物理学是研究物质运动最一般规律和物质基本结构的学科,是当今最精密的一门自然科学学科。下文是我为大家整理的关于物理学方面的论文的 范文 ,欢迎大家阅读参考!
试谈物理学专业电动力学课程教学
动力学电磁现象的经典的动力学理论。通常也称为经典电动力学,电动力学是它的简称。它研究电磁场的基本属性、运动规律以及电磁场和带电物质的相互作用。
一、课程教学根本理念
第一,在教学中要尊重先生学习的主体性、教员教学的主导性,片面发扬先生的盲目性、自动性、发明性。第二,“电动力学”课程属于专业根底课程,教学内容布置上除了让先生学习本门课程的根本知识、根本实际、根本思绪,与其他物理学分支也具有个性和特性的关系。针对这一特点,教师在教学中要留意引导先生类似性抽象思想。第三,教学应突出探求式教学办法,改动传统的教学形式,把信息技术与电动力学课程最大限制地整合,运用多种古代 教育 手腕优化教学进程,推行启示式、探求式、讨论式、小制造等授课方式,培育先生的创新思想和创新理念。
二、在本课程教学中该当做到以下几点
1.讲授内容应实际联络实践
“电动力学”作为一门专业学科课程,是师范院校物理专业的根底实际课。教学中要求先生掌握课程的根本知识、根本实际和根本原理,使先生加深对所授知识的了解,更可深入看法电动力学的实践使用价值,到达学致使用的目的,同时提升先生剖析成绩、处理成绩的才能。
2.注重先生学习的主体性和集体性培育
从课程的设计到评价各个环节,在留意发扬教员在教学中主导作用的同134教改课改2016年3月时,应特别留意表现先生的学习主体位置,以充沛发扬先生的积极性和发掘学习潜能。要求先生能初步剖析消费、生活中的电动力学成绩,以提升先生的剖析成绩和处理成绩的才能。在电动力学实际的学习中运用数学工具处置成绩,使先生看法数学和物理的亲密关系,培育先生运用数学工具处理物理成绩的才能。培育先生自学才能,重要的不是教内容,而是教给先生学习办法。要充沛留意先生的兴味、专长和根底等方面的集体差别,因材施教,依据这种差别性来确定学习目的和评价办法,并提出相应的教学建议。课程规范在课程设计、教学方案、方案制定、内容选取和教学评价等环节上,为教学、学习提供了选择余地和开展的空间。
3.运用多种古代教育手腕优化教学环节
充沛应用古代化教学手腕,发扬信息化教学的劣势,加强先生的学习兴味,进一步强化需求掌握的知识点,拓宽知识面,加强先生的理论操作技艺,培育迷信的思想方式,这样先生能更好地掌握“电动力学”课程知识所触及的相关迷信办法,无效提升其发现成绩、剖析成绩、处理成绩的才能。
4.具有良好的实验条件,充沛保证明验和理论训练质量
鼓舞先生展开科研理论训练,参与各类科技竞赛。实验课及理论训练要留意培育先生的逻辑思想、发明性思想,充沛应用好物理、电子竞赛等创新平台,促进电动力学课程的教学。
三、课程学习战略探求
第一,针对“电动力学”是实际根底课的特点,先生必需坚持 课前预习 ,预习进程中无意识地提出成绩。课堂教学次要采用探求式课堂教学法,即每节课突出一个主题,讲清论透相关原理知识,每个主题经过师生多种方式的互动,教员及时理解、处理先生的疑问成绩,以加强先生的学习兴味。第二,将传统板书、电子课件、网络和视频多种教学手腕相结合。如课内讲授与课外讨论和制造相结合、根底实际教学与学科前沿讲座结合、根本实际与科研理论训练相结合。第三,鼓舞先生参与科研理论训练和各类科技竞赛。培育多样化使用型人才,以培育使用型、复合型、技艺型人才,加强 毕业 生失业才能,完本钱课的预期目的。第四,电动力学也是一门理论性很强的课程,其研讨对象是区别于实物的物质形状,具有笼统的特征。为防止课程教学的数学化,我们将充沛使用当代信息技术的劣势,比方说以视频教学材料加强先生的理性看法和入手才能。再次,实验课及理论训练要留意培育先生的逻辑思想、发明性思想才能和素质,充沛发扬先生的物理思想和物理探求才能。
四、课程教学办法探求
本课程教学中应留意电动力学实际与理论的结合,尊重先生学习的主体性,适当布置指点性自习,培育先生的自学才能。增强对先生课前、课后的答疑辅导,注重先生才能的培育,使先生经过对电动力学中根本实际的了解,看法和掌握电动力学原理的研讨规律,开辟思绪,初步培育先生的科研思想。
1.“双边反应式”教学法
这种教学法由“自学”和“反应”两局部构成,其着眼点是先生在教员指点下的自学和教员由反应来的信息而停止的有重点的解说,使先生的才能在重复训练中失掉锤炼。“自学”和“反应”表现了先生和教员的互相联络、互相配合、互相作用的训练进程。
2.以成绩为中心,展开课堂讨论
式教学法建议课堂教学中遵照迷信性、主体性、开展性准绳,采用以先生为主体的小组讨论式的办法,从提出成绩动手,激起先生学习的兴味,让先生有针对性地去探究并运用实际知识处理实践成绩;也可以针对教研室科研任务中遇到的成绩设计讨论或考虑题,以启示先生剖析、讨论有关电动力学成绩,学习并稳固电动力学知识,开辟思绪,培育科研思想。
3.倡导学导式的教学方式
在教员指点下,先生停止自学、自练,教员把先生在教学进程中的认知活动视为教学活动的主体,让先生自动地去获取知识,开展各自才能,从而到达在充沛发扬先生自动性的根底上,渗入教员的正确引导,使教学单方各尽其能,各得其所。
4.多展开课外理论活动
课外理论训练中,要留意培育先生的逻辑思想、发明性思想才能和素质。鼓舞和指点有才能的先生进入科研理论训练,参与各类科技竞赛。将先生撰写的课程小论文融入教学全进程,从中选出有质量的项目进入科研理论训练。充沛应用好物理、电子竞赛等创新平台,促进电动力学课程的教学,培育使用型、复合型、技艺型人才,加强毕业生失业才能。“电动力学”作为一门探求性课程,在课堂教学中,要突出先生的参与性,使他们自动获取而不是主动承受迷信结论,互动思想使先生觉得电动力学发人沉思,不难入门。“电动力学”与其他物理学分支具有“个性”和“特性”的关系。为了激起先生学习兴味,可以常常采用课堂讨论方式,由先生发问,在教员引导下大家讨论, 总结 得出正确结论。由于剖析“电动力学”需求运用笼统思想,所以课堂教学应充沛运用多媒体,尽量运用图像和颜色搭配,使先生树立正确的物理图像。留意“信息技术”与“电动力学”课程的无效整合,这关于全体优化教学进程,进步先生的专业知识学习效果、进步先生的信息技术才能、培育先生的协作认识和创新肉体均具有严重的理想意义。同时,可将教学实际使用到创新理论才能训练中,使用到物理、电子等各类竞赛中。
参考文献:
[1]冯云光.物理专业电动力学教学变革的探究[J].才智,2014,(19).
[2]郑伟,吕嫣.电动力学网络教学平台建立的研讨[J].沈阳师范大学学报(自然迷信版),2013,31(4):531-534.
[3]刘佳.《电磁学》与《电动力学》课程体系创新研讨[J].科技信息,2013,(11):44.
[4]熊万杰,陆建隆.对“电动力学”课程变革的探究[J].初等文科教育,2003,(6):72-75.
[5]付长宝,徐国慧,王希英.基于电动力学教学变革的学习办法讨论[J].通化师范学院学报,2009,30
试谈电力信息物理融合系统
【摘 要】嵌入式系统、计算机技术、网络通信技术的快速发展使构建未来智能电网成为了可能,基于信息物理系统(CPS)技术构建电力信息物理融合系统(CPPS)为实现未来智能电网提供了新的思路。本文对CPPS平台进行了初步研究分析,介绍了应用于CPPS中的同步PMU技术、开放式通信网络、分布式控制。
【关键词】CPPS;同步PMU;开放式通信;分布式控制
引言
受能源危机、环保压力的推动,以及用户对电能质量(QoS)要求的不断提高,当代电力系统不再符合社会的发展需求,智能电网(Smart Grid)成为未来电力系统的发展方向。智能电网的发展原因主要有以下几个方面:
1)分布式电源(Distributed Generation,DG)大量接入电网导致的系统稳定性问题。由于DG的大量接入使电网变成一个故障电流和运行功率双向流动的有源网络,增加了系统的复杂度和脆弱度,因此亟需发展智能电网以解决DG大量接入电网导致的系统稳定性问题。
2)电力用户对电能质量(QoS)要求的不断提高。现代社会短时间的停电也会给高科技产业带来巨额的经济损失,近年来发生的大停电事故更是给社会带来了难以估量的经济损失。因此,亟需建立坚强自愈的智能电网以提供优质的电力服务。
论文主体结构如下:第1部分介绍了近年来信息物理系统(Cyber Physical System ,CPS)技术的发展以及CPS与智能电网的相互关系;第2部分介绍了电力信息物理融合系统(Cyber-Physical Power System,CPPS)的硬件平台模型;第3部分介绍了同步相量测量装置(Phasor Measurement Units,PMU)技术;第4部分对CPPS中的开放式通信网络进行了初步分析;第5部分对CPPS的分布式控制技术进行了简单介绍;最后第6部分做出全文总结。
1 CPS与智能电网的相互关系
CPS技术的发展得益于近年来嵌入式系统技术、计算机技术以及网络通信技术等的高速发展,其最终目标是实现对物理世界随时随地的控制。CPS通过嵌入数量巨大、种类繁多的无线传感器而实现对物理世界的环境感知,通过高性能、开放式的通信网络实现系统内部安全、及时、可靠地通信,通过高精度、可靠的数据处理系统实现自主协调、远程精确控制的目标[1]。
CPS技术已经在仓储物流、自主导航汽车、无人飞机、智能交通管理、智能楼宇以及智能电网等领域得以初步研究应用[2]。
将CPS技术引入到智能电网中,可以得到电力信息物理融合系统(Cyber-Physical Power System,CPPS)的概念。为了分析CPPS与智能电网的相互关系,首先简单回顾一下智能电网的概念。目前关于智能电网的概念较多,并且未达成一致结论。IBM中国公司高级电力专家Martin Hauske认为智能电网有3个层面的含义:首先利用传感器对发电、输电、配电、供电等环节的关键设备的运行状况进行实时监控;然后把获得的数据通过网络系统进行传输、收集、整合;最后通过对实时数据的分析、挖掘,达到对整个电力系统运行进行优化管理的目的[3-4]。
从上文关于CPS和智能电网的介绍中可以看出,CPS与智能电网在概念上有相通之处,它们均强调利用前沿通信技术和高端控制技术增强对系统的环境感知和控制能力。因此,在CPS基础上建立的CPPS为促进电力一次系统与电力信息系统的深度融合,最终实现构建完整的智能电网提供了新的思路和实现途径。
2 CPPS的硬件平台架构
基于分布式能源广泛接入电网所引起的系统稳定性问题以及建立坚强自愈智能电网的总体目标,建立安全、稳定、可靠的智能电网成为未来电力系统研究的重要方向,同时也是CPPS研究的主要内容。
传统的电力系统监测手段主要有基于电力系统稳态监测的SCADA/EMS系统和侧重于电磁暂态过程监测的各种故障录波仪,保护控制方式主要有基于SCADA主站的集中控制方式和基于保护控制装置安装处的就地控制方式[5]。就地控制方式易于实现,并且响应速度快,但是由于利用的信息有限,控制性能不够完善,不能预测和解决系统未知故障,对于电力系统多重反应故障更不能准确动作。集中控制方式利用系统全局信息,能够优化系统控制性能,但是计算数据庞大、通信环节多,系统响应速度慢,并且现有SCADA系统主要对电力系统进行稳态分析,不能对电力系统的动态运行进行有效地控制。
