浅议物理学中的理想模型及其在大学物理教学中的作用

理想模型在物理学的研究中具有十分重要的地位和作用,它是形成物理概念、建立物理规律的基础,能简化物理问题,帮助研究者寻找研究方向.在大学物理的教学中,要注意培养学生建立理想模型的能力和利用理想模型去思考和解决具体物理问题的能力.     

基于建成区扩展对南京弹性势能最佳发育区间的测度

将物理学中的弹性势能与城市弹性相结合,以探究城市缓冲功能、紧压功能、复位功能和带动功能对城市弹性发展的影响.研究结果有3点:(1)从城市弹性功能出发构建南京弹性势能测度体系,并运用理想点组合赋权法对其进行量化;(2)构建南京弹性势能—建成区土地扩展模型,用散点图形式反映两者函数关系,并划分出南京城市弹性势能增速区间;(3)在一定程度上,通过对南京建成区形变量的计算,大致预测城市弹性发育情况,从而对城区土地开发规模作出指导.     

气泡生长的界面质点受力法模型与实验研究

基于Lagrange思想提出一种界面质点受力法模型用于描述气液界面的动态演化过程,该模型将气液界面离散成一系列的质点,对各质点建立受力模型及其运动方程,通过各质点运动轨迹的求解获得动态演化的气液界面.应用此模型对水下壁面开孔注入不凝性气体气泡的动态生长过程进行了数值模拟研究,预测了气泡的脱离直径和脱离时间.建立可视化实验台,进行了3种不同开孔孔径和10组不同充入流量的气泡生长实验,对模拟结果进行了验证分析.研究结果表明,质点受力法对气泡生长过程形状演化、脱离直径和脱离时间的计算结果均与相同工况实验结果吻合很好,从而验证了该方法的有效性.     

浅议普通物理中理想模型的教学

理想模型方法是研究物理学问题的最基本的方法,在教学中要将其作为一重要线索,在概念建立、物理规律的学习和应用解决实际问题过程中反复强化,不断深化对理想模型及方法的理解与掌握.     

物理学中的理想模型、理想实验和理想过程

理想实验、理想过程是物理学研究问题最常用的方法。在研究时抓住主要的、本质的东西,而舍弃次要的,非本质的东西。从而使研究的物理过程或事物突出出来,并把物理过程或事物想象成一种简单的,实际上不存在的,但又经得起实践考验的形式。从这种简单形式或过程出发抽取事物的本质,找到他们的联系.是研究物理规律的重要方法。本文列举了中学教材中出现的理想模型、理想实验和理想过程。     

物理学理想模型探析

介绍物理学模型的种类和特征,总结理想模型在物理学中的作用,以例题探析理想模型的应用.     

力学中的两个“∞佯谬”

力学中的两个“∞佯谬”蔡达峰（内江师专物理系）物理学中，为了在错综复杂的物理现象中，抓住事物的本质特征，常常将实际对象抽象成为理想模型．例如，质点、刚体、不可伸长的轻绳，等等．理想模型有助于我们更深刻、更准确地抓住事物的本质．同时还应看到同一实际对象...     

物理理想模型教学

"理想模型"是物理学中一种重要的方法,学生在物理学的学习中会多次遇到。那么,怎样才能使学生学会在实际的问题中运用"理想模型"这一方法呢?本文给出了两个具体的实例,与实验有关的问题和有关理论的问题各举一例,最后总结了理想模型法在解决实际的物理学问题中的意见。     

瞬间的奥秘

物理学中空间的点对应于时间中的“瞬间”.相对论,量子论和场论中质点模型的失效,应当自然地导致“瞬间”概念随之失效.真正的瞬间必定是包含“过去———现在———未来”的微小绵延,也就是在当下的现在时刻渗透着过去和未来的小片段.对量子论中时间概念的哲学分析揭露了生命哲学与存在主义等思辨哲学包含的真理,但有待于与具体的物理模型结合起来.玻尔认为,时间只有在测量时才有意义;薛定谔认为,EPR关联是由于经典时空和量子论时空的不协调造成的;彭罗斯认为微观时空是多重复合的.我们认为,在量子论中,瞬间概念和质点模型一样,是忽视物体运动时空形象的理想化结果.     

核子形状因子的阈值效应（英文）

在微扰量子色动力学不再适用的低能区,核子形状因子可以作为一个重要参数来研究其强相互作用.诸如根据第一性原理和某个物理基本量的各种模型来描述数据的唯象物理学可以作为一个有效的工具来研究该领域.     

大学物理学中的理想思维模型

运用科学伯观点，给出了大学物理学中的理想客体模型、假想客体模型和理想过程模型的特性，分析了理想思维模型在大学物理教学中的重要作用，提出了理想思维模型教学的新思路。     

磁悬浮液体中颗粒对分散体系流变性的影响

研究了磁悬浮液体中固相质点浓度、质点形状和大小对分散体系流变性质、沉降速度以及分散体系结构的影响。对Ｅｉｎｓｅｉｎ黏度关系式进行了适用性验证：提出一种估算吸附－溶剂化层有效厚度δ的方法。认为,质点间的作用力、质点深度以及质点的形状和大小是决定分散体系结构和流变性质的主要因素。     

大学物理教学中传受物理学思想的意义

本文说明了在大学物理教学中传递物理学思想的重要意义。概括了几种类型物理学思想,详细介绍了物理学中的微积分思想、理想模型思想。     

斜拉桥纵飘频率简化计算方法

在飘浮体系斜拉桥的单质点简化计算模型的基础上,提出了一阶纵飘振型的双质点简化分析模型和基本周期的简化计算公式,并结合某飘浮体系斜拉桥的例子,对两种简化计算方法进行了分析比较.数值分析结果表明,双质点模型的简化公式可有效弥补单质点模型的缺陷,为基本周期的估算提供了更为精确的估算方法,研究结果已在大跨度飘浮体系斜拉桥的抗震概念设计中成功应用.     

