大学物理

在大学物理教学中引入批判性思维

包景东

2015, 34(7): 1-1.

摘要 ( 914 )

PDF (573KB) ( 1229 )

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探讨了在大学物理教学中适当引入批判性思维的可能性与效果.除了把重要但易错的知识点提炼出来,也应常使用＂不这样将怎样＂的逆向思维,亦可通过＂摆数据讲故事＂在课堂上进行互动.实践表明这些对提高教学质量起到了促进作用。

基尔霍夫第二定律的实用表述以及建立均匀传输线方程的新途径

罗凌霄

2015, 34(7): 6-6.

摘要 ( 981 )

PDF (575KB) ( 1111 )

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指出在交变电流场中基尔霍夫第二定律所说的电位实际上是库仑规范下的电磁标量位,给出一般情形的基尔霍夫第二定律的简明表述和实用表述,阐述了集总元件电路中实用表述如何退化成人们熟知的形式,最后给出基于基尔霍夫第二定律的实用表述和电荷守恒定律建立均匀传输线方程的新途径.

拉普拉斯算符在正交坐标系的表达式

翟峰

2015, 34(7): 11-11.

摘要 ( 1246 )

PDF (167KB) ( 1032 )

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给出拉普拉斯算符在正交曲线坐标系下的一个简洁形式,并由此导出柱面坐标、球坐标、抛物坐标、共轭调和坐标下Δ2u的表达式.

简证对数螺线的数理性质

李力

2015, 34(7): 13-13.

摘要 ( 1089 )

PDF (170KB) ( 880 )

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用矢量分析、复分析、半自然坐标、本性方程等不同的方法,分别推导了对数（等角）螺线的数理性质.方法简捷、巧妙、新颖.

利用手机加速度传感器探究竖直方向弹簧振子运动

张春斌[] 王妍琳[] 周少娜[] 肖化[] 杨友源[] THO Siew-wei[]

2015, 34(7): 15-15.

摘要 ( 1298 )

PDF (1609KB) ( 678 )

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研究开发了基于手机加速度传感器的竖直方向弹簧振子实验.使手机随着弹簧振子上下振动,利用手机加速度传感器软件得到弹簧振子做简谐振动以及阻尼振动的加速度变化图像.通过分析简谐振动加速度变化图象得出弹簧劲度系数、重力加速度;通过分析阻尼振动加速度变化图像得出弹簧振子做阻尼振动的加速度方程.

拉伸法测硅胶力学性能

牛晓东[] 卢莉蓉[] 郭嘉泰[] 袁小燕[] 石春花[]

2015, 34(7): 20-20.

摘要 ( 2516 )

PDF (511KB) ( 3667 )

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利用拉伸法简单的测量硅胶加载卸载时轴向伸长量和横向伸长量.通过matlab最小二乘法对数据拟合,得到了硅胶应力-应变曲线、3种不同定义的杨氏模量、泊松比和应力-应变滞后回线.实验方法简单,测量容易,数据分析所得结果较多.对大学物理实验教学和相关科研有一定的实用价值和意义.

基于LabVIEW的霍尔效应仿真实验设计与实现

林曼虹[] 张诚[] 刘朝辉[] 吴先球[]

2015, 34(7): 26-26.

摘要 ( 1223 )

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霍尔效应仿真实验采用面向对象技术,以模块化、局部化、可重复性和拓展性为设计原则,实现了LabVIEW环境下实验仪器的数值建模和图像建模,以事件驱动方式实现实验场景和仪器界面及操作的仿真.结果表明该类仿真实验在仿真性、交互性、设计性、结果的处理和报告的提交上都达到了很好的仿真和实现,能实现良好的教学效果,有效缓解实验室压力.

在等光子数条件下比较不同波长入射光的光电效应

倪牟翠王志军王连元

2015, 34(7): 30-30.

摘要 ( 1243 )

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在光电效应实验中,测量了在等光子数条件下不同波长入射光产生的饱和光电流与光波长的关系.实验结果表明,当采用使单位时间入射到光电管单位面积上的光子数相同的条件时,饱和光电流随入射光波长的增加近似单调地减小,且反应了阴极材料的光电效率.从光的量子特性出发,理论上推导了实现等光子数条件的理由和方法,所得公式与测量结果一致.