针对目前电力系统监测、控制手段的不足,要建立坚强自愈的未来智能电网,必须建立相应的广域保护的实时动态监控系统,CPPS的硬件平台就是在此基础上建立起来的。
CPPS的硬件平台6层体系架构如图1所示,主要包括:物理层(电力一次设备)、传感驱动层(同步PMU)、分布式控制层(智能终端单元STU、智能电子装置IED等)、过程控制层(控制子站PLC)、高级优化控制层(SCADA主站控制中心)和信息层(开放式通信网络)。
其中,底层的物理层是指电力系统的一次设备,如发电厂、输配电网等。传感驱动层主要用于对电力系统的动态运行参数进行实时监控,测量参数包括电流、电压、相角等,在CPPS中广泛使用的测量装置是同步PMU。分布式控制层主要包括各STU/IED,为广域保护的分布式就地控制提供反馈控制回路。过程控制层主要指枢纽发电厂和变电站的控制子站,是CPPS的重要组成部分,通过收集多个测量节点的数据信息,建立系统层面的控制回路,并做出相应的控制决策。高级优化控制层是指调度中心控制主站,主要为电力系统的动态运行提供人工辅助优化控制。顶层的信息层即智能电网的开放式通信网络,注意信息层并不是单独的一层,而是重叠搭接CPPS的各个分层,为CPPS内部各组件提供安全、及时、可靠的通信。
上文给出了CPPS的硬件平台模型,但要在电力系统中具体实现CPPS,涉及诸多方面的技术难题,下面对CPPS中的同步PMU、开放式通信网络以及分布式控制等分别加以简单介绍。
3 同步PMU测量技术
同步PMU是构建CPPS的基础,它为CPPS中广域保护的动态监测提供了丰富的测量数据。同步PMU装置主要对电力系统内部的同步相量进行测量和输出,装设点包括大型发电厂、联络线落点、重要负荷连接点以及HVDC、SVC等控制系统,测量数据包括线路的三相电压、三相电流、开关量以及发电机端的三相电压、三相电流、开关量、励磁电流、励磁电压、励磁信号、气门开度信号、AGC、AVC、PSS等控制信号[6]。利用测得的数据可以进行系统的稳定裕度分析,为电力系统的动态控制提供依据。
同步PMU的硬件结构框图如图2所示。
其中,GPS接收模块将精度在±1微秒之内的秒脉冲对时脉冲与标准时间信号送入A/D转换器和CPU单元,作为数据采集和向量计算的标准时间源。由电压、电流互感器测得的三相电流、电压经过滤波整形和A/D转换后,送到CPU单元进行离散傅里叶计算,求出同步相量后再进行输出。注意,发电机PMU除了测量机端电压、电流和励磁电压、电流以外,还需接入键相脉冲信号用以测量发电机功角[7]。
4 CPPS的开放式通信网络
建立CPPS的开放式通信网络,应该在保证安全、及时、可靠的通信的基础上,使系统具有高度的开放性,支持自动化设备与应用软件的即插即用,支持分布式控制与集中控制的结合。对于建立的开放式通信网络,需要进行通信实时性分析、网络安全性和可靠性分析。
IEC 61850标准的应用
IEC 61850标准作为新一代的网络通信标准而运用于智能变电站中,支持设备的即插即用和互操作,使智能变电站具有高度的开放性。IEC 61850标准是智能变电站的网络通信标准,同时正在进一步发展成为智能电网的通信标准[8],因此,使用IEC 61850作为CPPS通信网路的通信标准是最佳选择。
IEC 61850的核心技术[9]包括面向对象建模技术、XML(可扩展标记语言)技术、软件复用技术、嵌入式 操作系统 技术以及高速以太网技术等。
通信网络配置与分析
对于CPPS开放式通信网络的网络配置,可参考智能变电站的三层二网式网络结构配置,构建CPPS的3层式通信网络,如图3所示。
其中,底层为位于发电厂、变电站和重要负荷处的大量PMU、STU/IED,分别负责采集实时信息和执行保护控制功能。中间层为控制子站(过程控制单元PLC),每个控制子站与多个PMU、STU/IED相连,以完成该分区系统层面的保护控制,并根据需要将数据上传到SCADA主站控制中心。SCADA主站控制中心接收各控制子站的上传数据,处理以后将控制信息下发到各控制子站,以实现CPPS的广域保护控制功能。注意,各层设备均嵌入GPS实现精确对时,保证全系统的同步数据采样。
5 CPPS的分布式控制机理
要建立坚强自愈的智能电网,必须利用新型控制机理建立可靠的电力控制系统。根据电力故障扩大的路径和范围以及故障的时间演变过程,文献[10-11]中提出建立时空协调的大停电防御框架,建立了电力系统的3道防线,为实现智能电网的广域动态保护控制奠定了良好的基础。
电力系统的分布式控制(Distributed Control,DC)是相对于传统的SCADA主站集中控制方式而言的,指的是多机系统,即用多台计算机(指嵌入式系统,包括PLC控制子站和STU/IED等)分别控制不同的设备和对象(如发电机、负荷、保护装置等),各自构成独立的子系统,各子系统之间通过通信网络互联,通过对任务的相互协调和分配而完成系统的整体控制目标[12]。分布式控制的核心特征就是“分散控制,集中管理”。在电力系统的3道防线的基础上,结合分布式控制技术,建立CPPS的3层控制架构,如图4所示。
其中,分布式控制层主要是在故障发生的起始阶段(缓慢开断阶段)采取的控制 措施 ,其控制目标应该是保证系统在不严重故障下的稳定性,防止故障的蔓延。过程控制层是在系统已经发生严重故障时(级联崩溃开始阶段)所采取的广域紧急控制措施,需要付出较大的代价。通常针对可能会使系统失稳的特定故障,往往需要投切非故障设备以保证系统的稳定性。广域的紧急控制措施应该在故障被识别出的第一时间立即实施,控制措施实施越晚,控制效果越差。优化控制层是在前两层控制均拒动或欠控制而没有取得控制效果,同时在检测到各种不稳定现象后所采取的控制措施,通常需要进行多轮次的切负荷和振荡解列。在电力恢复阶段,要有自适应的黑启动和自痊愈的控制方案。
6 结语
将CPS 方法 引入到电力系统中,建立CPPS的模型平台,为建立坚强自愈的智能电网提供新的思路。文中对CPPS中的同步PMU测量技术、开放式通信 网络技术 、分布式控制技术分别进行了简单介绍。
21世纪是知识爆炸的时代,大学物理也不例外。这是我为大家整理的大学物理学术论文,仅供参考!
中学物理中的物理模型
摘要:本文阐述了物理模型的概念、功能,中学物理教材中常见的六种物理模型,物理模型在中学物理教学中地位和作用,以及中学阶段在物理模型的教学过程中应该注意的若干问题。
关键词:中学物理;教学;物理模型
一、物理模型的概念及功能
物理学所分析、研究的实际问题往往很复杂,有众多的因素,为了便于着手分析与研究,物理学往往采用一种“简化”的方法,对实际问题进行科学抽象化处理,保留主要因素,略去次要因素,得出一种能反映原物本质特性的理想物质(过程)或假想结构,此种理想物质(过程)或假想结构就称之为物理模型。
物理模型按其设计思想可分为理想化物理模型和探索性物理模型。前者的特点是突出研究客体的主要矛盾,忽略次要因素,将物体抽象成只具有原物体主要因素但并不客观存在的物质(过程),从而使问题简化。如质点模型、点电荷模型、理想气体模型、匀速直线运动模型等等。后者的特点是依据观察或实验的结果,假想出物质的存在形式,但其本质属性还在进一步探索之中。如原子模型、光的波粒二象性模型等等。
人们建立和研究物理模型的功能主要在于:
一是可以使问题的处理大为简化而又不会发生大的偏差,从中较为方便地得出物体运动的基本规律;
二是可以对模型讨论的结果稍加修正,即可用于对实际事物的分析和研究;
三是有助于对客观物理世界的真实认识,达到认识世界,改造世界,为人类服务之目的。
二、中学物理教材中经常碰到的几种物理模型
物理模型就它在实际问题中所扮演角色或所起作用的不同,可分为:
1.物理对象模型 即把物理问题的研究对象模型化。
例如质点,舍去和忽略形状、大小、转动等性能,突出它具有所处位置和质量的特性,用一个有质量的点来描述,又如点电荷、弹簧振子、单摆、理想变压器、理想电表等等,都是属于将物体本身的理想化。
另外诸如点光源、电场线、磁感线等,则属于人们根据它们的物理性质,用理想化的图形来模拟的概念。
2.物理过程模型 即把研究对象的实际运动过程进行近似处理。排除其在实际运动过程中的一些次要因素的干扰,使之成为理想的典型过程。
如研究一个铁球从高空中由静止落下的过程。首先应考虑吸引力,由公式F=GMm�r2可知,铁球越接近地面,F就越大,其次还要考虑空气阻力、风速、地球自转等影响。这样考查铁球下落运动过程就显得十分复杂,研究起来十分不便。为此,我们在研究过程上突出铁球下落的主要因素,即受重力作用,而忽略其它次要影响,并把重力视为恒力,通过如此简化,使研究问题简化,其研究结果也不致影响到基本规律的正确性。从而成为物理学中一个典型的运动过程,即自由落体运动。这种物理模型称之为过程模型。
教材中的匀速直线运动、简谐振动、弹性碰撞;理想气体的等温、等容、等压、绝热变化等等都是将物理过程模型化。
3.物理条件模型 如自由落体运动规律就是在建立了“忽略空气阻力,认为重力恒定”的条件模型之后才得出来的。力学中的光滑斜面;热学中的绝热容器;电学中的匀强电场、匀强磁场等等,也都是把物体所处的条件理想化了。
4.物理等效模型 即通过充分挖掘原有物理模型的特征去等效具有相似性质或特点的现象和相似运动形态的物质和运动。如将理想气体分子等效为弹性小球,并用弹性小球对器壁的碰撞去解释和推导气体压强公式,用单摆振动模型去等效类比电磁振荡过程等等。
5.物理实验模型 在实验的基础上,抓住主要矛盾,忽略次要矛盾,然后根据逻辑推理法则,对过程作进一步的分析,推理,找出其规律,得出实验结论。
如伽利略就是从斜槽上滚下的小球滚上另一斜槽,后者坡度越小,小球滚得越远的实验基础上提出了他的理想实验――在无摩擦力情况下,从斜槽滚下的小球将以恒定的速度在无限长的水平面上永远不停地运动下去,从而推翻了延续两千多年的“力是维持物体运动的不可缺少”的结论,为惯性定律(牛顿第一定律)的产生奠定了基础。
再如在研究电场强度时,设想在电场中放置一个不会引起电场变化的点电荷,去考查它在各点的F�q值等等。
6.物理数学模型 即建立以物理模型为描述对象的数学模型,进行对客观实体近似的定量计算,从而使问题由繁到简。如单摆的摆线与竖直方向的夹角不得大于50,使弧线计算转化为三角计算等等。
三、物理模型在中学物理教学中的地位和作用
1.建立正确鲜明的物理模型是物理学研究的重要方法和有力手段之一
物理学所研究的各种问题,在实际上都涉及许多因素,而模型则是在抓住主要因素,忽略次要因素的基础上建立起来的。它具有具体形象、生动、深刻地反映了事物的本质和主流这一重要属性。
如“质点”模型,在物体的宏观平动运动中,描述运动的物理量位移、速度、加速度等对同一物体来说其上各点都相同,在这些问题的研究中,运动物体的大小和形状是可不考虑的,故可将运动物体质点化,即用质点模型来取代真实运动的物体。
2.正确鲜明的物理模型本身就是重要的物理内容之一,它与相应的物理概念、现象、规律相依托
人们认识原子结构的进程中,从汤姆逊模型到卢瑟福模型的飞跃就是生动的反映。
