- 冀敏;蒋平;
定滑轮是最简单的机械,但其运行原理却涉及诸多方面;它内涵丰富,几乎可涵盖非物理专业力学部分的全部教学范围.本文全面分析定滑轮运行涉及的力学原理,包括选取的体系不同动力学方程有不同的表现形式,或同一种表现形式适用不同体系时有不同的解释;着重讨论摩擦力矩是定滑轮的转动动力.为此选择与轮缘接触的任一无穷小绳元,其两端张力合力的法向分量产生绳元和轮缘间的摩擦力.所有绳元对轮缘的摩擦力矩的总和使轮子的角动量变化,而轮缘对绳元的摩擦力则与张力合力的切向分量平衡.静摩擦力起中介作用将定滑轮两边悬挂的重物和地球体系势能变化的一部分转化为轮子的转动动能.文章最后指出随着选取的体系不同重力既可理解为外力也可理解为内力,从而功能原理的具体表现也有所区别.
2016年03期 v.26;No.173 9-11页 [查看摘要][在线阅读][下载 223K] [下载次数：294 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：5 ] |[阅读次数：90 ] - 赵强;
本文利用"等效的磁荷观点"简捷地求出了带有正弦型面电流的长圆柱体周围的磁场,体现了电场与磁场之间的对称之美.
2016年03期 v.26;No.173 12+17页 [查看摘要][在线阅读][下载 145K] [下载次数：104 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：1 ] |[阅读次数：80 ] - 彭勇宜;彭政;符力平;
文章对平均值公理在量子力学中的作用、地位及其对量子力学教学的启示进行了详细的分析和讨论,表明只需将普通的平均值公式加以推广,便可自然地得到量子力学中的平均值公理.平均值公理在量子力学中处于基础地位,从平均值公理出发,用严格的数学理论可进一步推导出量子力学的其他基本特性.在量子力学教学过程中,从平均值公理出发,量子力学理论的逻辑和概念会更清晰,特别是对于初学者而言,这样更便于他们接受和理解量子力学理论.
2016年03期 v.26;No.173 13-17页 [查看摘要][在线阅读][下载 170K] [下载次数：137 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：1 ] |[阅读次数：121 ] - 邱为钢;
假设光波是标量波,对衍射孔作格点剖分,文章给出了接受屏上光强度的格点求和计算表达式.对零到四级科赫雪花孔图形作正方形格点剖分,对四级科赫雪花孔图形作正三角形格点剖分,数值计算得到了科赫雪花孔的衍射图案.计算结果发现,衍射图案保持了科赫雪花的对称性,并给出了衍射图案对称性细节.
2016年03期 v.26;No.173 18-19+23页 [查看摘要][在线阅读][下载 997K] [下载次数：117 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：49 ] - 田宝国;曲亮生;王栋;
本文从最大熵原理出发,研究了有极分子电介质的极化规律.结果表明,有极分子电介质的电极化强度与电场强度并非遵从严格的线性关系,只是当电场不很强时,电极化强度与电场强度近似成正比,而当电场强度非常大时,电极化强度将趋于定值.利用该原理同样可以研究无极分子电介质的极化问题.
2016年03期 v.26;No.173 20-23页 [查看摘要][在线阅读][下载 161K] [下载次数：182 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：2 ] |[阅读次数：99 ] - 赵强;郭超修;
针对结点电压法的教学,依据现代教育理论,通过将复杂电路的无源支路视为含有电动势为零的恒压源的有源电路,并对每个支路用电流源模型等效变换,然后进行简单化简的方法,对结点电压法进行了推导分析.相较于教材中通用的论述,使用的均为学生熟悉的简单方法,快捷地获得了更具有普遍性的表达式,并且能够直观明确地对物理含义进行诠释,以及轻松地实现拓展.在认知过程中,增强了稳固知识的形成,从而实现了对教学效果的提高.
2016年03期 v.26;No.173 24-25+28页 [查看摘要][在线阅读][下载 270K] [下载次数：122 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：3 ] |[阅读次数：66 ]
- 张岩;王素红;张胜海;
利用导电微晶静电场描绘仪模拟静电场分布时,先利用单臂测试探针找到等势点,然后通过数条纹格数的方法确定该等势点的位置,该方法导致实验效率低和测量精度低.为解决这个问题,根据圆规的工作原理,研制了两臂式静电场测试笔.该测试笔一臂为测量臂,另一臂为定位臂.试验时,利用测量臂测出等势点的位置,再利用两臂之间的距离确定等势点的位置,最后利用圆规式定位法确定该等势点在坐标纸上的位置.该测试笔不仅能极大地提高测量精度和实验效率,而且还具有适用范围广、试验成本低和制造成本低的优点.
2016年03期 v.26;No.173 26-28页 [查看摘要][在线阅读][下载 494K] [下载次数：59 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：2 ] |[阅读次数：92 ] - 李天一;何沃洲;卢子璇;陈彦;李华;
基于虚拟仪器的设计原理,针对振幅法测量声速实验中存在的问题进行了改进,设计了一个基于单片机的声速测量实验系统.该系统中,单片机对接收端信号进行采样并控制端面匀速移动.采集到的数据序列传输到PC机进行中值滤波,由快速傅里叶变换对序列进行预处理,再进行较精确的极值点检测,并通过线性回归方法对结果进行校正.该改进装置提高了实验的准确性和自动化程度,作为原实验方法的有益补充,可应用于大学基础物理实验及课堂演示教学环节,也可应用于声波近场区传播规律的研究.
