竖直平面内“ 轻绳模型”的运动规律研究

利用理论研究与“ 仿真物理实验室”实验验证相结合的方法, 研究了竖直平面内的“ 轻绳模型”这一重 要的单轨道模型问题, 分析了小球速度、 加速度图像和规律, 研究得到了小球不能完成完整圆周运动的初速度条件; 小球做完整的竖直平面内圆周运动的初速度条件; 小球沿圆弧“ 轨道”返回的初速度条件; 小球离开圆弧“ 轨道”做 斜抛运动的最低点初速度条件以及斜抛运动的速度大小和方向; 阐述了小球从最低点水平方向出发经圆弧上某点 斜抛运动后能返回初始点的初速度条件; 并给出落点在最低点( 出发点)左右两侧侧圆弧上的初速度条件     

解题拾零二则

【例1】（2006年全国理综Ⅱ）如图1所示，一固定在竖直平面内的半圆形轨道ABC，其半径R=0．5m，轨道C处与水平地面相切．在C处放一小物块，给它一水平向左的初速度”0=5m／s，结果它沿CBA运动，通过A点，最后落在水平面上的D点，求C、D间的距离，取重力加速度g=10m／s^2．     

验证动量守恒定律实验的探究

1问题的引出验证"碰撞中的动量守恒"实验课的分组实验中,一位学生发现了问题:如图1所示中,在等位板处释放小球a,去碰撞放在水平轨道的另外一个完全相同的小球b时,不能出现小球a静止,小球b获     

用智能手机App Video Physics研究竖直平面内的圆周运动

本实验用智能手机App Video Physics追踪小球在竖直平面内做圆周运动的情况,研究了不同质量的小球从同一高度静止释放到达最低点的速度关系,研究了从不同高度静止释放小球的速度与运动轨迹之间的关系,计算了小球在圆形轨道上运动时的向心力、角速度,以及当小球与圆形轨道等高静止释放时小球的脱离点速度.     

例说力学的瞬时规律和过程规律

【例1】(2009年高考浙江理综卷第24题)某校物理兴趣小组决定举行遥控赛车比赛;比赛路径如图1所示.赛车从起点A出发,沿水平直线轨道运动到B后,由B点进入半径为R的光滑竖直圆轨道,离开竖直圆轨道后继续在光滑平直轨道上运动到C     

类氢原子能级与轨道半径的计算

从氢原子的基本模型出发,归纳分析了几种类氢原子能级和轨道半径的计算方法.     

对回旋加速器中带电粒子在磁场中运动轨迹间距问题的再思考

指出在中学阶段无法定量讨论相邻运动轨迹间距问题,但可讨论同一盒中相邻的轨迹与极板的相交点的间距问题和相邻轨道的半径之差问题.     