爱因斯坦光电效应方程的建立成功地解释了光电效应,而它是建立在反映光粒子性的“光子”模型之上的。
诸多的事实都在说明大凡物理现象、过程、规律都直接与之相应的物理模型关联着;一定的物理模型又是最生动最集中地反映着相应的物理概念、现象、过程和规律,二者密不可分。
3.正确鲜明的物理模型的建立,使许多抽象的物理问题变得直观化、具体化、形象化
例如,电场线对电场的描述,磁感线对磁场的描述。分子模型对理解分子动理论的基本观点,原子核式结构对a粒子散射实验现象的解释;光子模型对光的粒子性的理解等等,凡是学物理的人都会感受到物理模型所给予的无可争辩的重要作用。
四、物理模型的教学要着眼于学生掌握建立正确鲜明的物理模型这一根本方法
物理模型是物理基础知识的一部分,属物理概念的范畴。学习前人为我们创造的各种物理模型是完成教学内容的重要组成部分,培养学生掌握这一方法,即对一个具体的物理内容、现象或过程能反映出一幅鲜明的“物理图景”,是培养学生科学思维能力的一个重要方面。为此,我们在教学中应注意如下几点:
1.讲清各物理模型设计的依据。物理模型看上去是独立的,但设计物理模型的思想是相通的。
2.讲授物理模型要前后呼应,触类旁通。运动学中建立的“质点”模型,发展到质点动力学中,万有引力定律中,以至物体转动问题中,还可引伸到单摆中的摆球,弹簧振子中的振子,甚至帮助我们建立电学中的点电荷模型,光学中的点光源模型。
3.物理模型思维贯穿在物理教学的过程中,随着人们对某个物理问题认识的不断深刻和提高,物理模型也必将随之完善和准确。例如对于光本性的问题,人们从牛顿的微粒说,惠更斯的波动说、电磁说、粒子说到波粒二象性,在此发展过程中光的模型也随之一次次地得到深化。
4.在平时的例题教学中也是处处体现了物理模型的重要地位和作用。解答各类物理习题,学生能否依据题意建立起相应的物理模型,是解题成败的重要环节。如果解题者所理解的题意中的物理模型与命题者的设计模型一致,题意就必然变得清晰鲜明,习题的难点便会随之而突破,这种例子是垂手可得的。
总之,物理模型的教学确实需要我们予以足够的重视,这个问题对提高我们的物理教学水平关系甚大。
物理猜想与中学物理教学
【摘 要】阐述物理猜想在中学物理教学中的意义及教师在物理课堂教学中引导学生进行物理猜想的方法。
【关键词】中学 物理猜想 物理教学
【中图分类号】 G 【文献标识码】 A
【文章编号】0450-9889(2014)11B-0076-02
随着基础教育课程改革的逐步深入,在新课程标准中,对高中生在学习物理过程中的学习能力提出了更高的要求,由此教会学生运用物理猜想方法可以让学生更有效地学好物理。为了促进中学生学会运用物理猜想方法,新课程的物理教材刻意设计了许多研究物理现象的活动。以此增进学生对物理知识的理解,提高学生学习物理知识的能力,例如提出问题、猜想与假设、合作与交流等能力。这些基本能力是确保科学研究各种物理现象得以顺利进行的前提和基础。只有通过猜想、假设,并经过许多的研究活动,才能使研究物理现象过程顺利完成。根据笔者这十多年的教学经验,总结出物理猜想对高中物理教学的作用以及如何通过物理猜想提高物理教学的经验,现浅谈自己的看法。
一、物理猜想对中学物理教学有着重要的意义
新课标义务教育阶段的物理课程中,提出要鼓励学生积极大胆地进行科学研究,使学生从基本的科学研究过程中学到科学研究的方法,最终达到提高他们的科学研究能力的目的。使学生养成尊重事实、大胆想象的科学习惯,发扬研究真理的科学精神;培养学生敢于质疑、勇于创新、战胜困难的信心和决心。在中学物理教学中教师的作用是引导学生进行科学猜想,引导学生进行科学探索活动,提升他们的科学探索创新能力。鼓励他们在研究活动过程中,根据已经了解的物理知识和物理现象,进行猜想与假设,然后设计实验,通过亲自动手做实验来验证自己的猜想与假设。因此,要达到新课标中的要求,笔者认为猜想在新课程标准的教学过程中的运用起到了关键的作用。物理猜想的运用是教育教学发展的要求,也是促进物理教育教学改革和发展的需要。笔者认为运用物理猜想法在中学物理教学中有以下几个重要的意义。
1.提高学生学习兴趣和增进学生学习主动性
学生往往对新生事物比较好奇,都希望能够尽快了解其中的知识、规律和奥秘。如果在中学物理教学过程中多鼓励学生对所要学习的物理现象猜想出其可能出现的某些现象或规律,那么不但能增强学生的新奇心,而且还能激发学生的探究意识和能力,使他们更能积极地深入到学习新知识当中。锻炼和培养中学生的物理猜想能力,能提高学生对研究物理问题的兴趣和欲望。兴趣和欲望正是学生学习物理知识的动力。因此,物理猜想是提高学生学习兴趣和增进学生主动学习的好方法。
2.提高学生的思维能力
在中学物理教学过程中,教师要经常通过提出问题并引导学生根据他们现有知识和理解问题的能力进行猜想,经过观察、实验、归纳、总结等进行严格推理和验证,使学生在学习物理知识的过程中逐渐提高他们的发散思维能力,也使他们思想更加灵活。因此通过猜想法不仅使学生容易理解和掌握物理知识,而且有利于提高学生的思维能力。
3.有利于学生巩固所学的物理知识
物理猜想是学生根据自己的思维意识进行推测,是开放性的思维方式。经过对事物仔细观察和辩别认识,提高了学生对事物整体性的研究,促进学生的思维进程,使学生迅速地理解和掌握新知识。如果这些新知识是由学生自己主动猜想后经过验证推理得来的,那么学生就比较容易接受。因此,这些物理现象及规律就会深深刻印在学生的心里,巩固这些新的物理知识。
4.培养学生创新能力
在新课程标准中,特别着重对中学生创新能力培养。科学的物理猜想是培养中学生创新能力的主要方法之一。科学的物理猜想对中学生创新能力的培养起着积极的作用,它能提高学生的反应能力和灵活解题能力。因此,科学的物理猜想能够非常有效地提高中学生的创新能力。
二、教师在物理课堂教学中引导学生进行物理猜想的方法
教师在教学过程中为了尽可能地发挥学生的想象能力,要根据学生现已掌握的物理知识、兴趣爱好和想象能力等引导学生提出猜想。教师如何更好地引导学生运用已掌握的物理知识和技能来构建出新的物理猜想呢?笔者认为,教师在实际教学过程中需要讲究提出猜想一些方法。
1.启发学生根据自己各种经历、各种经验和已学的知识提出猜想
科学发展的经验告诉我们,科学的猜想并非胡乱猜测,它需要有科学依据,要根据学生的经历、经验、生活常识等提出猜想。爱因斯坦创立的“相对论”起初就是根据前人的经验、自己的经历以及自己掌握的科学知识提出的猜想,然后通过观察、推理、推导、证明,才提出了理论依据,最后才建立了举世闻名的“相对论”。例如,在学习“自由落体运动”时,先让学生观察羽毛和铁片在有空气的玻璃管中同时下落的情况,再启发他们猜想如果将玻璃管中的空气抽出后,再让羽毛和铁片同时下落会出现什么情况。让学生猜想并记下这些猜想,然后通过演示实验让学生观察,最后得出结论。这种通过启发学生猜想和实验演示相结合的教学方法,更能加深学生理解所学的物理知识。
2.激励学生讨论,诱发物理猜想
在教学过程中学生引导学生进行猜想时,应该将学生分成几个组,让各组提出各自不同的猜想,并由他们各自陈述自己猜想的理由和依据。激励他们讨论、争辩,经过讨论和争辩提高他们对物理猜想的兴趣和对物理猜想的积极性。例如,在学习“牛顿第二定律”时,将同学们分成两个小组,一组猜想物体的加速度与力的关系,另一组猜想物体的加速度与质量的关系,然后让他们分别做实验,得出结论。教师在课堂中认真听取各组学生的观点后,引导诱发他们讨论并猜想加速度与力及质量的关系,最后总结出牛顿第二定律。这样能更好地完成教学任务,取得更好的教学效果。
3.鼓励学生大胆猜想
在教学过程中许多学生由于害怕自己提出的猜想被其他同学取笑或者自己提出的猜想不正确被老师责怪而羞以启齿,这时教师应该鼓励、引导学生大胆猜想,消除他们的顾虑。例如,研究玻璃的折射率时,可以猜想单色光通过平行玻璃砖后传播方向是否发生改变。先鼓励学生大胆进行猜想其出射的方向,并记下来。不管他们的猜测是否合理、准确,教师都要持平和的态度,让实验验证结果。只有这样才能提高学生的学习积极性,增强学生科学猜想的意识。
4.创造良好的猜想条件
在教学过程中,当教学到有利于培养学生猜想能力的内容时,教师应该积极引导鼓励学生进行猜想。例如,在“楞次定律”教学中,教师在课堂演示让磁体的N极靠近闭合的铝环的实验之前,先启发学生猜想让磁体的N极靠近闭合的铝环时会看到什么现象,让磁体的N极去靠近有缺口的铝环时又会看到什么现象。然后通过实验引导学生注意观察实验现象。同样,让磁体的S极去靠近闭合的铝环时又会出现什么情况。总之,教师要尽最大可能为学生进行猜想创造条件。
物理猜想既是一种自由尝试,也是一种严谨的创造,因此,在教学过锃中,教师要善于抓住每一个有利于提高学生猜想能力的机会,鼓励学生大胆猜想,从而提高他们的思维能力,增加他们学习物理的兴趣,进而提高物理教学的效率。
【参考文献】
[1]王较过,孟蓓.物理探究教学中培养“猜想与假设”能力的策略[J].当代教师教育,2008(6)
[2]付红周.新课程下全方位认识猜想及其在物理教学中的培养・高中物理[M].北京:人民教育出版社,2012
[3]林东槟.物理探究教学中培养猜想与假设能力的策略[J].实验教学与仪器.2013(4)
[4]蔡严娟.新课改物理探究教学中猜想与假设能力的培养[J].现代教育科研论坛.2011(5)
写作一篇创新的振动论文,需要从以下几个方面考虑:研究目的:阐明研究的目的和意义,说明该研究的意义和价值。如何从实际应用的角度出发,解决当前存在的问题。文献综述:梳理当前相关领域的研究成果和发展现状,分析其优缺点和局限性,找出尚未解决的问题,从中挖掘创新点。要注意综述内容的客观性和全面性。研究方法:在方法上采用新的思路或新技术进行研究,这些新的思路或新技术可以从其他领域或者其他国家的研究成果中借鉴。选择切合实际的方法和手段,并详细阐述其优点和适用性。实验结果和分析:展示研究的实验结果,深入分析结果,总结经验和教训,分析结果与理论预测的差异,进一步验证研究的可靠性和创新性。结论:从实验结果出发,总结研究成果,得出结论,阐明本文的创新点。在写作过程中,还需要注意以下几点:语言表达要清晰明了,结构要合理、连贯。以客观的态度展现研究成果,不夸大其词。数据和结论要有严格的逻辑性和科学性,符合学术规范和要求。对前人工作的引用和承认要准确,引用的文献要有学术价值和可信度。总之,写作创新的振动论文需要深入思考和分析,发掘出论文的研究亮点,合理选择研究方法,系统地实施研究,最终得出具有新意义的研究成果。