2016年03期 v.26;No.173 29-32页 [查看摘要][在线阅读][下载 408K] [下载次数：713 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：7 ] |[阅读次数：117 ] - 杨欣;郭露芳;
双臂电桥测低电阻实验测量精确,方法巧妙,被广泛应用于科技测量中.本文从QJ-19型单双臂电桥的基本结构原理出发,结合学生在双桥实验接线中常出现的两种问题,进行相应的理论分析及实验验证.通过这两种错误接线方式的理论推导及实验测试,均得到了按照正确实验无法获得的参量,即粗导线及相应附加电阻r的阻值.这对学生进一步了解附加电阻的数量级、理解实验原理、分析实验误差及培养创新思维具有重要意义.
2016年03期 v.26;No.173 33-36页 [查看摘要][在线阅读][下载 265K] [下载次数：419 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：2 ] |[阅读次数：68 ] - 谢军;刘于颇;宋广川;
本文通过在迈克耳孙干涉仪实验装置中插入偏振片组的实验,探究了光的偏振性对其干涉情况的影响.光源选用激光.实验结果表明:入射光不论是自然光还是平面偏振光,通过分振幅或分波面法获得的两束光,即使通过两个互相正交的偏正片,这两束均可认为是来自同一波列的光,应具有恒定相位差.偏振片只影响光的振动方向,不会影响其相位关系,从而证明文献[1]和[2]的分析结果有误.
2016年03期 v.26;No.173 37-42页 [查看摘要][在线阅读][下载 1548K] [下载次数：128 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：1 ] |[阅读次数：75 ] - 奥翔;张璐;宋士贤;
我们设计开发了一种悬臂梁式超重报警器.本文详细介绍了悬臂梁式超重报警的力学原理和电学测量原理,利用电阻应变片作为传感元件将悬臂梁的微弱应变转化为电阻变化,并通过电桥电路将其转换为微弱的电信号;该信号被放大后驱动报警器,从而实现对超载力学量的报警.本文涉及的仪器有较高的灵敏度和反应速度,并具有一定的创新性,同时由于这种电阻应变传感器结构简单,非常容易实现,可将其作为一种教学演示仪器使用,提高教学效果.
2016年03期 v.26;No.173 43-44+48页 [查看摘要][在线阅读][下载 447K] [下载次数：52 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：104 ] - 王云创;刘俊杰;李光仲;邢娟;
在测量透镜焦距的实验中,透镜倾斜是导致焦距测量误差的因素之一.由于透镜的倾斜导致测得的物距和像距不是真实的物距和像距,然后代入成像公式计算出的焦距值,必然严重偏离透镜的实际焦距值.文中推导出了透镜的焦距测量误差与物距及透镜的倾斜角二者之间的函数关系式,从理论上分析了焦距测量误差随物距和倾斜角的变化规律.结果表明:大物距情形比小物距情形的焦距测量误差要小,并且得到了实验验证.
2016年03期 v.26;No.173 45-48页 [查看摘要][在线阅读][下载 287K] [下载次数：203 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：5 ] |[阅读次数：73 ]
- 代战;戴瑞;隋玲玉;
电磁小火车题目来自2016年IYPT中的一道题目,介绍了一个两端扣有纽扣磁铁的干电池可以在螺绕环中运动,吸引了很多中学生的注意,学生对此很感兴趣,迫切想要了解其中的物理知识.这个现象与高中所学的电磁学知识紧密相关,而且电磁学知识是高考中很重要的知识.本文介绍了电磁小火车的制作方法,并运用高中知识解释了小火车的运动原理,有助于学生理解电与磁之间的相互作用,加深对高中电磁学知识的理解,以期提高学生运用物理知识解决实际问题的能力.
2016年03期 v.26;No.173 71-72+77页 [查看摘要][在线阅读][下载 522K] [下载次数：446 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：2 ] |[阅读次数：53 ] - 张曦;郑凯;
物质在水溶液中的输运有很多种形式,双扩散对流机制是溶液中物质输运的一种非常重要的形式.本文主要研究双扩散对流机制在糖-盐溶液体系中对指进现象出现的临界条件、指进生长模式、溶液密度的影响等.本文中使用红糖-盐溶液体系,并利用抽膜法进行实验,简单易行.研究发现,当扩散系数大的溶液在下层,扩散慢的溶液在上层,其密度比在某一固定范围内,则会出现指进现象,指进长度随时间呈线性关系,其密度差越大指进生长越缓慢.
2016年03期 v.26;No.173 73-77页 [查看摘要][在线阅读][下载 636K] [下载次数：98 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：1 ] |[阅读次数：37 ] - 张晓秋艳;徐岩;宋仁刚;王学水;
研究电荷分布在小区域内的情况时,常用多级展开的方法.本文研究了对称分布的带电体的电势场与电多极矩的关系,并用图像的方法说明了电势的各级展开多电荷势的物理意义和叠加形式.从电多极矩的公式出发,分析了有对称性的带电体的电势场与电多极矩的关系,并给出了对称变换的正交矩阵.可以通过电荷分布的对称性,迅速判断多级展开的各级近似是否为零,并进而得到简化的多级展开式.这对加深电多极矩展开内容部分的学习理解和具体计算十分有益.
2016年03期 v.26;No.173 78-81+86页 [查看摘要][在线阅读][下载 355K] [下载次数：186 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：78 ] - 廖立杨;杨晓冬;
本文利用功能原理及理想气体绝热方程,推导获得水火箭发射初始速度、喷水时间以及射程的表达式.利用上述表达式对水火箭发射的初始速度、喷水时间及射程进行了理论计算,并对水火箭内盛装水的体积和发射角度的最佳值进行了理论计算与研究.
2016年03期 v.26;No.173 82-86页 [查看摘要][在线阅读][下载 270K] [下载次数：984 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：7 ] |[阅读次数：100 ]