中学物理实验教学的现状分析与对策研究

根据《全日制义务教育物理课程标准（实验稿）》的精神,现在义务教育物理教学正在努力落实课程的三维教学目标;知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观。三维教学目标的确立,提高了实验在中学物理教学中的重要地位;物理教学必须以实验为基础,实验教学在物理教学中占有举足轻重的地位。而在现今中学（特别是农村初级中学）的物理教学中实验仍是薄弱环节。本文在分析中学物理实验教学现状的基础上,阐述了促进物理实验教学改革的几个配套措施。     

基于三维培养的细胞加热培养控制系统

针对目前热物理治疗的体外实验手段无法模拟动物体内的复杂环境而影响实验准确性的问题,设计并制作了一种可以基于三维培养下的细胞进行热物理实验的加热实验平台.该平台可以同时针对贴壁细胞及三维细胞进行细胞加热实验,且在加热过程中能够实时对细胞的生长状态进行观察.实验结果表明,该加热培养系统可以保持温度均匀、控制精确,同时适用于三维水凝胶进行细胞加热实验,是一种有效的三维细胞加热培养手段.     

SAGD三维比例物理模拟数字实验技术研究

物理模拟、数值模拟和矿场试验是研究提高采收率的三项主要手段。三维大型模拟装置进行SAGD开发机理的认识有很重要的作用;但由于实验的周期长,投入的人力物力耗费大,不能够开展多组实验研究。利用数字实验技术进行SAGD实验过程中生产数据、温度场等数据模拟跟踪;进而反演SAGD物理模拟实验过程,拓展SAGD物理模拟实验方案,丰富SAGD物理模拟实验结果。     

计算机辅助物理实验教学的研究

对计算机在物理实验教学中，辅助仪器装调、模拟物理实验现象、实验数据处理与管理、物理量三维显示、计算机辅助自动测量系统等五个方面作了分析与介绍．     

缝洞型油藏物理实验模型制作新方法

为弥补现有的传统的缝洞型油藏物理实验模型制作技术的不足,以覆膜树脂砂和环氧树脂胶胶结石英砂为原料,利用自动成型机(3D打印机)的选择性激光烧结技术(selective laser sintering, SLS),创新性地提出了一种缝洞油藏物理实验模型制作地新方法。它的制作过程主要包括缝洞数字模型的构建、3D打印、硬化处理、降孔降渗处理、充填封装及打井。利用该方法可制作基于二维地质剖面的二维可视化缝洞物理实验模型,也可制作基于三维地质模型的三维真实缝洞物理实验模型。且利用该方法制作的模型具有制作精度高、缝洞刻画真实、成本低等特点,能够更好地应用在缝洞油藏的物理模拟实验中,助力缝洞型油藏地高效开发。     

虚拟仿真技术在物理实验中的应用

利用3D MAX建模工具进行三维建模,用GL Studio做面板仿真,并在Vega和VC 中进行驱动和集成,来完成对物理实验的仿真,同时本文对虚拟仿真在物理实验中的前途和重要性进行了说明,并对产品的开发也做出了简要的介绍。     

基于VRML的物理网络三维互动仪器设计

三维互动网络课件提供给用户如同置身于现实世界的真实感，这是二维课件难以比拟的。随着计算机技术和互联网相关技术的进步，三维互动网络课件将可能成为教学软件的主流。本文以大学物理力学实验杨氏模量为例，介绍了基于VRML技术的三维互动网络课件的开发，该设计方法将提供一个全新的物理实验辅助教学课件设计的方案。     

基于Youngs界面技术的混凝土中爆炸三维动力计算

为了研究混凝土中爆炸的物理机制,基于三维Youngs界面重构技术,编制了MMIC-3D程序,模拟了半无限混凝土中爆炸空腔的形成、发展、鼓包运动规律等过程,得到了半无限混凝土中爆炸的三维数值模拟结果.研究结果表明,计算结果与实验现象和物理规律一致,本文中的计算方法和程序代码是正确的,可以为工程设计提供依据.     

基于OpenGL的水面波干涉仿真

在微型计算机系统上，探索了应用OpenGL程序将物理现象和物理过程按理论方程或实验数据用高品质的三维动态图像逼真地演示出来，便于直观、全面、准确地认识和理解物理现象和物理规律，提高了物理课程的教学效果。     

三维有限变形光弹性方法

拓展了传统的光弹性应力冻结法，确立了三维有限变形光弹性的物理和实验基础，其结果可用在三维有限变形下橡胶类零件的应力分析，被分析对象的拉格朗日应变可达10％。     

数字化,物理实验教学与管理创新的助推器

为贯彻执行课程教学指导委员会制定的"课程教学基本要求"[1],破解提高大学物理实验教学质量中的难题,围绕基于Web的物理实验开放式教学与管理系统、用数字化仪表取代一些传统的实验器材、开放计算机仿真实验、计算机计算软件与科学计算器处理实验数据、多媒体技术等五个方面,给传统的工科物理实验教学方式、实验内容、实验组织与管理带来新的教学理念,使实验教学上新水平,综述了数字化、现代教育技术是实验教学创新的助推器。     