用原子的发射光谱对氢原子、氦离子、氦原子内电子的运动瞬时速度和轨道半径的实测与研究

本文利用笔者发明的"原子内电子运动瞬时速度和轨道半径测量方法及其测量设备"(于2005年3月23日,由中华人民共和国国家知识产权局授予发明专利证书,发明专利号ZL00105041.9),对氢原子、氦离子、氦原子内旋转运动着的电子在发射不同频率的电磁波时的运动瞬时速度和轨道半径进行了实测与研究,首次实现了氢原子内电子运动参数的精确测量,氢原子的电子在发射(巴尔末谱线系)不同频率的电磁波时分别所对应的电子运动瞬时速度(km/s)是5173.9740,4899.4164,5510.2393,4673.4087,5860.4100,4313.0330;和分别对应的轨道半径(×10-12 m)是9.4640,10.5540,8.3440,11.6000,7.3770,13.6200.此结果与过去用其它方法实测的氢原子核间距离的一半32×10-12 m进行分析、比较,可以断定,用此方法测量的原子内电子运动瞬时速度和轨道半径数据是非常精确的.原子结构的动态"行星"模型图像第一次清晰地展现在人们的眼前;这标志着爱因斯坦与玻尔关于对"测不准原理"长期争论的结束;爱因斯坦的决定论观点取得了根本性的胜利.氢原子内旋转运动着的电子发射红、绿、兰、紫、紫外1、紫外2电磁波时,它所处的位置, 运动速度不同.每一个小周期内,电子发射两次电磁波.电子发射电磁波时,在一个位置上的运动速度较快,而在另一个位置上则较慢,即电子时而加快,时而又减慢;电子时而靠近原子核,进而又远离原子核,电子围绕原子核的旋转运动半径R 成周期性的变化;同时,电子旋转运动速度的大小也成周期性的变化,这正反映了原子的振动规律性.通过对氦离子、氦原子内旋转运动着的电子在发射不同频率的电磁波时的运动瞬时速度和轨道半径的实测、研究,发现氦原子的外层电子电离后,内层电子将作减速运动,并且内层电子的轨道半径将变大.氦原子内、外层电子在发射不同频率的电磁波时,所处的位置、运动速度均不相同;所发射的电磁波频率并非以其所在轨道半径的大小而成比例地增大或减小.实测证明电子发射电磁波频率的大小只取决于电子作减速运动的负加速度的大小.在每一个小周期内,电子发射两次电磁波,电子发射电磁波时,在一个位置上的运动速度较快,而在另一个位置上则较慢,即电子时而加快,时而又减慢;电子时而靠近原子核,进而又远离原子核,电子围绕原子核的运动半径R成周期性的变化,同时,电子旋转运动速度的大小也成周期性的变化.以上所测氢原子内电子的旋转运动轨道平均周期是0.79097372～1.98414850×10-17 s(注1飞秒=10-15 s);以上所测氦原子内电子的旋转运动轨道平均周期是4.764819～114.76487×10-22 s.     

在物理习题分析中应重视对结论的讨论

学习物理知识,一个重要的方面就是做习题,通过做习题加深所学物理概念.规律的理解,做习题,最后要得出结论,而对结论进行一下讨论往往更能掌握所学知识,本文用两个例子说明.例1：质量为m的小球,由静止沿图1所示光滑轨道从C点起无摩擦下滑,     

二维量子点中极化子的自旋弛豫

在考虑Rashba自旋-轨道耦合的条件下, 采用二次幺正变换和变分方法研究了二维抛物量子点中由于电子与体纵光学声子的耦合作用形成的极化子在基态Zeeman分裂能级上的自旋弛豫过程.这一过程主要是通过吸收或发射一个形变势或压电声学声子完成.具体分析了强、弱耦合两种极限下极化子自旋弛豫率与外磁场、量子点半径、Landau因子参数、Rashba自旋轨道耦合参数的变化关系. 关键词： 自旋弛豫 极化子 Rashba自旋轨道耦合 量子点     

向心力大小实验的设计

向心力大小演示实验是高中物理教学中一个很重要的演示实验.在人教版物理教材中,采用圆锥摆粗略验证向心力表达式,该实验是利用铁架台、小球、细线、秒表、天平、刻度尺等器材完成的.实验时,小球在水平面内做匀速圆周运动,用刻度尺测量出小球做圆周运动的半径r和小球距悬点的竖直高度h,利用天平、秒表分别测量出小球的质量m和运动n圈的时间t,得出指向圆心的合力为     

用能量法简捷推导可动悬点单摆的谐运动周期

"可动悬点的单摆"是指如下体系:如图1,质量为M的小圆环套在光滑的固定水平杆上,通过一长度为L的轻杆将质量为m的小球与圆环连接,圆环、小球均视为质点.证明此体系在小角度下的运动是谐运动,并求出谐运动的周期.     