物理学力学论文篇3 浅析物理力学的产生及其发展 摘 要:物理力学主要是研究宏观力学的微观理论学科。研究物理力学的主要目的是通过理解微观粒子性质的相互作用,找出介质的力学性质计算方法,进而使解决力学问题建立在微观分析的基础上。本文主要探讨了物理力学的产生和发展,为有关物理力学问题的解决提供理论基础。 关键词:物理力学;产生;发展 一、物理力学发展需要解决的问题分析 在物理力学的发展过程中,我们需要解决两方面的问题,一个是关于物性的问题,另一个是有关运动规律的问题。物理力学主要通过物性及其运动规律这两个方面的微观化而成为解决问题、建立微观分析的基础。关于物性的参数主要表现为运动方程组中的系数,例如弹性系数、热导率、粘性系数、声速、比热等。为了求解运动的方程组,需要知道它们相关的数值。 在传统力学中,物性参数的数值是需要试验测定的。而在我们研究的物理力学中,是通过微观的分析以及对宏观数据分析相结合的方法计算参数的数值。我们研究物理力学,不仅是为了能够找出物质性质的微观规律,而且还需要找能够预见新物质性质的方法。 针对物理力学发展中的相关问题,先了解一下有关激波结构问题的例子。物态在激波前后会有很大的变化,在波阵面一定的厚度之内,物质是处在远离平衡的状态的。这时,对于宏观物态的参数已经不适用了。因此,我们需要从分子运用的这一个角度进行描述。像从波尔兹曼方程的角度出发,进而直接进行求解。 在上世纪60年代,一对无内部自由度的影响激波结构的问题得到了进一步发展。其发展主要得力于计算机技术的发展,从而能够使波尔兹曼方程进而得到模型数学方程,求精确解。另外,还能够实现激波管与稀薄气体风洞在较高区域的分辨率的相关方面的测量。虽然对于这些问题的处理都是初步的,但是从物理力学微观运动规律上看,确是一个非常大的进步。 还有一个相似的例子就是对爆震波反应区结构方面的研究。对于这方面的研究是比激波结构更加复杂的,解决问题的困难在于理论的复杂性,也有实验经验的不足等原因。分子气体的动力激光器中非平衡流方面的问题,主要是因为分子内部自由度性质在不断膨胀的气流中产生的自身不平衡现象。在这种迅速膨胀的气流中,分子振动的自由度两方面是不平衡的,不能够采用统一的温度对其进行描述。因此,这也是一个远离平衡的问题。 二、新技术不断推动物理力学的发展 物理力学的产生及其发展即是力学学科发展的重要趋势,也是促进现代工程技术发展的重要手段。自上世纪40年代至今,由于尖端的技术以及基础科学的不断发展与进步,力学面临着大量的超高温和超高压等特殊条件下的问题。我国著名的力学家钱学森在上世纪50年代初提出应该建立物理力学这门学科,其真知灼见把握了力学发展的大趋势,并且预见了今后突飞猛进的结果。 人类社会科学技术的不断发展,给物理力学的研究提供了更多的条件。纵观近五十年间的物理力学的发展,值得一提的是液体理论的重大进步。1972年,麦克唐纳等人计算出等压线结果和多种液体实测数据等,促进了对液体理论的研究。1997年,威尔逊提出了采用重正化群理论解决临界现象,取得了重大的进展。近20年来,对于耗散结构理论是非平衡系统的研究也取得了突破性的进展。上世纪50年代之后,原子分子物理学才重新被重视,尤其是计算机的不断应用大大地促进了这门学科的发展。其他的像分子束技术、光散射技术、中子衍射技术等都成为了研究固体以及液体微观结构的有效手段。另外,高压技术能够产生千万大气压以上的高压条件,高倍电子显微镜能够用来观测原子尺的现象等。新技术以及新发明都为进一步研究物理力学提供了有利的条件。 本文对物理力学的产生及其发展进行了相关的探讨。通过本文的研究,我们了解到,在对物理力学进行研究时,我们应该明确物理力学研究的目的,还应该充分采用新技术、新发明,将其不断应用到研究中。只要我们不断探索和实践,一定能够进一步促进物理力学的发展。 参考文献: [1]范继美.理论力学与普通物理力学的关系[J].云南师范大学学报(自然科学版),2009,(02). [2]钱学森.从原子分子物理出发,经由物理力学的思路和方法搞发明创造[J].原子与分子物理学报,2007,(02). [3]干洪.力学学科的发展现状与21世纪展望[J].安徽建筑工业学院学报(自然科学版),2001,(02)。 [4]陈卫平.现代力学发展趋势及研究课题[J].台州师专学报,2007,(06). 物理学力学论文篇4 试谈物理力学的产生及其发展分析 摘 要:物理力学主要是研究宏观力学的微观理论学科。研究物理力学的主要目的是通过理解微观粒子性质的相互作用,找出介质的力学性质计算方法,进而使解决力学问题建立在微观分析的基础上。本文主要探讨了物理力学的产生和发展,为有关物理力学问题的解决提供理论基础。 关键词:物理力学;产生;发展 一、物理力学发展需要解决的问题分析 在物理力学的发展过程中,我们需要解决两方面的问题,一个是关于物性的问题,另一个是有关运动规律的问题。物理力学主要通过物性及其运动规律这两个方面的微观化而成为解决问题、建立微观分析的基础。关于物性的参数主要表现为运动方程组中的系数,例如弹性系数、热导率、粘性系数、声速、比热等。为了求解运动的方程组,需要知道它们相关的数值。 在传统力学中,物性参数的数值是需要试验测定的。而在我们研究的物理力学中,是通过微观的分析以及对宏观数据分析相结合的方法计算参数的数值。我们研究物理力学,不仅是为了能够找出物质性质的微观规律,而且还需要找能够预见新物质性质的方法。 针对物理力学发展中的相关问题,先了解一下有关激波结构问题的例子。物态在激波前后会有很大的变化,在波阵面一定的厚度之内,物质是处在远离平衡的状态的。这时,对于宏观物态的参数已经不适用了。因此,我们需要从分子运用的这一个角度进行描述。像从波尔兹曼方程的角度出发,进而直接进行求解。 在上世纪60年代,一对无内部自由度的影响激波结构的问题得到了进一步发展。其发展主要得力于计算机技术的发展,从而能够使波尔兹曼方程进而得到模型数学方程,求精确解。另外,还能够实现激波管与稀薄气体风洞在较高区域的分辨率的相关方面的测量。虽然对于这些问题的处理都是初步的,但是从物理力学微观运动规律上看,确是一个非常大的进步。 还有一个相似的例子就是对爆震波反应区结构方面的研究。对于这方面的研究是比激波结构更加复杂的,解决问题的困难在于理论的复杂性,也有实验经验的不足等原因。分子气体的动力激光器中非平衡流方面的问题,主要是因为分子内部自由度性质在不断膨胀的气流中产生的自身不平衡现象。在这种迅速膨胀的气流中,分子振动的自由度两方面是不平衡的,不能够采用统一的温度对其进行描述。因此,这也是一个远离平衡的问题。 二、新技术不断推动物理力学的发展 物理力学的产生及其发展即是力学学科发展的重要趋势,也是促进现代工程技术发展的重要手段。自上世纪40年代至今,由于尖端的技术以及基础科学的不断发展与进步,力学面临着大量的超高温和超高压等特殊条件下的问题。我国著名的力学家钱学森在上世纪50年代初提出应该建立物理力学这门学科,其真知灼见把握了力学发展的大趋势,并且预见了今后突飞猛进的结果。 人类社会科学技术的不断发展,给物理力学的研究提供了更多的条件。纵观近五十年间的物理力学的发展,值得一提的是液体理论的重大进步。1972年,麦克唐纳等人计算出等压线结果和多种液体实测数据等,促进了对液体理论的研究。1997年,威尔逊提出了采用重正化群理论解决临界现象,取得了重大的进展。近20年来,对于耗散结构理论是非平衡系统的研究也取得了突破性的进展。上世纪50年代之后,原子分子物理学才重新被重视,尤其是计算机的不断应用大大地促进了这门学科的发展。其他的像分子束技术、光散射技术、中子衍射技术等都成为了研究固体以及液体微观结构的有效手段。另外,高压技术能够产生千万大气压以上的高压条件,高倍电子显微镜能够用来观测原子尺的现象等。新技术以及新发明都为进一步研究物理力学提供了有利的条件。 本文对物理力学的产生及其发展进行了相关的探讨。通过本文的研究,我们了解到,在对物理力学进行研究时,我们应该明确物理力学研究的目的,还应该充分采用新技术、新发明,将其不断应用到研究中。只要我们不断探索和实践,一定能够进一步促进物理力学的发展。 参考文献: [1]范继美.理论力学与普通物理力学的关系[J].云南师范大学学报(自然科学版),2009,(02). [2]钱学森.从原子分子物理出发,经由物理力学的思路和方法搞发明创造[J].原子与分子物理学报,2007,(02). [3]干洪.力学学科的发展现状与21世纪展望[J].安徽建筑工业学院学报(自然科学版),2001,(02)。 [4]陈卫平.现代力学发展趋势及研究课题[J].台州师专学报,2007,(06). 猜你喜欢: 1. 物理学史论文3000字 2. 高中物理力学论文范文 3. 物理学生论文力学 4. 物理学术论文3000字
机床工作时产生振动,不仅会影响机床的动态精度和被加工零件的质量,而且还要降低生产效率和刀具的耐用度。振动剧烈时甚至会降低机床的使用性能,不仅如此,伴随振动所产生的噪声可能刺激操作工人,引起疲倦,导致工作效率下降。故振动问题必须引起我们足够的重视。随着科学技术的飞跃发展,对机器零件的制造精度和表面质量提出了更高的要求,从而机床振动问题的研究成为研制、生产和使用机床部门必须面对的重大课题。研究机床振动的目的,在于探究机床振动发生的原因,谋求防止和消除机床振动的方法,以及研制抗振性更佳的机床。本文对机床的振动危害及减振方法做了一定的讨论及研究。机床的减振方法从理论上来说,一般有四种途径:1、减少激振力P。2、增大系统的阻尼 。3、增大系统中的刚度K。4、提高系统的固有频率 或改变激振频率 ,以使两者远离。本文主要是对卧式铣床的振动减振系统的实验特性的研究,由于铣床的外部环境及本身构造在其的研究中可看做是不可改变的因素,所以可以实现的减振方法只有附加谐振系统在振动结构上用以抵消原振动,以达到减振的目的。故本文主要讨论的减振方法属于阻尼消振的一种,即安装减振器或类似结构以抵消卧式铣床悬臂梁本身的振动,以达到减振的目的。本文的研究主要可以分为以下三个部分:首先,参照X62W型铣床,设计了一台用于减振试验的铣床模型机。铣床模型机模拟了铣床的主要结构,包括底座、立柱、刀轴等,并根据需要添加了减振槽、挂架及相当于偏心轮的模拟铣刀等结构。盛放不同规格钢球的减振槽相当于一个阻尼消振器,利用钢球之间及其与槽壁之间的碰撞摩擦,消耗铣床模型机的振动能量,以达到减振的目的。其次,是对模型机固有频率的测定。这是试验最基本和首要的一步,用以作为标准衡量之后减振试验效果的好坏。本文讲述了三种模型机的激振方法:1、稳态正弦激励法:稳态正弦激励又称简谐激振,它是通过激振设备对被测试对象施加频率可控的简谐激振力,常用的激振设备是频带宽、波形好的电磁激振系统,由扫描信号发生器,功率放大器和激振器组成。 2、脉冲激励法:脉冲激振是用一把装有力传感器的锤子(又叫脉冲锤)敲击试件,它对试件的作用力为近似正弦波,其有效频率范围决定于脉冲持续时间τ,锤头垫愈硬τ越小,则频率范围愈大。使用适当的锤头垫材料可以得到要求的频带宽度,改变锤头配重块的质量和敲击加速度可调节激振力的大小。3、施加偏心激振力法:在模型机设计中,在模拟铣刀上设计了一通孔,使模拟刀具相当于一偏心轮,在高速旋转的状态下,即对系统产生一离心激振力,对调频电动机转速进行调节可改变激振力的大小。在本次试验中,主要是利用正弦激励法测定了模型机的固有频率,由于时间和条件限制,脉冲法只做了一组用于对比,最后一种方法仅作为设想来介绍。最后,减振试验由于是多因素,多水平试验,要得到全面准确的试验结果,工作量十分大。故采用了科学的正交试验方案,既减少了试验次数,又可得出全面的结论。正交设计(Orthogoual design)简称正交设计(Orthogoual),它是利用规格化的正交表(Orthogoual table),科学的安排与分析多因素试验的方法,使目前最常用的方法之一。