关于“匀速园周运动”教学的几个问题

讲授匀速圆周运动一般有三种方法:运动合成法、矢量分解法和速度图法.在高中物理教学中,一般采用运动合成法进行教学为好.用这种方法,物理概念清楚,意义明确,学生容易理解,易于接受;同时,还可以准确地解释一些有关圆周运动的现象. 大家知道,匀速圆周运动可以看成切线方向上的匀速直线运动和法线方向上的匀加速直线运动的合成. 设物体在半径为R的圆周上作匀速圆周运动,切线速度为V,在t时间内,物体从A点运动到B点.然而,物体是怎样从A点运动到B点的呢?我们说因为物体沿切线方向     

用“SSM—5C计时—计数—计频仪”测量时间应注意的问题

力学实验中多次涉及到用“SSM—5C计时——计数——计频仪(以下简称SSM—5C)测量物体挡光一次的时间δt以求得物体运动的瞬时速度和测量物体两次挡光之间的时间间隔t,以求得物体运动的加速度等。例如在气垫导轨上用光电法验证两滑块碰撞时的动量守恒、在气垫导轨下测量匀变速直线运动的滑块的加速度以及用自由落体测重力加速度等。     

出手点高于落地点远度公式的简易推导

在体育运动中出手点与落地点不在同一水平面上的项目较多。即已知出手高度H,出手速度大小V_0,出手角度α,,求投掷物体的飞行远度。这个问题在体育系《运动生物力学》的教学中还是比较重要的。采取什么样的推导方法学生易于接受,这是大家所关心的问题。传统的做法是把出手点高于落地点的物体的运动分为A点的斜上抛运动和一个B点的斜下拋运动处理,远度则是S=S_1+S_2。如图(一)这样划分,B点分解在竖直方向的运动是竖直下抛运动。在B点,物     

镜子里的人像为什么是左右颠倒,而不是上下颠倒?

正镜子能颠倒左右,似乎是日常生活中的常识。例如在化学中,我们就会把镜像对称的旋光异构体分别称为左旋和右旋。那么,左右和上下都是性质相同的方向,为什么在镜子里会有差别呢?要回答这个问题,让我们先来做一个思维实验。假设在你和镜子之间,躺着一个面朝镜子的人。那么,你眼中他这个物体的左右颠倒了吗?在这种情况下,你眼中他这个物体的左右,应该是他的头与足的方向。很显然,镜中他的头与足并没有颠倒。但在他     

相对运动趋势与静摩擦力

一问题的提出中学物理课程中的静摩擦力虽不是重点教材,但从历年来的教学实践中看出,无论对教或学来讲都是一个难点。往往由于讲授不当而出现教学过程中难以克服的前后矛盾。比如,在讲授教材第二、四章时,对图1(桌面光滑)中物体A 受到静摩擦力常作如下的分析:物体B 将有向右的速度V_B,而V_A=0,A 相对于B 就有向左运动的趋势,故A、B 间出现静摩擦力。物体A 受到的静摩擦力f_0与物体A 向左的运动趋势方向相反,故f_0向右。     

带电体运动产生磁场的跟踪观察

在狭义相对论文发表后,运动物体的电磁感应被认为是检验狭义相对论的重要部分.当测量这种电磁感应的精度不高时,在目前关于这些实验还没有进一步的报告.为此我们发展了一个新的仪器"电容和感应线圈相互正交的联合体",它能测定一个弱磁场(10-7G).由于这个实验精度我们发现了一个不同于狭义相对论的新结果和揭示了地球参照系对于在地球上电磁实验的重要性.     

关于热力学发展史中几个唯心观点的初步批判

Ⅰ.热力学两大定律的发展热力学的开始诞生,应该追溯到俄国学者罗曼诺索夫在1746年所发表的一篇论文:“关于热和冷原因的思索”。他在其中第十八节里说:“物体 A 的微粒把一部分自身的运动传导给物体 B 的微粒;前者减去了的那么多,后者便同样加进了这么多。因此,物体 A 的微粒加速了物体 B 的微粒运动时,它便减缓了自身运动的速度。由此可见,物体 A 和物体 B 相接触使其变热时,它自身便会变冷起来。”     

关于地球上物体水平运动方向偏转的图解

本文从物理学与立体几何的原理出发，利用图解的方式把物体水魂在地球坐标中的偏转轨迹形象地表示出来。文章先交待物体水平运行牟偏转现象与规律，接着从不自轩的地球看物体水平运动，再到在旋转的地球上看物体的水平魂，由浅入深，对物质在地球上作水平运动方向发生偏转的原因作了深入地探讨。     

