物理量非单调变化的判断及应用——兼谈直觉思维的作用和培养

1物理量非单调变化的分析判断 在高中物理中,物理量的定义式和定理、定律的表达式有许多不同的形式,我们称之为公式.     

补偿法在电磁学教学中的应用

在物理学习中，有些问题因为某些物理量分布的不对称，常使问题复杂化，直接应用某些公式或定理求解时遇到困难，本文介绍的“补偿法”，可将一些相关物理量不对称分布的问题巧妙地转化为在一定假设条件下的对称问题从而使复杂问题得以简化．下面就“补偿法”在电磁学计算方面的应用做一介绍．     

开普勒问题新解：横向速度变换和不变速度的应用

通常求解开普勒问题是根据角动量守恒并作变换ｕ＝１／ｒ，从而得出一个易于求解的微分方程．本文用横向速度变换 １／ｒ＝ｖ０ｈ取代 ｕ，所得的结果中自然出现两种不变速度，其它各物理量都可以用自然单位表达出来．     

几种传感器的应用举例

传感器是把非电物理量(如位移、加速度、压力、温度、流量、声强、光照度等)转换成电学量(如电压、电流等)的一种元件．传感器输人的是非电物理量X，输出的是电学量Y，如图1所示．将非电物理量转换成电学量之后，测量比较方便，能够用于电路控制，而且能输入电子计算机进行处理．     

利用图解法求交流电的有效值

物理学中，一个物理量与另一个物理量的关系通常可用图形表示出来，利用该图形的物理意义可求解其他的物理量．如力学中速度与时间的关系曲线用图形表示出来，称为速度一时间图像．利用速度一时间图像，可求做匀速直线运动或匀变速直线运动的质点在任意时间内的位移．用类似的方法，也可求交流电的有效值．     

一种高精度保界的守恒重映方法

Lagrange方法中，当流场发生大变形时，跟踪流体运动的Lagrange网格发生扭曲，使计算无法进行下去，此时必须重分网格，把网格修复成较好的形状。另外，网格自适应技术中的重构、合并与加密，以及同一问题不同程序相继计算的连接，并行计算中相邻块边界区域的数据传递等，这些情况都需要利用旧网格上的物理量来确定新网格上的物理量，是一个物理量重映过程。质点重映方法是基于物理上守恒规律的一种离散的物理量守恒映射方法，既可实现分片常数分布的一阶精度重映计算，又可实现分片线性分布的二阶精度重映计算。这种方法可严格保证守恒量的守恒性，且可以实现任意多边形网格以及节点上物理量的守恒重映。但是，基于分片线性分布的二阶精度重映方法，如果新网格的守恒量没有进行保界调整，那么相应的强度量有可能在其局部的限制范围之外，破坏了原网格物理量的单调性。因而，对二阶精度的质点重映方法进行了进一步研究。在分片线性分布的基础上，将基于结构网格的保界算法扩展到非结构网格上，给出了二阶保界的质点守恒重映方法。     

用"极端法"速解物理选择题

如果物理问题中各物理量之间具有单调变化关系。这时让可变物理量趋向极大值或者极小值或取带有显著物理学特征的值,有时可迅速求取问题的答案,这就是“极端法”。物理中的“极端法”有条件极端化、过程极端化、状态极端化和情景极端化。由于选择答案具有显性和相互间排斥的特征,它在解决物理选择题方面尤为突出。加强这方面训练,有利于发散性思维和创造性思维的培养。     

微元的选取与状态分布

通过选取适当的物理量微元，再求积分，即可得到该物理量的计算公式；这在物理问题求解时是司空见惯的程序，人们往往不太注意与选取微元相关的一些细节，现在我们通过气体分子麦克斯韦分布律，对这个问题做一些具体的分析。     

力学系统中“轻绳松弛”问题的讨论

由轻绳连接质点（或刚体）组成的力学系统，在运动过程中常因受力。情况的变化使张紧的绳出现松弛现象，导致系统运动过程发生改变．本文从一道力学习题入手，分析了绳子发生松弛现象的条件、判断方法，并给出了此类问题的求解思路．     

应用数学知识解决物理问题时的思维误区

数学知识在物理学中的应用广泛而深远．在理解物理概念和物理规律，解决物理问题时，数学知识起着重要的工具作用．在高考考纲中明确指出，要考察考生应用数学知识处理物理问题的能力，即能根据具体问题列出物理量之间的关系式，进行推导和求解，并根据结果得出物理结论，必要时能应用几何图形、函数图像进行表达、分析．所以人们普遍达成一种共识，学好数学是学好物理的重要基础．但笔者在实际的教学中发现，学好数学的同学不一定能学好物理．原因是什么呢？这些学生往往不注意在应用数学知识时，物理公式或规律中包含的物理含义及应用条件，而用纯数学的思维方式理解物理概念、规律或求解物理问题．这样在应用数学知识解决物理问题时就会产生许多思维误区．下面笔者就一些教学中常见的相关错误事例来说明这个问题．     

旋转磁场中朗道系统的非绝热非周期性量子几何相位和Hannay角

基于代数动力学，精确求解了旋转磁场中的朗道系统，讨论了它的一般几何相位，给出了一般量子几何相位中对应于规范势的那部分相位的经典对应. 数值计算结果显示出非绝热演化和绝热演化的重大区别：非绝热演化诱导的非绝热量子激发引起系统物理量的非周期性和复杂性，体现了环境对系统的影响.     