弯曲薄板的形状

熊鑫炎邱为钢

2015, 34(7): 33-33.

摘要 ( 923 )

PDF (924KB) ( 874 )

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假设弹性势能正比于曲率平方,由变分原理,得到了在外力作用下处于平衡状态的弹性物体的形状方程.通过实验验证了弹性势能的假设.对于特定边界条件,弯曲薄板给出了水滴和心形形状.

“绳绕桩”理论推广

杨俊兴

2015, 34(7): 36-36.

摘要 ( 1214 )

PDF (222KB) ( 665 )

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在研究绳绕柱体的力学问题时引入广义包角和切旋角两个新概念,并将其推广到柱体截面为任意形状甚至有凹陷的情况.

负载动态法测均匀细杆杨氏模量的理论与方法

徐珏[] 陈元杰[] 马永利[]

2015, 34(7): 39-39.

摘要 ( 738 )

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推导了细杆作横振动时其数理方程定解问题的一般形式,求出了加载均匀细杆横振动频率关于负载位置和负载质量的严格解,并据此提出了一种动态测量均匀杆杨氏模量的方法.还用实验验证了该理论,由此测得的杨氏模量与传统弯曲法测得的结果基本一致.

湿颗粒分离中的液桥力作用及临界分离初速度

王辉焦杨辛文宇杨元勋谢磾张玉婷

2015, 34(7): 44-44.

摘要 ( 1467 )

PDF (435KB) ( 946 )

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利用液桥理论研究了湿颗粒分离过程中在液桥力作用下颗粒速度的变化规律,运用组合的4/5阶龙格-库塔-芬尔格算法求解了液桥拉伸过程颗粒的运动方程,计算了分离100种等径湿颗粒以及从平面上分离湿颗粒所需的临界分离初速度.研究表明：湿颗粒的分离引起粒间液桥的拉伸,使颗粒分离速度随着颗粒表面间距的增加而迅速衰减,在液桥断裂前若颗粒速度衰减为零,则湿颗粒不能实现分离.湿颗粒的分离需要一临界分离初速度,在工业上可通过碰撞、振动、气力等方式施加.水分的增加使得湿颗粒难分的主要原因是液桥的断裂变难,并非增大的液桥力.

关于磁滞刹车问题的研究

李忱家[] 谢丽荣[]

2015, 34(7): 49-49.

摘要 ( 1037 )

PDF (1560KB) ( 630 )

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介绍了2014年中国大学生物理学术竞赛中的＂磁滞刹车＂问题.通过磁荷及分子电流观点之间的转换,从受力和能量两个角度分析了磁铁的运动及受力.最后得出其运动状态与金属管及磁铁的几何性质、物理性质有关,并进行了实验验证.

神奇的刻画“全息”图

杨学铭

2015, 34(7): 54-54.

摘要 ( 1074 )

PDF (2044KB) ( 793 )

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镜面反射＂全息＂图是一种基于光镜面反射原理的＂全息＂图,通过在反光性能较好的平面上控制光线反射路径和角度,在三维空间形成图案,图案会随观察方向的变化而变化.提出一种在亚克力板等反射性能较好的表面上刻画圆来制作镜面反射＂全息＂图的方法,对这种＂全息＂图的几何成像光路原理,影响成像的因素及成像性质进行了分析,提出了这种镜面反射＂全息＂图的应用前景.

上帝粒子《HIGGS》一书的特色与思考

张立彬[] 王娟萍[] 张亮亮[]

2015, 34(7): 61-61.

摘要 ( 910 )

PDF (813KB) ( 499 )

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在2012年7月由标准模型预言的Higgs粒子发现之后,随即牛津大学出版了英国著名科普作家Jim Baggott的《HIGGS》一书.基于《HIGGS》在Higgs粒子发现之后能够迅速的被认可和出版,并且为了将这本书向广大读者推广,笔者在本文中介绍了该书的主要内容、主要特色,并给出了几点评论,以便能够引导读者更好的品读此书.

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