正交表是指利用“均衡搭配”与“整齐可比”这两条基本原理,从大量的全面实验方案中,挑选出少量具有代表性的实验点,所制成的排列整齐的规格化表格。在本次的实验中,安排了五组钢球减振实验以及一组沙子的减振实验。其中,钢球减振的前四组分别是根据钢球排列层数(包括两层及三层)、重量及规格设计的正交试验方案,第五组是一组为更好得到钢球大小和槽数对实验结果影响的对比而做的全面试验。另外,为对比钢球及其他材料的减振效果,还做了一组根据沙子重量设计的正交试验。六组实验的数据对比及结果分析从一定程度上说明了利用钢球减振的可能性。在对振动问题的研究分析之外,本文也对现今国内外机床动态性能的研究作了一定的介绍,并指出了未来的研究趋势。 在本文的撰写过程中,参考了大量有关机床振动、动力学及冲击测试、试验模态分析等的有关书籍,并且得到了指导老师及同学的帮助。但由于时间及条件限制,可能存在一些不足之处,希望评阅老师指出并原谅。第2章 机床振动问题的分析2.1 机床减振问题的提出机床工作时产生振动,不仅会影响机床的动态精度和被加工零件的质量,而且还要降低生产效率和刀具的耐用度。振动剧烈时甚至会降低机床的使用性能,不仅如此,伴随振动所产生的噪声可能刺激操作工人,引起疲倦,导致工作效率下降。故振动问题必须引起我们足够的重视。当开动机床进行加工时,由于机床各运动部分彼此发生一定规律的相对运动,因而其摩擦表面上必然有摩擦力作用着。机床回转部分不平衡等因素必将使回转系统受到离心力的作用。切削过程中刀具切入工件去除金属层,将会使整个机床系统受到切削力作用。这些作用力并非保持常值,有的是周期性变化的,有的可能同系统某些元件的刚度轴线有一定的方位关系等。这些力在某些条件下会起一定的激振作用,从而使整个机床系统或其零部件发生各种类型的振动。机床振动一般分为三大类:1、自由振动2、受迫振动3、自激振动。铣床的振动主要与切削过程有关,它包括由于铣刀齿间断切削和切削截面积变化所引起的受迫振动,以及由于切削力的变化所激发的颤振,从抗振角度来看,铣床是在繁重的条件下工作的,这是由于:1、切削力的变化较大。2、切除薄而宽的切屑,特别是用圆柱铣刀铣平面时。3、在使用最普遍的升降台铣床上,工作台必须按三个互相垂直的方向相对于主轴移动,这样就影响到铣床的刚度。综上所述,机床振动是必须引起注意的一个重要的问题。随着科学技术的飞跃发展,对机器零件的制造精度和表面质量提出了更高的要求,从而使机床振动问题的研究成为研制、生产和使用机床部门必须面对的重大课题。研究机床振动的目的,在于探究机床振动发生的原因,谋求防止和消除机床振动的方法,以及研制抗振性更佳的机床。本文主要是针对卧式铣床的振动及减振问题的研究。2.2 机床振动产生的原因及减振方法2.2.1 机床振动产生的原因机床振动按产生的原因一般分为:自由振动、受迫振动、自激振动。一般来说,我们主要是研究受迫振动及自激振动的产生原因,并寻找减少及消除这两种振动的方法。1、自由振动:自由振动是指当系统的平衡被破坏,只靠其弹性恢复力来维持的振动。振动系统作自由振动时的频率就是系统的固有频率。2、受迫振动:受迫振动是指在外激振力扰动下激发的振动。例如在车床,铣床和磨床上,常见到回转主轴系统的受迫振动,其频率取决于回转主轴系统的转速。发生受迫振动的原因是多种多样的,主要振源有以下这些:(1)地基引起的机床振动。一般说来,如果不把机床与地基的振动隔绝起来,那么要在机床上加工出精度和表面光洁度很高的零件是不可能的。地基振动程度的大小取决于两个因素,一是由附近设备和通道运输引起的振动强度,二是土壤,楼板和建筑承载结构的谐振特性。地基的固有振动频率常在由上述设备产生的激振力的频率范围内。(2)高速回转的机床不平衡部件和工件引起的振动。当机床的回转运动装置工作时,最强烈的受迫振动就是不平衡部件高速回转时所产生的激振力。例如电机的转子、主轴部件,装刀具的不平衡的刀杠。由此引起的受迫振动的频率,大致是这些部件每秒钟相应的转速。当用回转刀具工作时,例如在坐标镗床或金刚镗床上,强烈的振源来自刀具系统主轴部件的不平衡度。(3)机床传动机构的缺陷所引起的振动。制造不精确或安装不良的齿轮会产生周期性的力而传动到机床回转或移动部件上,并在一定条件下可能成为受迫振动的振源。皮带传动中皮带的接头,三角皮带制造上的缺陷,轴承滚动体的不均匀等都会引起受迫振动。(4)切削过程的间歇特性引起的振动。在许多情况下,加工方法本身导致切削力的周期性变化,这种变化是由于刀齿间歇地依次工作所引起的。在铣削加工时,一个周期性变化的切削力作用在铣刀上,在间歇切削时这个力的峰值是很高的,从而使铣床主轴系统承受更大的负荷。从动力学的观点来看,如果铣床使用不同刀齿数的铣刀,就一定会碰到各种可能的频率,当切削力的某些频率接近传动系统的某些扭转振动的固有频率时,会有一些危险。(5)往复运动的机床部件的惯性力所引起的振动。具有往复运动部件的机床中,最强烈的振源就是部件改变运动方向时所产生的惯性力。3、自激振动:自激振动是指机械系统由于外部能量与系统运动相耦合,(即系统的非振荡性能源通过反馈装置)形成振荡激励所产生的振动,当振动停止,振荡激励随之消失。振动频率接近于系统固有频率。此外,还有机床工作台等移动部件在低速运行时所发生的张弛摩擦自激振动(俗称爬行)。在自激振动中,把金属切削过程中表现为刀具与工件之间强烈相对振动的一种称为“颤振”。机床颤振一般分为两类:第一类颤振出现于未经切削加工的毛胚表面。当第一次切削毛胚时在加工表面留下波纹(振纹)。这种颤振称为“初生颤振”。第二类颤振是在经过一次切削加工并留有振纹的工件表面进行第二次切削加工时形成的。发生自激振动的原因,主要有以下这些:(1)切削过程中,由于存在欠阻尼特性而引起初生颤振。(2)前一次在工件表面产生的振纹,将使第二次走刀的切削深度发生周期性的变化,从而产生交变力而加强颤振。(3)由于机床结构本身特性所引起的机床颤振。
你好你是要这份资料还是要写这个题目呢?写论文是科研最基础的。 第一,你在写论文的时候先确定你的论点,也就是你这篇论文是关于什么,是要论证什么东西,一般来说,也只有你对这个比较熟悉有一定的基础才能进行研究。 第二,在确定好论文方向后你可以查阅相关的书籍,一般包括一手和二手资料,一手就是关于你论证对象的资料,二手就是另外一些学者对于该对象的研究成果,比如你要研究鲁迅的话,第一手资料就是鲁迅的作品,第二首资料就是其他人关于鲁迅作品研究的成果。这些成果你都可以引用,但是在引用的时候必须注明出处,也就是你用了谁的观点,包括作者、作品名、出版社第几年第几版、第几页,这些写在论文的结尾处,以注释说明。 第三,摘要,摘要就是你论文研究的论点是什么,大概内容是什么,你有什么新看法。摘要一般不多,规范论文的摘要字数在200到500字之间,一般300字左右。 第四,关键字,关键字是抽取你论文的最主要的字眼,但是这字眼能明白看出你论文的大意的。比如你研究鲁迅的《阿Q正传》的,关键字可以有:鲁迅,阿Q正传,国民性,精神胜利法,革命。一般关键字为3到5个。 第五,正文,主要就是关于你的论点展开论述了。一般的论文的都在5000字以上,如果你是一个学生,小论文的话字数一般3000到5000字,而且标准也不高。当然,毕业论文除外。 第六,注释,注释就是关于你的参考作品,标明出处,也可以对于某些观点再做论述,但是一般字数不要太多。 第七,如果你有指导教师的话,在此表示感谢,有则可,没有不强求。 如果你写的是很重要的论文的话,一般还有英文摘要,错别字概率一般在万分之一,如果不是很严格的论文也不会有这些要求。最关键的就是正文了,一般你要有自己新颖的观点,但是不能哗众取宠,牵强附会,还要有结构层次,不能杂乱无章,也就是由浅到深。论文是实证性的,最好不要加入你的主观价值判断,就是最好不要有“应该”两个字,你不能告诉别人应该怎么做。
写振动论文的关键是在现有研究基础上提出创新点,表明自己对研究领域有深入的理解和洞察力。以下是可能有助于写出创新性的振动论文的建议:1. 选取领域前沿问题: 选择当前该领域中最新的、最具挑战性的问题进行研究。这样可以更好地展现个人研究的深度和广度,突出创新点。2. 提供新的解决方案: 在研究问题的过程中,需要提出新的解决方案,以突显论文的创新性和实用性。尤其是要结合自己的研究背景和实践经验,发现问题并提供解决方案。3. 开发新型振动控制算法: 研究发现很多现有算法不够灵活或者不够准确,因此可以通过自主设计新型振动控制算法来解决这些问题。同时,通过与其他领域的交流,结合机器学习、深度学习等技术,不断探索新的振动控制算法。4. 利用新颖的材料: 研究振动特性的材料已经有很多,但是要达到更高的精度和效果,就需要探索新颖的材料。例如,开发新型复合材料和智能材料,这些材料具有特定的振动特性,可以应用于特定的领域,实现更好的效果。5. 利用人工智能和大数据: 振动信号的分析和处理是一个复杂的过程,可以结合机器学习、深度学习、大数据等技术,将振动信号与其他相关数据进行联结,使用统计学和人工智能框架分析振动信号数据,得出更准确的分析结论。无论你选择哪种创新点,都需要遵循科学的方法,严谨的实验设计和有效的数据分析,以提供有价值的研究成果。
【英文题名】 Vibration Test Fixture Design and Frequency Response Analysis 【作者】 孙忠涛; 【导师】 车英; 【学位授予单位】 长春理工大学; 【学科专业名称】 仪器科学与技术 【学位年度】 2010 【论文级别】 硕士 【网络出版投稿人】 长春理工大学 【网络出版投稿时间】 2010-06-17 【关键词】 振动试验; 夹具; 有限元分析; 响应频率; 结构优化; 扫频试验; 【英文关键词】 Vibration test; General-purpose fixture; Finite element analysis; Analysis of responsed-frequency; Structure-optimized; Frequency-scanning test; 【中文摘要】 本文以振动试验台通用试验夹具为主要研究对象,介绍了国内外振动试验夹具的研究现状其发展趋势,对有限元法在结构动态设计中的应用情况,以及夹具设计规范以及典型夹具的设计方法、设计步骤及需要注意的若干问题进行了深入研究。根据项目的要求,采用计算机辅助设计,对振动台试验夹具进行了三维有限元建模,并根据试验夹具在振动台上的使用形式,对其有限元模型边界条件进行了合理的模拟。通过使用Ansys有限元分析软件对该夹具进行了模态计算和频响分析,对其结构进行了反复修正。修正过程中考虑了夹具总体高度和结构外型的差异对响应频率的影响,计算出了改变参数后的各阶响应频率。最终确定了最佳响应频率所对应的结构模型,从而达到了指导结构设计的目的。经过实际振动试验测得,修正后的模型响应频率与设计状态的响应频率比较接近,满足了该项目的使用要求。振动台试验夹具的修正模型整体结构发生一阶共振的频率为1318Hz。 【英文摘要】 Taking a general-purpose fixture of vibration test-bed as the main research object, this paper introduces domestic and international research status of vibration test fixture and trend of its development, describes the finite element method in structural dynamic design application situation, and give a research of the application of fixture design standard、typical fixture design method、design steps and some problems needing attention. According to the requirements of project, using computer aided desi... 【DOI】 CNKI:CDMD: 【更新日期】 2010-06-28 以发送,发送邮箱为我的百度ID