完美涡旋光束在大气湍流传输中的螺旋相位谱分析

基于Rytov近似,理论推导了完美涡旋光束（PVB）经过大气湍流水平信道后的螺旋相位谱解析表达式,研究了大气湍流中光束波长、半环宽、发射处轨道角动量（OAM）模态、光束半径、近地面折射率结构常数以及湍流系数对OAM模态探测概率和串扰概率的影响。结果表明：随着发射处OAM模态、传输距离、光束半径、近地面折射率结构常数以及湍流系数的增加,经大气湍流传输后的探测概率下降;随着光束波长的增加,经大气湍流传输后的探测概率增加。此外,PVB在近场的探测概率几乎不随发射处OAM模态变化,而当光束传输到远场时,探测概率随发射处OAM模态变化明显,这是因为PVB传输到远场变成类贝塞尔光束,其光束半径随发射处OAM模态变化明显。     

电磁轨道炮的物理原理

近年来,一种新的武器概念进入公众视野。它就是基于电磁弹射原理制造的电磁轨道炮。美国人用于航空母舰上飞机起飞的新的电磁弹射也基于同一原理。它是物理学和电工学用于国防技术的典型事例。电磁轨道炮是一种动能武器,就是依靠发射弹丸的动能摧毁目标。它的工作原理是将电磁能转换成动能,可称电磁发射。当然电磁发射的也不一定是用于武器的弹丸。它有更广泛的用途。     

基于自适应因子轨道延拓法的不变流形计算

提出自适应因子和轨道延拓相结合的二维流形计算方法,利用以平衡点为中心的椭圆对局域流形的近似,通过轨道的等距延拓和椭圆初始点的自适应调节,在精度要求下自适应的添加轨道,完成二维双曲不变流形的计算.此方法比"轨道弧长法"精度高,包含更多细节信息;同时要比"盒子细分法"更能反映流形的延拓趋势.     

竖直面内圆运动的一个重要结论的再认识

[例题]如图1所示,甲、乙两个小球分别沿竖直平面内的光滑轨道的外侧和内侧,以不同的初速度从A点和B点出发,运动到轨道的最高点时,速度大小分别为v1和v2,则下列说法正确的是     

共振Kuiper带天体轨道稳定性的数值模拟

对当前观测到的具有可靠轨道根数的共振Kuiper带天体的轨道未来演化进行数值模拟发现,它们的轨道在一亿年的时间演化中具有相对稳定性,即仍处于各自的共振区中,但稳定程度不同,且共振天体的轨道稳定性和其初始轨道半长径、偏心率和倾角有关.根据其轨道半长径、偏心率和倾角随时间的演化行为,这些共振天体可以分为具有"规则轨道"和"混沌轨道"两种类型.     

卫星抛射点在其抛物线双曲线轨道上的位置与卫星3类轨道的比较

详细分析了地球卫星的抛物线、双曲线轨道与抛射点在其抛物线、双曲线轨道上的位置,并对卫星的3类轨道进行了比较.     

一道速度突变题的解答及思考

【题目】在一个水平的匀强电场中,用长为l的细线把一质量为m的带电小球悬挂在O点,如图1(a)所示.电场强度为E,小球带正电荷q.小球在电场中平衡时,悬线OA偏离竖直线的角度为θ.现把小球拿至B点,细线OB位于水平方向,在B点由     

具有轨道角动量光束入射下的单球粒子散射研究

根据广义Mie理论,研究了具有轨道角动量拉盖尔-高斯光束（LGB）的空间传输特性以及单粒子散射特性.在单体球粒子对高斯光束散射研究的基础上,分析了在自由空间不同传输距离LGB光束的光强分布情况,在不考虑散射和波束相移关系的情况下,将LGB作为入射高斯光束,通过对波束入射时的散射衰减截面求解得到波束因子,利用矢量球谐函数对入射高斯波束进行展开,从而研究了单球粒子在在轴条件下对具轨道角动量高斯波束入射的散射问题.通过数值计算,讨论了散射强度及角分布在不同波束宽度情况下对其散射特性的影响,并与平面波的情况做了对比.结果表明,当波束束腰半径较小时,束腰半径对衰减率的影响较大,而当束腰半径远大于粒子半径时,接近于平面波的情况. 关键词： 广义Mie理论 轨道角动量 Laguerre-Gauss光束 单球粒子