基于Simulink和VR技术的三线摆实验仿真研究

Simulink因其操作简便、灵活等优点在很多领域里被广泛应用。VR技术发展前景也十分诱人,它是一项具有深远影响的日新月异的新技术。以三线摆运动模型为例,探讨了结合Simulink软件和虚拟现实编程语言在虚拟物理实验中应用问题。通过虚拟现实编程语言VRML创建了转动惯量测量实验中三线摆运动环境的三维虚拟模型,利用Simulink构建了较为完善的、严格遵循客观物理定律的仿真系统。给出了三线摆在三维空间运动的物理模型,以及利用Simulink进行建模的详细步骤,并结合编写的VRML文件动态仿真了在三维环境下三线摆的运动过程。体现出利用Simulink虚拟现实工具箱仿真物理实验的便捷性、可靠性和科学性。利用它开发虚拟实验仿真系统必将对教育、教学质量的提高,学生学习兴趣及能力的培养起到重要作用。     

底摩擦模型法

本文介绍底摩擦模型法的发展和应用,底摩擦模型同重力场中的岩土体的相似原理,以及模型及相似材料的参数选择。认为底摩擦模型法使用方便、经济、结果可靠,是研究岩土工程问题的一个重要工具。     

基于鼠标跟踪的三维交互机制的研究

目的实现三维场景中符合自然习惯的六自由度的三维交互方式。方法在三维场景中建立一个和物理鼠标运动保持一致的3D鼠标(三维模型),3D鼠标在地图空间和视景体之内可以沿各个方向自由运动,超出时进行越界处理,以OpenGL的拾取机制为基础研究新的适用于3D鼠标的拾取方法。结果设计了一种基于鼠标跟踪的三维交互机制,描述了该机制的详细设计策略及原理,提出了3D鼠标运动、越界检测、拾取的有效算法,通过模拟实验实现了融于三维场景的真正意义上的3D鼠标。结论该3D鼠标操作逼真,能够在三维场景中自由运动、有效地进行越界检测以及精确地拾取三维场景中的物体,理论和实践证明该设计机制是可行的。     

矿山高陡边坡多介质复合相似材料强度对比试验

相似材料强度特性直接影响物理相似模拟实验设计和边坡稳定性预测的可靠性和准确性。以水厂铁矿为依托,通过现场地质勘察、理论计算、调控介质配比组分和试验等方法,考虑岩体脆性和延性特点,开展了多介质复合相似材料强度试验及对比分析,揭示单轴压缩下相似材料应力累积与损伤演化规律和强度之间的内在关系,确定相似材料配比参数,为大型三维物理相似模拟实验提供了依据。     

二维单分子膜与三维体系的对应关系

二维单分子膜体系与三维体系之间在物理状态和热力学量方面存在着一一对应的关系 ,由此可将研究三维体系热力学函数的方法直接应用于二维单分子膜体系     

注蒸汽采油高压模型水平井相似准则及模化

根据水平井井筒及井筒附近的流体流动行为,建立注蒸汽采油高压模型水平井变质量流模型,提出一套模化高压模型中水平井半径及射孔或割缝参数的相似准则体系,并将该相似准则体系应用到蒸汽辅助重力泄油(SAGD)三维高温高压物理模拟试验模型的设计上。结果表明,模拟试验数据可有效反映现场汽腔扩展规律和生产规律。     

ForceControl组态软件及其在PLC实验中的应用

利用力控组态软件开发PLC实验项目能丰富实验内容、模拟工业现场;达到理论联系实际的目的。用力控组态软件开发PLC仿真实验的过程,为PLC的实验教学提供了一条新的途径。     

三维电极氧化降解焦化废水的实验研究

以表面处理的不锈钢为阳极,压缩膨胀石墨板为阴极,内置适量铁屑与膨胀石墨为导体填料组成的三维电极对焦化废水进行处理。通过正交实验初步确定了对三维电极体系的影响程度从大到小依次是反应时间、电极电压、双氧水的投加量和膨胀石墨使用量。并且通过进一步对单因素的实验分析可以看出,除了以上四个影响因素外,溶液初始pH条件对体系的影响也较大。在单因素实验中可以看出该体系最适宜的运行条件为:pH为5.0、电极电压为10V、膨胀石墨使用量为3g、H2O2投加量为3mL,经过60分钟的反应体系对焦化废水能有效地降解,去除效率达到了80%以上。     

基于多幅图像序列的三维重建

基于多幅图像序列的三维重建技术, 以两幅图像的三维重建算法为基础, 采用由运动中恢复校准的结构方法, 在已知摄像机参数的情况下, 利用KLT特征点跟踪算法, 实现了多幅图像的三维重建, 并利用集束调整优化了重建结果.