可变静质量物体的相对论力学方程

一、引言经典力学中,既有质量并入又有质量分出的变质量物体质心运动微分方程为(1)式中 M 和分别为物体的质量和质心速度;dm′和 dm 分别为并入和分出的微元质量,而 w′是dm′在并入物体前的绝对速度,w 是 dm 分出后的绝对速度;(?)是作用在物体上的外力。如果没有质量并入(例如火箭),则 dm′=0,dm=-dM,方程(1)变为     

电磁波负性运动与媒质负电磁参数研究

用经典力学分析有质有形物体的运动时,速度是矢量,负速度表示反向运动.但对无质无形的波的运动而言,速度可为标量,不能说负速度仅代表流向反了过来.该怎样理解这种现象的含意?对负波速(NWV)而言,例如当脉冲通过特定媒质时具有负群速(NGV),数值为c/ng(ng＜0),它不仅比脉冲通过真空时的速度(光速c)快,而且快到进入媒质前就离开了媒质.由此本文提出了“电磁波负性运动”的概念,并将其与简单的“反向运动”相区别.我们必须接受D'Alembert方程的超前解,理解负速度概念.可以说,自然以她的真实和丰富给我们上了一课,今后她还将继续教导我们.事物的二元性是世界的本质.在现代物理学中,电磁参数成为负值或电磁波作负性运动均常有发生.物理参数为正或为负的本身是自然界对称性机制之一,对其作研究是探索客观规律的一个新途径.     

认识牛顿定律的本质

牛顿三定律是指导我们解决宏观低速运动的理论基础,从定律的建立到现在已近300年了,但人们对它的理解和认识尚在逐步深化,并存在一些分歧观点.例如有的书上写道:“应该指出第一运动定律是可以作为一个特殊情况而包括在第二定律中的,因为如果:=0.则=0.换言之,如果作用在物体上的合力为零,则物体的加速度为零,所以在外力不存在时物体就以恒定速度运动或处于静止状态,(零速度)这正是第一     

在转动参考系统中讨论问题

转动是一种常见的运动,而在转动的参考系统中研究物体的运动,在一般人看来并非常见,其实不然,到目前为止,我们在力学中所研究过的一切运动,几乎都是在地球这个转动参考系统中对其进行研究的。只是由于地球的自转角速度很小(约为7.292×10~(-5)弧度/秒),惯性力的效应很小,不易被观察而已。     

什么是科学的研究方法?

(1)、在进行科学研究时,应当首先认识到问题的存在。 (2)、要把问题的非本质的方面找出来,加以剔除。例如,一个物体的味道对物体的运动是不起任何作用的。 (3)、要把你能够找到的、同这个问题有关的全部数据都收集起来。 (4)、有了这些收集起来的数据,就可作出某种初步的概括,即用某种简明扼要的语言或者某些数学关系式来加以概括。这也就是假说。 (5)、有了假说以后,你就可以对你以前未打算进行的实验的结果作出推测。下一步,你便可以着手进行这些实验,看看你的假说是否成立。 (6)、如果实验获得了预期的结果,那么,你的假说便得到了强有力的事实依据,并可能成为一种理论,甚至成为一条“自然定律”。     

一种改进的三维网格凸度衡量方法

针对现有方法需要不断地调整投影方向、时间消耗大的缺点,提出了一种改进的三维网格凸度衡量方法,该方法只需在物体主方向投影一次,减少了时间消耗.该方法首先采用主成分分析(Principal Component Analysis,PCA)计算网格模型的主方向,然后计算模型在主方向上的投影面积和网格模型中每个面片在主方向上的投影面积之和,将它们的比值作为凸度值的初始估计,最后在主方向上对模型进行切片处理,计算所有切片的二维凸度值的加权平均,并将其作为凸度值的修正.实验结果证明,这种改进的凸度衡量方法在计算速度上比现有方法更快,而且更加符合人类的视觉感知.     