改进的主动形状模型在植物叶形分类中的应用

针对植物叶形识别的特点,采用改进的主动形状模型实现叶片图像的批量识别和分类.在模型中以地标点序列表示对象形状轮廓,分别应用覆盖面积半径和生物学参照点进行伸缩变换和旋转变换,归一化地标点序列间的统计关系,进而研究形状间的相似性和差异性;在分类时通过设置相似度阈值,强化了同类叶片的标准,从而减少了一些非同类的误归入事件的发生.实验表明改进的主动形状模型在叶形识别中得到稳健的识别率.     

Rayleigh-Bénard对流中流体质点和布朗粒子运动行为的数值研究

以无应力固壁条件下周期变化的二维Rayleigh-Bénard 对流为背景模型,通过求解（标记）流体质点和布朗粒子的运动方程来模拟它们的轨迹,并通过分析纵向位移的功率谱密度考察其周期性,最后研究了它们扩散的规律.模拟结果表明,涡胞中心区质点的运动有强周期性,轨迹呈螺旋形状,而边缘区质点的运动是一种混沌行为,两区的质点被分界线隔开;中心区宽度随振幅、Strouhal数的增大而减小;布朗粒子的分子扩散效应可以克服两区分界线的限制.统计平均结果表明,它们长时间后的扩散基本是正常扩散.     

无网格RKPM法及其在体积成型中的应用

介绍了无网格再生核质点法(RKPM)的基本原理及其在刚塑性可压缩材料体积成型中的应用·采用罚函数满足本质边界条件,模拟了理想塑性材料的二维平面无摩擦镦粗过程,计算了不同坯料高宽比在不同可压缩因子下的变形情况,将计算结果与解析解进行比较,结果表明变形工件形状和应变参数与解析解吻合较好,应力计算的误差可能与点积分有关·模拟结果说明了再生核质点法在体积成型中应用的可行性和有效性·     

量子物理学的兴起和哥本哈根学派

一、十九世纪物理学的成就和问题 1.经典物理学体系的基本完成 十九世纪是历史上“给予人类以文明和文化的世纪”,而在科学史上则是经典物理学作为一个理论体系而接近完成的世纪。说它“接近”完成,是由于还缺少一次最后的“翻修”,那就是本世纪初期相对论对经典物理学的那次再表述。 随着分析力学的发展,经典力学在十九世纪期间得到了很大的完善和更加广泛的应用。由于形式体系的渐臻完善,力学理论无形中成了每一种物理学理论的“样板”。我们知道,经典力学主要关心的是质点或质点系的运动,它基本上是“质点的力学”。     

基于弹簧质点模型的自由曲面四边形网格平面化研究

为实现对自由曲面的平面四边形网格划分,提出了一种基于力学模拟的网格优化算法,建立了包含杆件长度的约束力、边界固定质点约束力、曲面对质点的吸附力、网格平面化作用力的弹簧质点计算模型.首先,采用映射法或其他方法对曲面进行初始四边形网格划分,在获得曲面的初始网格划分的基础上根据不同网格性能的侧重要求,计算出相应的弹性系数k_(ij)、边界约束刚度k_c、对网格点的吸附刚度k_m、平面化控制系数p_c,建立以平面化为目标的网格弹簧质点模型,通过动力松弛法,经多次迭代得到平面化网格;然后结合四边形平面化指标,以流畅性指标和均匀性指标对网格进行质量综合评价,同时引入网格偏离指标对网格的形状进行控制;最后,进行了算例验证,算例表明,弹簧质点平面化网格计算方法可以很好地适应自由曲面,通过调整参数,在一定条件下可使网格平面化的许允误差限制达到合理范围,同时可以兼顾流畅性和均匀性的要求.     

基于RBF神经网络PID控制的高速列车速度跟踪

速度跟踪控制是列车自动驾驶的一个重要研究方向,但现有速度跟踪控制的性能尚需改进.本文探究了径向基函数(RBF)神经网络PID控制对高速列车速度的跟踪控制.首先改进了高速列车多质点模型;然后研究了被控对象RBF网络整定的PID控制算法,结合反馈控制设计了速度跟踪控制器,根据速度误差用神经网络PID控制决定牵引力和制动力;最后进行了数字化仿真,在仿真过程中考虑了阻力和车厢之间的作用力,并对3种方法进行了对比,结果表明,RBF神经网络PID控制具有最小的速度和距离跟踪误差.相对于单质点模型,本文的多质点模型提高了建模精度,控制系统具有响应速度快、跟踪性能好等优势.