骨笛遐想——浅析小提琴发声、调音的物理原理一.选题意义据我国最早的物理史学家吴南薰先生考证,世界上第一个人工制作的物理仪器就是在兽骨或竹管上挖孔并能吹出声音来的笛子。这既是一种乐器,也是一种声学仪器;我国古代对共鸣、弦的振动、管的音调的研究等都是通过乐器来进行的;希腊哲学家毕达哥拉斯发现了琴弦的长短与音高有一定的关系;从近代物理学发展来看,声学依旧占据着相当重要的部分,且与我们的生活息息相关;……许多同学都会演奏一些乐器,但对于弦乐器的调试却无从下手。我们结合已经学过的振动学知识,浅析西洋擦弦乐器——小提琴的发声原理,并为演奏者检音、调试提供理论依据和实验结果参考。二.相关物理知识实际的乐音由基频、谐波(泛音)、分音三部分组成。每一个乐音即周期性的振动都可以分解为许多不同频率、不同相位、不同振幅的简谐振动的叠加。简单的简谐振动即正弦振动或余弦振动的传播产生的声波叫做纯音,实际的乐音如歌唱声、乐器声等都不是简单的纯音,而是许多的纯音的叠加。在这些简谐振动中,频率最低的叫做基频,基频的能量往往是最大的。频率是基频整数倍的叫做谐波,其余的高频振动叫做分音。现代的分析中表明,还有低于基频的次声。因此,从物理上讲,音乐声应由三部分组成:乐音、在音乐中使用的噪声(如锣、鼓、沙锤、梆子等没有固定音调的打击乐器和海涛、流水、风声等效果声音)以及对音色有影响的在谐波中存在的一部分超声。一般来说,发生体振动的频率越高,人们听起来音调也越高;发生体的振动频率越低,人们听起来音调就越低。但音调与频率之间并不是严格按比例对应的。一般认为,频率每增高一倍,音调听起来就高一个八度,这仅仅限于中频段。在高音部分,听感偏低,即频率增加一倍,听起来不到高八度,而是偏低,于是要把频率调高些,以适应人的听觉。低音段则听感偏高,于是需要把频率调低些。乐音听起来有一定的强弱,即音的响度,这是乐音的第二个主观量。声音的能量越大,声强越大,听起来响度就越大。但是,这二者也不是按比例一一对应的。至于音色,更是一种主观感觉了。从传统来讲,决定音色的主要因素是频谱,所以常常根据频谱模仿各种音色。但据资料显示,实践表明:音的起始与结尾的瞬间状况,即“音头”和“音尾”,也同音色大有关系。音色不仅与频谱的组成(即基频、谐波和分音的数目、长短、相对强度、分音的不谐和程度及瞬态)有关,还与基频和谐波在听音区的位置有关,这是由于人耳对于多种频率的响度反映不同。音色也与听者距声源的距离有关,这是因为一个音中的各种成分的衰减不同。三.相关音乐知识音程,就是两个音音高之间的距离。在音乐上,音程用“度”表示。几度就是把起始音算在内,沿着音阶数有几个音名。钢琴上相邻两个键(包括黑键)之间差半音,两个半音等于一个全音。这也是一种表示音程的方法。音程与频率基本上是一一对应的关系。把两个相差八度音程之间的音顺次排列,就成为音阶。规定音阶中各个音的由来及其精确音高的数学方法叫做律制。最常用的三种律制是十二平均律、五度相生律和纯律。音阶中的各个音都有音名,由于生律的方法不同,不同律制生成音律中的同名音(例如都是 )其频率是不一样的。十二平均律是我国明代科学家朱载堉最先发明的,比西欧早了几十年。他将一个八度音程(频率比为2)按等比数列均分为十二份,得十二律。当前的钢琴和所有键盘乐器以及带“品”的弦乐器等,用的都是这种律制。数学表示:相邻两音之间的频率比均为: 即从任何一个音开始,比该音高半音的音,其频率是该音的频率乘 ;比该音低半音的音,其频率是该音的频率乘 ;以此类推,可得出所有音的频率。十二平均律有许多优点,比如它易于转调,简化了不同调的升、降半音之间的关系。在小提琴中,假如以 音的弦长为基准,那么小字一组(其中的 比 高两个八度) 、 、 、 、 、 、 对应的弦长之间按照十二平均律可由频率关系确定一组固定比值。四.研究与实验小提琴的弦是一根两端固定的细钢丝。在拨、擦弦线时产生的波列经两固定端反射,叠加后形成驻波,但其中包含有许多频率的波。在这里,我们只对决定音调高低的基频振动做出分析研究。驻波的基频振动所对应的为波长最长的振动,即弦长 。提琴弦线与指板之间的距离很小,用手指在指板上压紧琴弦不同位置而使得弦产生的形变量很小,可以忽略不计。则可认为弦上张力 ,及弦的质量线密度 保持不变,可得弦线中波速 近似恒定。因此,可认为有如下比例关系成立: 实验过程:一把小提琴,经专业乐师调音后,定下 音,再由一位有多年演奏经验的同学拨奏单音,多位乐感敏锐、受过专业训练的同学一起听辨,配合其他乐器校对各音高。记录及计算数据如下表。表中的k值定义如下:相差一个半音的两个音高对应 相差一个全音的两个音高对应 序号n 音高音名 比下音程差 弦长/mm 总长: 上述k值 第一次 第二次 第三次 平均值 计算值 理论值 误差率1 全音 全音 半音 全音 全音 全音 半音 其中弦长一栏为小提琴 弦(四根弦由粗到细依次叫作 、 、 、 弦,指的是该弦的空弦音)上对应各音高压指与琴码两固定点之间的距离,即参加振动的部分弦长。如上数据显示,平均误差率为,基本符合前文理论分析。五.结论我们总结出对于一把小提琴(邻弦相差五度)的自我调试方法:以一根弦,例如 弦,的空弦音 为标准,按音高关系计算出同一根弦上 所对应的弦的长度。取 音高即与 弦空弦音等高(这是小提琴的制作要求)。依次调整 弦的松紧、长度后,再算出 弦上 的音高,作为 弦的空弦音。……同理进行下去。此种方法适用于各类提琴及吉他等擦、拨弦乐器,但须注意:①对于比空弦音高出许多的音,计算方法误差较大。实验中在一根弦上进行多组数据测量只是为了便于计算、对比,得出结论;实际操作中应对各相邻琴弦依次校对。②大提琴与吉他相邻的弦空弦音相差四度,计算时应注意数据与小提琴不同。希望我们的研究能够对广大演奏弦乐器的音乐爱好者提供帮助。
纤维增强树脂基复合材料层合结构具有比强度高、比刚度大、阻尼特性好、疲劳寿命长、结构可设计性强等优点,在航空、航天及一些特殊领域中被广泛使用。然而,复合材料的各向异性,非均匀性等特点给复合材料结构的力学分析带来了一系列的挑战。尤其在航空航天领域,飞行器在运行过程中所处的环境和所受的载荷都非常复杂。除了考虑飞行器在这些复杂环境下的自振特性和确定性外载作用下的动力响应外,考虑随机性外载的影响也不容忽视。随机振动理论和方法就是处理这类问题的先进思想和重要手段,但在国内外航空航天领域中还很少实际应用,主要原因之一就是现有随机振动分析方法复杂而且低效,这在很大程度上限制了飞行器设计水平的提高。虚拟激励法是高效精确的随机振动分析方法,迄今已经在大跨度结构抗震、抗风,海洋平台和汽车随机振动等多个工程领域被数以百计的专家针对各工程领域的特点予以发展而取得很多实际成效。但是迄今为止,这一有力的工具却并未在航空航天领域被充分认识和应用,在这些具有战略意义的重要领域中,所应用的随机振动分析方法依然复杂低效,缺乏创新意识。本论文针对这一现状,依据航空航天领域材料和结构的复杂性,以及飞行器所处环境的复杂性,将虚拟激励法作了有针对性的发展,以完全自主版权的DDJ有限元程序系统为开发平台,完成了求解复合材料结构随机振动的高效精确分析程序。本论文中,着重对如下问题进行了研究:1.建立了基于Mindlin一阶剪切变形理论的复合材料层合板有限元分析模型,推导了层合板的有限元列式,在DDJ程序平台上对复合材料层合板的自振频率和模态进行了分析。将虚拟激励法引入到航空航天领域广泛使用的复合材料层合结构的随机振动分析中,针对复杂的复合材料结构有限元模型和非经典阻尼体系,发展了包含全部参振振型和随机激励点之间耦合项的随机振动高效求解方法,比较圆满地解决了传统计算方法精度差、效率低的应用障碍。2.本文推广虚拟激励法于敷设粘弹性阻尼层的复合材料层合结构的平稳和非平稳随机振动分析,建立了高效精确计算方法。尤其是综合考虑了粘弹性阻尼材料的性能参数随频率变化的特点以及复合材料层合结构本身的模态阻尼,建立了组合系统的非经典阻尼表达。为了解决随频率变化的非经典阻尼体系的平稳/非平稳随机响应,本文结合精细积分方法提出了一种直接解法,只需用原系统的实模态对虚拟激励法做出相应的发展,就可精确地求解频变阻尼系统的随机振动。据此对飞机水平尾翼的复合材料安定面结构进行了模拟研究,从精细的计算模型及合理的计算结果可以看出,本文所提出的方法对于这类相当复杂的复合材料结构的随机振动分析十分有效。3.研究飞机对大气紊流响应的主要方法是随机振动功率谱法。用高效、精确的分析方法计算不同飞行环境下飞机的响应,以预测飞机疲劳寿命和可靠度等是航空工程领域研究热点。本文在考虑了二维平面流中简谐振动平板产生的非定常力基础上,又按照虚拟激励法的特点同时考虑了竖向简谐风的影响,进而研究了复合材料二维机翼的大气紊流响应。随机激励谱选用了Dryden紊流频谱模型。结果表明,在处理二维机翼在大气紊流响应的随机问题中,基于简谐响应分析的虚拟激励法不但是精确算法,而且效率非常高,具有很大的实用优势。发展这一方法对于该领域的数值计算是很有价值的。4.计算流体动力学(CFD)是研究流体动力学的有力工具。本文为计算机翼颤振/抖阵分析中的气动参数,首次使用雷诺平均湍流模型对二维翼型截面的颤振导数进行了求解。基于等最新提出的CFD网格控制算法以及所建立的数值风洞,计算了结构简谐运动下的气动力,并识别了湍流场中NACA0012翼型的颤振导数。将由此得到的颤振导数和气动力应用到大气紊流引起的随机振动计算中,并将计算结果与基于Theodorsen函数得出的响应解析解进行比较,得到了相当满意的一致。本文计算的CFD气动参数充分考虑了气体的分子粘性和紊流粘性,其作用相当于附加阻尼,因此比Theodosen函数方法限制更少、应用范围更广,而且在此基础上还可以考虑三维流和可压缩性。因此本文实施的基于CFD的气动力计算方法具有广阔的应用前景,将成为应用虚拟激励法于航空航天结构时确定气动参数的有力工具。可以说,这一成功的尝试为随机振动方法更广泛地应用于航空航天工程走出了很重要的一步。
21世纪是知识爆炸的时代,大学物理也不例外。这是我为大家整理的大学物理学术论文,仅供参考!