图象法的应用

用图象来解决物理问题是高中物理解题的一种方法，通过图象能直观的反映某一物理量随另一物理量变化的定量或定性的关系，从图象中获取所需的信息也是高考的热点．可以说，图象在揭示物理规律或物理量之间关系方面与函数解析式具有同样重要的地位．本文以几类典型应用来简单论述物理图象在解题中的作用。     

等腰三角形刚体平板绕质心轴的转动惯量

转动惯量是力学中的一个重要物理量．对于形状为等腰三角形具有对称性的匀质刚体．本文给出了一种求解其绕质心轴的转动惯量的方法．     

用图象斜率求解物理量时应注意的问题

在学习高中物理的过程中，我们经常利用图象的斜率求解某个物理量．比如：在运动学中，利用s-t图象的斜率求物体运动速度；利用u-f图象的斜率求物体运动的加速度；在电学中，利用U-I图象的斜率求电阻．在实验中也经常利用图象来处理数据，例如在测定“玻璃折射率”的实验中，就可以做出sin i-sin r的图象，然后利用图象的斜率求玻璃的折射率．利用上述方法求物理量的关键是：正确求出图象的斜率．     

二维多相反应流的欧拉数值方法

本文研究二维多相反应流的数值模拟方法.对于非完全流体,考虑两种状态方程：刚性气体状态方程和JWL（Jones-Wilkins-Lee）型的状态方程.针对这些非完全流体,研究一种混合单元物理量重构法,它由单元内的已知物理量出发,应用单元内不同相的物理量之间的关系：混合密度与各自密度之间的关系、及混合内能与各物质内能之间的关系,再由温度与压强平衡条件,建立关于单变量的非线性方程,对所得方程通过"移动跟踪法"求解,得到单元内的压力、温度及声速等.再利用HLLC解法器,求解各个单元边界数值通量,从而构造一种高效的数值方法.数值结果表明：该算法能清晰地捕捉爆轰波的结构特征,胞格排列有序,三波点的特征明显.     

浅谈物理量的方向性

浅谈物理量的方向性张思炜（内蒙古扎兰屯林业学校１６２６５０）在物理教学过程中，经多年教学实践发现，学生在解答有关习题时，经常在物理量的方向上出现这样或那样的错误．方向性在物理问题中占有重要位置，必须搞清楚才行．１矢量的方向性物理量按有无方向性可分为矢...     

沿时间逐步求解应力的拉格朗日分析方法研究

拉格朗日分析方法是通过测量各个拉格朗日位置处的物理量历程来分析材料内部该位置处的其他物理量的变化,进而认识材料的动态力学性能.但现有的拉格朗日分析方法在已知粒子速度情况下,求解方法仍有不足.针对这一情况,提出了沿时间逐步求解方法,该方法能够在不做任何假定的情况下求解出应力,从而从根本上解决了只测量粒子速度这一物理量时求解应力的困难.并利用该方法对一组混凝土在冲击作用下的实验数据进行了处理,计算得到了相应的应变波形、应力波形以及加、卸载全过程的应力-应变曲线,进而揭示出混凝上材料与应变率相关的弹-塑性本构关系的特征.     

谈谈图象的识别及应用

图象法解题具有直观、快捷的特点．近几年高考每年都有对图象的考察，其中有对图象的识别，也有用图象法处理数据，还有利用图象来表示物理量的变化过程．     

两种适用于大规模并行自适应的计算流体格式比较

在流体数值模拟过程中，许多物理问题的解会在局部区域发生急剧变化，而Euler方法适用于求解多维空间中具有大变形的流体运动问题，局部细化或粗化网格的自适应技术和并行方法能够有效地增加数值解的精度并减少计算量。Euler方程，就空间算子而言，可以采用维数分裂（记为分裂格式）和维数不分裂（记为整体格式）两种方式。但在并行自适应中，分裂格式需要保存大量的不同时刻的中间物理量值用于通信，这不仅增加内存开销，而且增大通信量，使并行效率受到严重影响，例如FCT格式；而整体格式，     

辨析物理量中正负号的含义

在物理学中,一些物理量的正负号问题一直困扰着学生．因此物理量的正负也就成为物理教学中的难点．在教学中关键在于理解物理量正负的本质．