 几种误解 物质是由分子组成的,分子在不停地运动,所以分子有动能.分子之间有分子力.所以,分子有势能.温度是物体内大量分子平均动能的标志.分子势能的变化,可由物体的体积及形状变化表现出来.物体的内能的绝对值无法测定,也没有意义.物体内能的变化则是可以量度的.     

处理变力做功问题的几种方法

做功的一般表达式为W=Fscosθ,F是恒力.如果力是变力,就不能套用这个公式.笔者根据自己的教学实践,针对不同的题设条件,总结出以下几种求变力做功的方法.1 用平均力代替变力求变力的功 当变力与质点位移大小成线性关系时,平均力F=(F1+F2)/2,变力对质点所做的功,在数值上等于平均力做的功.     

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．     

浅谈从保守力做功到势能概念的引入

通过保守力做功到势能概念的引入方法的介绍，并从保守力做功与势能的定量关系出发对势能的定义及特点进行了讨论．     

再谈人起立过程中地面是否做功问题

通过对功的概念中“位移”的深化认识、再建立两个力学模型进行分析,指出了起立过程中对人做功的实际是人自身的内力,并借助简化模型对地面在该过程中到底起到怎样的作用做了一些初步的探索．     

斜面上摩擦力做功的特点及应用

如图1所示，质量为m的物体在倾角为θ的斜面上运动，若动摩擦因数为μ，物体在斜面上的位移为s，由功的定义可得摩擦力的功Wf=-μmgscos θ=-μmgL表示斜面位移s所对应的水平位移．Wf=-μmgL的意义表明，斜面上摩擦力做功     

实验验证肥皂膜与肥皂泡的两个物理特性

为了验证对称双漏斗肥皂膜实验在肥皂膜腰部半径自动变细之前的整个过程中肥皂膜的形状始终满足最小表面能原理,采用了四对半径不同的漏斗分别进行验证,利用FastStone Capture[1]软件对每种情况下的腰部半径随漏斗间距变化关系进行测量。通过拟合理论曲线与构建四种情况下分别对应的离散点,从而验证了这样一个结论：肥皂膜的形状在稳定区以内均满足最小表面能原理。此外,为了验证大小肥皂泡连通前后的半径关系,使用简易三通管,并使用FastStone Capture软件,测量了五次独立重复实验的数据。最后得到与理论计算相比较低误差的实验结果,从而验证了大小肥皂泡连通前后满足体积相加性。     

成对力做功问题

设有两个质点，质量分别为m1和m2，F1为质点1受到质点2的作用力，F2为质点2受到质点1的的位移是dr2，由矢量合成法则，可以看出dr2=dr1 dr’，dr’表示质点2对于质点1的相对位移，如图1所示．用dA1与dA2表示F1与F2所做的元功，     

做功改变物体内能实验的设计

理论和实验表明，改变物体内能的方式有两种：做功和热传递．现实生活中有许多实例可以证实，热传递可以改变物体的内能．那么，如何用简便易行的实验证明做功改变物体的内能呢？我们未采用教科书中介绍的实验方法而是用热敏温度计作为测温仪器，用50mL兽用塑料注射器作为主要实验器械，成功地进行了该项实验，教学效果较好．现将实验装置的设计过程及实验方法介绍如下．     

谈功的计算

功实质上是力对空间的累积效应.本文谈谈功的计算途径.1 功的定义式计算功 功的公式W=Fscosα,式中α是力F和位移s之间的夹角,F是恒力.对于Fscosα,可理解为在力的方向上物体发生的位移和力的乘积,也可看成是在位移方向的分力和位移的乘积,此公式适用于恒力做功.     

AC发泡剂中一种助发泡剂的鉴定

目前国内外通过在AC发泡剂中添加各种促进剂进而获得改性AC的方法已成为一种趋势。添加何种改性剂无疑是研究改性AC的关键。因此定性分析AC中的改性剂,对改性AC的研发将有极大的帮助。文章应用由作者在Vibrational Spectroscopy上首次提出的薄层色谱显微傅里叶红外联用的方法,鉴定出某改性AC中一种罕见添加剂的官能团,结合元素分析及化学物性分析等,推测出此添加剂的结构。通过对推测物质碎裂机理的解释和未知添加剂质谱图的分析,进一部验证了该添加剂为所推测的物质。这种鉴定方法同样适用于AC中其他无标准图谱的改性剂分析。     

Arrested Bubble Rise in a Narrow Tube

If a long air bubble is placed inside a vertical tube closed at the top it can rise by displacing the fluid above it. However, Bretherton found that if the tube radius, R, is smaller than a critical value \(R_{c}=0.918 \; \ell _c\), where \(\ell _c=\sqrt{\gamma /\rho g}\) is the capillary length, there is no solution corresponding to steady rise. Experimentally, the bubble rise appears to have stopped altogether. Here we explain this observation by studying the unsteady bubble motion for \(R<R_{c}\). We find that the minimum spacing between the bubble and the tube goes to zero in limit of large t like \(t^{-4/5}\), leading to a rapid slow-down of the bubble’s mean speed \(U \propto t^{-2}\). As a result, the total bubble rise in infinite time remains very small, giving the appearance of arrested motion.     

Visualization of flow fields in a Bubble Eliminator

Bubbles and dissolved gases in liquids greatly influence the performance of fluid power systems, coating solutions, plants in the food industry and so on. To eliminate bubbles from working fluids and to prevent degradation of liquids as well as to avoid possible damage of fluid components is an important engineering issue. Recently one of the authors, Ryushi Suzuki, has developed a new device using swirling flow with the capability of eliminating bubbles and of decreasing dissolved gases in fluids. This device is called “Bubble Eliminator.” The swirling flow pattern and pressure distributions in the bubble eliminator greatly influence the effective performance of the bubble removal. In this paper the swirl flow pattern in a transparent bubble eliminator is experimentally visualized and processed as digital images by a high-speed video camera system. Velocity profiles and pressure distributions in the bubble eliminator are calculated and graphically visualized by a three-dimensional numerical simulation. The results of the flow visualization are compared with the numerical simulation. The performance evaluation of the bubble removal effectiveness is numerically and experimentally verified. It is also proposed to augment understanding of 3D flow fields for the swirling flow in the bubble eliminator with scientific flow visualization methods, which combine graphics or real images with haptic displays.     

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".