中学物理中的物理模型
摘要:本文阐述了物理模型的概念、功能,中学物理教材中常见的六种物理模型,物理模型在中学物理教学中地位和作用,以及中学阶段在物理模型的教学过程中应该注意的若干问题。
关键词:中学物理;教学;物理模型
一、物理模型的概念及功能
物理学所分析、研究的实际问题往往很复杂,有众多的因素,为了便于着手分析与研究,物理学往往采用一种“简化”的方法,对实际问题进行科学抽象化处理,保留主要因素,略去次要因素,得出一种能反映原物本质特性的理想物质(过程)或假想结构,此种理想物质(过程)或假想结构就称之为物理模型。
物理模型按其设计思想可分为理想化物理模型和探索性物理模型。前者的特点是突出研究客体的主要矛盾,忽略次要因素,将物体抽象成只具有原物体主要因素但并不客观存在的物质(过程),从而使问题简化。如质点模型、点电荷模型、理想气体模型、匀速直线运动模型等等。后者的特点是依据观察或实验的结果,假想出物质的存在形式,但其本质属性还在进一步探索之中。如原子模型、光的波粒二象性模型等等。
人们建立和研究物理模型的功能主要在于:
一是可以使问题的处理大为简化而又不会发生大的偏差,从中较为方便地得出物体运动的基本规律;
二是可以对模型讨论的结果稍加修正,即可用于对实际事物的分析和研究;
三是有助于对客观物理世界的真实认识,达到认识世界,改造世界,为人类服务之目的。
二、中学物理教材中经常碰到的几种物理模型
物理模型就它在实际问题中所扮演角色或所起作用的不同,可分为:
1.物理对象模型 即把物理问题的研究对象模型化。
例如质点,舍去和忽略形状、大小、转动等性能,突出它具有所处位置和质量的特性,用一个有质量的点来描述,又如点电荷、弹簧振子、单摆、理想变压器、理想电表等等,都是属于将物体本身的理想化。
另外诸如点光源、电场线、磁感线等,则属于人们根据它们的物理性质,用理想化的图形来模拟的概念。
2.物理过程模型 即把研究对象的实际运动过程进行近似处理。排除其在实际运动过程中的一些次要因素的干扰,使之成为理想的典型过程。
如研究一个铁球从高空中由静止落下的过程。首先应考虑吸引力,由公式F=GMm�r2可知,铁球越接近地面,F就越大,其次还要考虑空气阻力、风速、地球自转等影响。这样考查铁球下落运动过程就显得十分复杂,研究起来十分不便。为此,我们在研究过程上突出铁球下落的主要因素,即受重力作用,而忽略其它次要影响,并把重力视为恒力,通过如此简化,使研究问题简化,其研究结果也不致影响到基本规律的正确性。从而成为物理学中一个典型的运动过程,即自由落体运动。这种物理模型称之为过程模型。
教材中的匀速直线运动、简谐振动、弹性碰撞;理想气体的等温、等容、等压、绝热变化等等都是将物理过程模型化。
3.物理条件模型 如自由落体运动规律就是在建立了“忽略空气阻力,认为重力恒定”的条件模型之后才得出来的。力学中的光滑斜面;热学中的绝热容器;电学中的匀强电场、匀强磁场等等,也都是把物体所处的条件理想化了。
4.物理等效模型 即通过充分挖掘原有物理模型的特征去等效具有相似性质或特点的现象和相似运动形态的物质和运动。如将理想气体分子等效为弹性小球,并用弹性小球对器壁的碰撞去解释和推导气体压强公式,用单摆振动模型去等效类比电磁振荡过程等等。
5.物理实验模型 在实验的基础上,抓住主要矛盾,忽略次要矛盾,然后根据逻辑推理法则,对过程作进一步的分析,推理,找出其规律,得出实验结论。
如伽利略就是从斜槽上滚下的小球滚上另一斜槽,后者坡度越小,小球滚得越远的实验基础上提出了他的理想实验――在无摩擦力情况下,从斜槽滚下的小球将以恒定的速度在无限长的水平面上永远不停地运动下去,从而推翻了延续两千多年的“力是维持物体运动的不可缺少”的结论,为惯性定律(牛顿第一定律)的产生奠定了基础。
再如在研究电场强度时,设想在电场中放置一个不会引起电场变化的点电荷,去考查它在各点的F�q值等等。
6.物理数学模型 即建立以物理模型为描述对象的数学模型,进行对客观实体近似的定量计算,从而使问题由繁到简。如单摆的摆线与竖直方向的夹角不得大于50,使弧线计算转化为三角计算等等。
三、物理模型在中学物理教学中的地位和作用
1.建立正确鲜明的物理模型是物理学研究的重要方法和有力手段之一
物理学所研究的各种问题,在实际上都涉及许多因素,而模型则是在抓住主要因素,忽略次要因素的基础上建立起来的。它具有具体形象、生动、深刻地反映了事物的本质和主流这一重要属性。
如“质点”模型,在物体的宏观平动运动中,描述运动的物理量位移、速度、加速度等对同一物体来说其上各点都相同,在这些问题的研究中,运动物体的大小和形状是可不考虑的,故可将运动物体质点化,即用质点模型来取代真实运动的物体。
2.正确鲜明的物理模型本身就是重要的物理内容之一,它与相应的物理概念、现象、规律相依托
人们认识原子结构的进程中,从汤姆逊模型到卢瑟福模型的飞跃就是生动的反映。
爱因斯坦光电效应方程的建立成功地解释了光电效应,而它是建立在反映光粒子性的“光子”模型之上的。
诸多的事实都在说明大凡物理现象、过程、规律都直接与之相应的物理模型关联着;一定的物理模型又是最生动最集中地反映着相应的物理概念、现象、过程和规律,二者密不可分。
3.正确鲜明的物理模型的建立,使许多抽象的物理问题变得直观化、具体化、形象化
例如,电场线对电场的描述,磁感线对磁场的描述。分子模型对理解分子动理论的基本观点,原子核式结构对a粒子散射实验现象的解释;光子模型对光的粒子性的理解等等,凡是学物理的人都会感受到物理模型所给予的无可争辩的重要作用。
四、物理模型的教学要着眼于学生掌握建立正确鲜明的物理模型这一根本方法
物理模型是物理基础知识的一部分,属物理概念的范畴。学习前人为我们创造的各种物理模型是完成教学内容的重要组成部分,培养学生掌握这一方法,即对一个具体的物理内容、现象或过程能反映出一幅鲜明的“物理图景”,是培养学生科学思维能力的一个重要方面。为此,我们在教学中应注意如下几点:
1.讲清各物理模型设计的依据。物理模型看上去是独立的,但设计物理模型的思想是相通的。
2.讲授物理模型要前后呼应,触类旁通。运动学中建立的“质点”模型,发展到质点动力学中,万有引力定律中,以至物体转动问题中,还可引伸到单摆中的摆球,弹簧振子中的振子,甚至帮助我们建立电学中的点电荷模型,光学中的点光源模型。
3.物理模型思维贯穿在物理教学的过程中,随着人们对某个物理问题认识的不断深刻和提高,物理模型也必将随之完善和准确。例如对于光本性的问题,人们从牛顿的微粒说,惠更斯的波动说、电磁说、粒子说到波粒二象性,在此发展过程中光的模型也随之一次次地得到深化。
4.在平时的例题教学中也是处处体现了物理模型的重要地位和作用。解答各类物理习题,学生能否依据题意建立起相应的物理模型,是解题成败的重要环节。如果解题者所理解的题意中的物理模型与命题者的设计模型一致,题意就必然变得清晰鲜明,习题的难点便会随之而突破,这种例子是垂手可得的。
总之,物理模型的教学确实需要我们予以足够的重视,这个问题对提高我们的物理教学水平关系甚大。
物理猜想与中学物理教学
【摘 要】阐述物理猜想在中学物理教学中的意义及教师在物理课堂教学中引导学生进行物理猜想的方法。
【关键词】中学 物理猜想 物理教学
【中图分类号】 G 【文献标识码】 A
【文章编号】0450-9889(2014)11B-0076-02
随着基础教育课程改革的逐步深入,在新课程标准中,对高中生在学习物理过程中的学习能力提出了更高的要求,由此教会学生运用物理猜想方法可以让学生更有效地学好物理。为了促进中学生学会运用物理猜想方法,新课程的物理教材刻意设计了许多研究物理现象的活动。以此增进学生对物理知识的理解,提高学生学习物理知识的能力,例如提出问题、猜想与假设、合作与交流等能力。这些基本能力是确保科学研究各种物理现象得以顺利进行的前提和基础。只有通过猜想、假设,并经过许多的研究活动,才能使研究物理现象过程顺利完成。根据笔者这十多年的教学经验,总结出物理猜想对高中物理教学的作用以及如何通过物理猜想提高物理教学的经验,现浅谈自己的看法。
一、物理猜想对中学物理教学有着重要的意义
新课标义务教育阶段的物理课程中,提出要鼓励学生积极大胆地进行科学研究,使学生从基本的科学研究过程中学到科学研究的方法,最终达到提高他们的科学研究能力的目的。使学生养成尊重事实、大胆想象的科学习惯,发扬研究真理的科学精神;培养学生敢于质疑、勇于创新、战胜困难的信心和决心。在中学物理教学中教师的作用是引导学生进行科学猜想,引导学生进行科学探索活动,提升他们的科学探索创新能力。鼓励他们在研究活动过程中,根据已经了解的物理知识和物理现象,进行猜想与假设,然后设计实验,通过亲自动手做实验来验证自己的猜想与假设。因此,要达到新课标中的要求,笔者认为猜想在新课程标准的教学过程中的运用起到了关键的作用。物理猜想的运用是教育教学发展的要求,也是促进物理教育教学改革和发展的需要。笔者认为运用物理猜想法在中学物理教学中有以下几个重要的意义。
1.提高学生学习兴趣和增进学生学习主动性
学生往往对新生事物比较好奇,都希望能够尽快了解其中的知识、规律和奥秘。如果在中学物理教学过程中多鼓励学生对所要学习的物理现象猜想出其可能出现的某些现象或规律,那么不但能增强学生的新奇心,而且还能激发学生的探究意识和能力,使他们更能积极地深入到学习新知识当中。锻炼和培养中学生的物理猜想能力,能提高学生对研究物理问题的兴趣和欲望。兴趣和欲望正是学生学习物理知识的动力。因此,物理猜想是提高学生学习兴趣和增进学生主动学习的好方法。
2.提高学生的思维能力
