谈质心及质心系的教学在理工科大学物理中的作用

质心和质心系是大学物理中重要的概念.本文首先通过运动学分析,得到了物体运动的动量、角动量及动能在惯性系和质心系之间的变换关系,这些变换关系有着与伽利略相对性原理中的位置变换和速度变换完全相似的简单形式.然后通过动力学分析得到了质心系下物体运动所满足的力学规律.这进一步加深了我们对宏观物体运动图像的理解,即宏观物体运动可以看作是随质心的平动和相对于质心的转动的叠加,而质心的运动和质心系下相对于质心的运动都满足形式相对简单的力学定律,可以方便地求解.通过本文的讨论,突出了质心和质心系在工科大学物理力学教学中的重要作用,并且把相对运动、惯性系和非惯性系等力学重要概念联系起来,以有效加深学生对力学整体框架、物体运动图像及力学规律的认识.     

关于大学物理课程教学的几点思考

大学物理课是一门重要的公共基础课,大学物理教学是大学生素质教育的重要组成部分.就我们在大学物理课程教学过程中的经验提出3点心得与体会,供广大教师参考.3点心得与体会分别为:注意转变学生思考问题的方式,注重一题多解,适量做些引申.     

《理论力学》自学辅导材料(一)—— 质点运动学

力学的教学体系从运动学开始是很自然的.质点动力学的研究需要从质点运动学开始;刚体动力学的研究需要从刚体运动学开始,等等.因为我们要研究某一对象的运动.首先要解决对它的运动的描述问题和搞清应如何分析这些运动.因此运动学是为动力学作准备的. 质点运动学研究如何定量地描述质点的运动和分析质点的运动问题.为此,不仅需要建立必要的物理。概念,还需要发展相应的数学方法.力学作为一门精密的学科,需要借助于高等数学,因此质点运动学的内容将体现出数学与物理的密切结合. 虽然在普通物理力学中我们已经学习过一些质点运动学的内容,但这…     

刚体运动分析中滚动摩阻的影响

在理论力学的教材中,刚性均质圆盘在平面内的直线滚动是运动学和动力学经常研究的对象,该力学模型的工程实例随处可见,例如滚动的车轮及保龄球的运动等．本文以保龄球的刚体平面运动为例,讨论滚动摩阻在运动学和动力学研究中的影响．     

Maple动画在理论力学教学中的仿真应用

理论力学是大学物理学专业的基础性课程,对于该知识点内容的深入理解以及正确处理相关的问题关系到整个大学物理学习的成败。在数学软件Maple平台上先通过牛顿力学方法来研究三体问题,然后再利用拉格朗日力学对三耦合摆运动和刚体的定点转动进行分析,并制作出三体运动、耦合摆摆动以及刚体的进动、章动动画,从而以生动、形象的动画来实现理论力学课程中的可视化教学,让学生了解整个物理过程与图景,达到提高教学质量的目的。     

基础物理课程在学生科学素质培养中的作用

文章分3个方面（物理学在人才科学素质中的地位,＂大学物理＂和＂大学物理实验＂课程的作用和任务,＂大学物理＂和＂大学物理实验＂课程的教学定位）阐述了作者的观点：在教育部研制＂本科专业类教学质量国家标准＂之际,应该坚持将＂大学物理＂和＂大学物理实验＂课程作为理工科各专业学生必修的两门重要的通识性基础课,并且应该保证基础物理课程拥有相应的学时.     

进动的数值分析

介绍了大学物理及力学教材中对飞轮进动的描述及进动角速度计算公式的局限性,根据欧拉运动学方程对飞轮的定点转动进行了理论分析及数值计算,给出了飞轮的章动、进动及自旋的一般规律,有利于对进动的全面理解.     

关于《运动学》的几点说明

介绍作者编写《运动学》教材时的一些考虑 .说明如何应用大学物理观点分析高中物理质点运动的速度、加速度概念及运动独立性问题 .     

<运动学>的几点说明

介绍作者编写<运动学>教材时的一些考虑.说明如何应用大学物理观点分析高中物理质点运动的速度、加速度概念及运动独立性问题.     

刚体力学(一)

刚体力学是牛顿力学的重要组成部分.无论从刚体运动的形态(运动学)方面还是动力学方面看,刚体比质点要复杂得多.然而,刚体运动学的研究,以及以质点纵动力学普遍定量为基础进行的刚体动力学的研究都取得了成功.其中克服了许多困难,而这些困难的克服也正是这部分理论的精采和成功之处. 刚体力学的内容可分为二部分:(一)刚体运动学;(二)刚体动力学;(三)刚体静力学.刚体静力学可作为刚体动力学的特殊情况,由于它的内容相对来说简单一些,本文不似讨论,一、刚体运动学 刚体运动学研究刚体运动的描述问题和刚体运动的分析方法,使人们对刚体的运动过…     

基于COMPASS+PD/HRLR组合的侦察导弹对海洋移动目标定位方法研究

针对现行侦察手段对敌方海洋移动目标进行地理坐标的测量方法不多,测量精度不高的问题,提出了一种利用反舰巡航导弹搭载北斗卫星定位接收机(COMPASS)、合成孔径雷达(SAR)、脉冲多普勒雷达(PD)、高重频激光测距仪(HRLR)、激光测高仪(LHD)与数据传输系统(DCS),实现对敌海洋移动目标准确识别和精确定位的方法,介绍了侦察导弹的组成,说明了定位原理,给出了物理多站连续交会定位算法模型,进行了模拟测量数据解算和误差分析。通过仿真证明,本方法简单、实用,能够满足实际工程应用的需求,可为海上远程精确打击体系提供高精度的目标位置信息。     