使自由空间中光速变慢的研究进展

1905年Einstein发表了著名的狭义相对论( SR)文章,其中说光在真空中总以不变的速度传播。然而这个光速不变性原理一直缺乏可靠的实验证明,近年来的一些研究成果倒像是证伪了这一原理。例如,美国Maryland大学的物理学家James Franson于2014年6月发表论文引起物理界的广泛关注,文章宣称已可证明光速比过去所认为的值要慢。他的论据来源于对1987年超新星SN1987A的观测,当时在地球上检测到由爆发而来的光子和中微子,而光子比中微子晚到4.7h,过去对此现象人们只作了模糊的解释。 Franson认为这可能是由光子的真空极化造成的———光子分开为一个正电子和一个电子,在很短时间内又重组为光子。在引力势作用下,重组时粒子能量有微小改变,使速度变慢。粒子在飞经168000光年的过程中(从SN1987A到地球),这种不断发生的分合将造成光子晚到4.7h。另一个例子是,2015年1月英国Glasgow大学的Padgett研究组做到了使光的运行比真空中光速( c)要慢。他们使光子经过一个专用的散射结构物,波形被改变,从而速度变慢。令人惊奇的是,光子出来后(即回到自由空间)仍以减慢了的速度行进。Franson理论和Padgett小组实验损坏了真空中光速的恒值性,使c成为“不恒定的常数”,或“不常的常数”。这种情况妨害了SR理论及现行米定义的理论基础。另外,本文比较了1993年的SKC实验和2015年的空间结构化光子实验,前者以量子隧穿和消失波为基础,后者则改变光束的横向空间结构。二者都使用相关光子对,结果都显示光子群速的变化。如今或许可以终结关于光速不变原理的讨论。……在现代物理学中波粒二象性仍是难题,但新近研究对此有新的理解,与互补原理不同;故更宜于用波理论解释粒子实验。在Padgett小组实验中,无论Bessel波束或Gauss波束光子群速均减小,表现为在1m的实验距离上迟到若干微米。……最后,本文指出近年来的光速研究为波科学带来丰富体验,为理论思维造成新机会。     

地转偏向力的物理学分析

在非惯性参照系中，物体要受到惯性力的作用；证明了在匀速圆周运动的参照系中作相对运动的物体不仅受到惯性离心力的作用，还受到科里奥利力的作用，且Ｆ科＝２ｍ（ｖ×ω）．在地球表面作水平运动的物体受到的地转偏向力，是物体所受科里奥利力在地平面内的分力，其大小ｆ偏＝２ｍｖωｓｉｎΦ，方向与物体运动方向垂直，一般是量级很小的力．     

关于地球自转的某些效应的讨论

在地面上运动的物体,除受地心引力作用外,由于地球自转,还受两个惯性力,即科里奥利力和惯性离心力的作用。本文拟研究这两个惯性力对抛体运动及重力加速度g的影响。 (一)地球自转对拋体运动的影响惯性离心力所引起的加速度,对运动范围不大的抛射体,和地球自转角速度的平方正比,而地球自转角速度很小,大约ω=7.3×10~(-5)l/秒,惯性离心力对抛体运动的影响比科氏力小得多(科氏力和ω的一次方正比),所以我们在研究抛体运动时可以忽略它,即以重     

测速摄影

本文论述了利用像数变形测量运动物体的运动速度。使用横走式焦平面快门照相机拍摄运动物体时，会产生像数变形，即运动物体所形成的像在运动方向上，其长度发生变化，造成相对变形量。     

对万有引力定律的几点疑问

十八世纪初,人类对三种相互作用迷惑不解:(1)重力任何抛出的物体都将作自由落体运动,落向地面而不是其他方向;(2)月亮的圆周运动月亮在上帝的第一推动下,沿公转轨道运动将产生一种离心力,这就需要与之相平衡的向心力;(3)天体平衡天体之间为什么相互平衡?为什么既不靠拢而碰撞,又不排斥而远离?据说,有一次牛顿坐在一棵树下,思索着为何月球以地球为中心作圆周运动,这时,一只苹果掉在他的头上,在这一瞬间,一种灵感便闪电般出现了:月球受到的力与苹果受到的力会不会一样呢?由此便产生了万有引力定律。但是,这个定律合理吗?我们先探讨一下重力的…     

用物体与微粒子的动量交换解释万有引力定律

万有引力定律已经获得了广泛的应用,但两个物体之间是如何吸引的,一直是物理学界的一个迷。引力子、万有斥力、亚光子海洋等假说,都存在缺陷,都没有圆满地解释引力的来源。假设:(1)空间中分布着以一定速度做类似分子热运动的微粒子;(2)物体在微观结构上是不连续的,组成物体的粒子之间有空隙,可以让部分微粒子穿过;(3)微粒子传给物体的动量与物体的质量成正比。用物体与微粒子的动量交换说比较好地解释了"万有引力"的来源和计算公式;"万有引力"是物体与微粒子的动量交换在两物体连心线上产生相互靠近的力的一种等效表达;"万有引力"系数G仅对地球附近天体精确;两物体间的"万有引力"与它们之间的中介物质有关;不存在引力子。