论质点运动学的内禀方程及其应用

在理工科大学物理课程的教学中,一般只讨论变速圆周运动,本文着重讨论自然坐标系及其给出的内禀方程,并举例详述它在求解质点曲线运动问题时的重要性.这对刚学过的高等数学知识可获得一次应用的机会,有助于学生今后对本课程和后续课程的巩固和提高运用高等数学知识解决问题的能力.这也是本课程的＂教学基本要求＂对力学部分施教过程中的一项重要意图.     

“保守系统平衡位置微振动”案例教学的探讨与实践

以“保守系统平衡位置微振动”为例,论述在理论力学中如何适当地整合知识点使之成为一个案例,使学生从具体的案例出发经过思考、分析、讨论,得到可能的解决方案,并进行评价、提炼理论.实践证明,把案例教学引入理论力学教学中,通过多个阶段的实践过程锻炼,有助于学生形成“主体性”和“实践性”的习惯,从而改善课堂教学关系,提高学生的独立学习和实践创新能力.     

利用运动光束抑制高功率激光小尺度自聚焦

提出了近场“运动光束”的概念.指出光谱色散匀滑装置可以在近场产生运动光束,理论分析了运动光束的产生机理、条件、运动特性以及对小尺度自聚焦的抑制作用.通过数值模拟,得到计算结果与理论分析一致. 关键词： 运动光束 光谱色散匀滑 小尺度自聚焦 惯性约束聚变     

力学综合课程建设的研究和实践

简述了我校物理系进行力学综合课程建设的基本思想和措施，以及建立将普通物理力学、理论力学和量子力学基础综合成一门课程的新的教学内容结构体系的具体做法．这样做，不但大大减少了重复内容和课时。而且有助于学生从整体上把握力学理论的基本框架，有助于培养学生的综合研究能力和创新能力。     

基于大学物理实验教学改革方法研究

大学物理实验是高等院校理工科专业一门重要的基础实验课程,是对学生进行科学实验基础训练的一门独立的必修基础课,同时也是学生进入大学后接受系统实验方法和实验技能训练的开端.现代科学技术迅速发展,对大学生的培养必须要与之相适应.因此要求物理实验课程教学内容、教学方法、教学体系的改革,着重强化实验基本技能、方法和物理实验思想的训练,同时注意培养和提高科学实验素质,重点突出能力培养和创新意识训练.在教学实践过程中,要全面促进实验技能和能力素质的提高.     

CDIO教育模式在物理实验教学中的实践

物理实验教学在培养工科院校学生实践能力过程中起着至关重要的作用。在物理实验教学中实施"做中学"CDIO模式,通过"基于项目的学习",构建工程教育的学习环境。以应用物理学专业的物理实验为例,探索主动学习的教学方法,培养学生实践创新的工程能力。     

EAST中性束穿透损失分析

中性束注入(NBI )是托卡马克装置四种辅助加热手段(中性束注入、低杂波、离子回旋段波、电子回旋段波)中加热效率最高、物理机制最清楚的一种等离子体加热技术,是国际聚变界公认的最有效的辅助加热手段之一。为了探究EAST-NBI的穿透损失,通过对穿透损失率产生原理的理论分析,设计了具体硬件电路框图和实验方案,并通过实验验证了理论推导的正确性。具体做法首先通过对离子源束斑内中心点热电偶进行定量标定的方法作为穿透损失计算的标准。通过石墨瓦上热电偶单位能量下的温升与标定热电偶的温升之比来对穿透损失率进行计算。实验结果表明在一定的束能范围内,穿透损失率随着注入束能的增加而线性增长,穿透损失率随着等离子体密度增长呈指数衰减。     

On locating low altitude moving targets using a planar acoustic sensor array

It is of engineering importance to locate low altitude moving targets with acoustic methods due to the blindness of the traditional radar detecting. In this paper, an algorithm for locating low altitude moving targets is put forward based on a five-element planar acoustic sensor array. The method is realized through estimations of the sensor-to-sensor time delays of the source signal generated by the low altitude moving target. The angle and range estimation performance of the proposed method are analyzed, respectively, both in theoretical and numerical sense.     

Face offsetting: A unified approach for explicit moving interfaces

Dynamic moving interfaces are central to many scientific, engineering, and graphics applications. In this paper, we introduce a novel method for moving surface meshes, called the face offsetting method, based on a generalized Huygens’ principle. Our method operates directly on a Lagrangian surface mesh, without requiring an Eulerian volume mesh. Unlike traditional Lagrangian methods, which move each vertex directly along an approximate normal or user-specified direction, our method propagates faces and then reconstructs vertices through an eigenvalue analysis locally at each vertex to resolve normal and tangential motion of the interface simultaneously. The method also includes techniques for ensuring the integrity of the surface as it evolves. Face offsetting provides a unified framework for various dynamic interface problems and delivers accurate physical solutions even in the presence of singularities and large curvatures. We present the theoretical foundation of our method, and also demonstrate its accuracy, efficiency, and flexibility for a number of benchmark problems and a real-world application.