在中学物理教学过程中,教师要经常通过提出问题并引导学生根据他们现有知识和理解问题的能力进行猜想,经过观察、实验、归纳、总结等进行严格推理和验证,使学生在学习物理知识的过程中逐渐提高他们的发散思维能力,也使他们思想更加灵活。因此通过猜想法不仅使学生容易理解和掌握物理知识,而且有利于提高学生的思维能力。
3.有利于学生巩固所学的物理知识
物理猜想是学生根据自己的思维意识进行推测,是开放性的思维方式。经过对事物仔细观察和辩别认识,提高了学生对事物整体性的研究,促进学生的思维进程,使学生迅速地理解和掌握新知识。如果这些新知识是由学生自己主动猜想后经过验证推理得来的,那么学生就比较容易接受。因此,这些物理现象及规律就会深深刻印在学生的心里,巩固这些新的物理知识。
4.培养学生创新能力
在新课程标准中,特别着重对中学生创新能力培养。科学的物理猜想是培养中学生创新能力的主要方法之一。科学的物理猜想对中学生创新能力的培养起着积极的作用,它能提高学生的反应能力和灵活解题能力。因此,科学的物理猜想能够非常有效地提高中学生的创新能力。
二、教师在物理课堂教学中引导学生进行物理猜想的方法
教师在教学过程中为了尽可能地发挥学生的想象能力,要根据学生现已掌握的物理知识、兴趣爱好和想象能力等引导学生提出猜想。教师如何更好地引导学生运用已掌握的物理知识和技能来构建出新的物理猜想呢?笔者认为,教师在实际教学过程中需要讲究提出猜想一些方法。
1.启发学生根据自己各种经历、各种经验和已学的知识提出猜想
科学发展的经验告诉我们,科学的猜想并非胡乱猜测,它需要有科学依据,要根据学生的经历、经验、生活常识等提出猜想。爱因斯坦创立的“相对论”起初就是根据前人的经验、自己的经历以及自己掌握的科学知识提出的猜想,然后通过观察、推理、推导、证明,才提出了理论依据,最后才建立了举世闻名的“相对论”。例如,在学习“自由落体运动”时,先让学生观察羽毛和铁片在有空气的玻璃管中同时下落的情况,再启发他们猜想如果将玻璃管中的空气抽出后,再让羽毛和铁片同时下落会出现什么情况。让学生猜想并记下这些猜想,然后通过演示实验让学生观察,最后得出结论。这种通过启发学生猜想和实验演示相结合的教学方法,更能加深学生理解所学的物理知识。
2.激励学生讨论,诱发物理猜想
在教学过程中学生引导学生进行猜想时,应该将学生分成几个组,让各组提出各自不同的猜想,并由他们各自陈述自己猜想的理由和依据。激励他们讨论、争辩,经过讨论和争辩提高他们对物理猜想的兴趣和对物理猜想的积极性。例如,在学习“牛顿第二定律”时,将同学们分成两个小组,一组猜想物体的加速度与力的关系,另一组猜想物体的加速度与质量的关系,然后让他们分别做实验,得出结论。教师在课堂中认真听取各组学生的观点后,引导诱发他们讨论并猜想加速度与力及质量的关系,最后总结出牛顿第二定律。这样能更好地完成教学任务,取得更好的教学效果。
3.鼓励学生大胆猜想
在教学过程中许多学生由于害怕自己提出的猜想被其他同学取笑或者自己提出的猜想不正确被老师责怪而羞以启齿,这时教师应该鼓励、引导学生大胆猜想,消除他们的顾虑。例如,研究玻璃的折射率时,可以猜想单色光通过平行玻璃砖后传播方向是否发生改变。先鼓励学生大胆进行猜想其出射的方向,并记下来。不管他们的猜测是否合理、准确,教师都要持平和的态度,让实验验证结果。只有这样才能提高学生的学习积极性,增强学生科学猜想的意识。
4.创造良好的猜想条件
在教学过程中,当教学到有利于培养学生猜想能力的内容时,教师应该积极引导鼓励学生进行猜想。例如,在“楞次定律”教学中,教师在课堂演示让磁体的N极靠近闭合的铝环的实验之前,先启发学生猜想让磁体的N极靠近闭合的铝环时会看到什么现象,让磁体的N极去靠近有缺口的铝环时又会看到什么现象。然后通过实验引导学生注意观察实验现象。同样,让磁体的S极去靠近闭合的铝环时又会出现什么情况。总之,教师要尽最大可能为学生进行猜想创造条件。
物理猜想既是一种自由尝试,也是一种严谨的创造,因此,在教学过锃中,教师要善于抓住每一个有利于提高学生猜想能力的机会,鼓励学生大胆猜想,从而提高他们的思维能力,增加他们学习物理的兴趣,进而提高物理教学的效率。
【参考文献】
[1]王较过,孟蓓.物理探究教学中培养“猜想与假设”能力的策略[J].当代教师教育,2008(6)
[2]付红周.新课程下全方位认识猜想及其在物理教学中的培养・高中物理[M].北京:人民教育出版社,2012
[3]林东槟.物理探究教学中培养猜想与假设能力的策略[J].实验教学与仪器.2013(4)
[4]蔡严娟.新课改物理探究教学中猜想与假设能力的培养[J].现代教育科研论坛.2011(5)
下面能当波动光学说明文wave optics以波动理论研究光的传播及光与物质相互作用的光学分支。17世纪,R.胡克和C.惠更斯创立了光的波动说。惠更斯曾利用波前概念正确解释了光的反射定律、折射定律和晶体中的双折射现象。这一时期,人们还发现了一些与光的波动性有关的光学现象,例如.格里马尔迪首先发现光遇障碍物时将偏离直线传播,他把此现象起名为“衍射”。胡克和R.玻意耳分别观察到现称之为牛顿环的干涉现象。这些发现成为波动光学发展史的起点。17世纪以后的一百多年间,光的微粒说(见光的二象性)一直占统治地位,波动说则不为多数人所接受,直到进入19世纪后,光的波动理论才得到迅速发展。1800年,T.杨提出了反对微粒说的几条论据,首次提出干涉这一术语,并分析了水波和声波叠加后产生的干涉现象。杨于1801年最先用双缝演示了光的干涉现象(见杨氏实验),第一次提出波长概念,并成功地测量了光波波长。他还用干涉原理解释了白光照射下薄膜呈现的颜色。1809年.马吕斯发现了反射时的偏振现象(见布儒斯特定律),随后.菲涅耳和.阿拉戈利用杨氏实验装置完成了线偏振光的叠加实验,杨和菲涅耳借助于光为横波的假设成功地解释了这个实验。1815年,菲涅耳建立了惠更斯-菲涅耳原理,他用此原理计算了各种类型的孔和直边的衍射图样,令人信服地解释了衍射现象。1818年关于阿拉戈斑(见菲涅耳衍射)的争论更加强了菲涅耳衍射理论的地位。至此,用光的波动理论解释光的干涉、衍射和偏振等现象时均获得了巨大成功,从而牢固地确立了波动理论的地位。19世纪60年代,.麦克斯韦建立了统一电磁场理论,预言了电磁波的存在并给出了电磁波的波速公式。随后.赫兹用实验方法产生了电磁波。光与电磁现象的一致性使人们确信光是电磁波的一种,光的古典波动理论与电磁理论融成了一体,产生了光的电磁理论。把电磁理论应用于晶体,对光在晶体中的传播规律给出了严格而圆满的解释。19世纪末,.洛伦兹创立了电子论,他把物质的宏观性质归结为构成物质的电子的集体行为,电磁波的作用使带电粒子产生受迫振动并产生次级电磁波,根据这一模型解释了光的吸收、色散和散射等分子光学现象。这种经典的电磁理论并非十全十美,因在关于光与物质相互作用的问题上涉及微观粒子的行为,必须用量子理论才能得到彻底的解决。波动光学的研究成果使人们对光的本性的认识得到了深化。在应用领域,以干涉原理为基础的干涉计量术为人们提供了精密测量和检验的手段(见干涉仪),其精度提高到前所未有的程度;衍射理论指出了提高光学仪器分辨本领的途径(见夫琅和费衍射);衍射光栅已成为分离光谱线以进行光谱分析的重要色散元件;各种偏振器件和仪器用来对岩矿晶体进行检验和测量,等等。所有这些构成了应用光学的主要内容。20世纪50年代开始,特别在激光器问世后,波动光学又派生出傅里叶光学、纤维光学和非线性光学等新分支,大大地扩展了波动光学的研究和应用范围。
翼后的空腔带有一种象博的东西,胸部还有一种响板
蝉是一种半翅目昆虫,我国就有一百二十种。一到夏天来临,它就会站在树上"知了-知了-知了"地叫个没完,声音传出很远。 蝉是一种昆虫,又称“知了”。其种类较多,雄蝉的腹部有一个发声器,能连续不断地发出响亮的声音;雌蝉虽然在腹部也有发声器,但不能发出声音。 幼虫生活在土里,吸食植物的根,在地下生活4年之后就会钻出地面,风光一时。成虫仅刺吸植物的汁。 蝉的一生,要经过卵、幼虫和成虫三个不同的时期。卵产在树上,幼虫生活在地下,成虫又重新回到树上。蝉在交配之后,雄蝉就完成了自己的使命,很快便死去。雌蝉则开始进行产卵的任务,它用尖尖的产卵器,在树枝上刺出小孔,刺一次产四到八粒,一个枝条上,往往要刺出几十个孔,然后雌蝉不吃不喝,也很快便死去了。卵在树枝里越冬,到第二年夏天,借助阳光的温度,才孵化出幼虫来。 全世界蝉的种类繁多,有3000多种,我国目前已知的有200种左右。在我国,土地辽阔,一年四季均有蝉鸣。春天有“春蝉”,鸣叫时大喊“醒啦——醒啦”;夏天有“夏蝉”,鸣叫时大喊“热死啦——热死啦”、“知了——知了”;秋天时有“秋蝉”,鸣叫时大喊“服了——服了”;冬天有“冬蝉”,鸣叫时大喊“完了——完了”。 蝉为什么喜欢激昂高歌,扯着“嗓门”大喊大叫呢?法国著名昆虫学家法布尔百思不得其解。他活了90多岁,把毕生的精力都倾注在昆虫学的研究上,写下100多万字的研究论文集——《昆虫记》。他曾对蝉进行了多年的观察研究,并做了极其生动而细致的描述。对蝉的鸣叫他是这样描写的:“蝉的翼后的空腔里,带着一种像钹一般的乐器。它还不满足,还要在胸部安置一种响板,以增强声音的强度,这种蝉为了满足对音乐的嗜好,确实作了很大的牺牲。因为有这种巨大的响板,使得生命器官都无处安置,只好把它们压紧到最小的角落里。为安置乐器而缩小内部器官,这当然是极热心于音乐的了。” 然而,法布尔为了弄清蝉究竟为什么要那样没完没了地拉着“肚皮”的钹,起劲地唱歌,是不是它根本就没有听到自己的大“嗓门”,怕别人也和自己一样还没有听到,才故意提高“嗓门”呢?于是,他进行了实验,来验证一下雄蝉究竟能不能听见声音。 他站在雄蝉的背后,在距离很近的地方大声讲话,使劲吹哨子,拍巴掌,用石头与石头撞击……使用种种响声来吓唬蝉。可是蝉满不在乎地继续唱歌。真是两耳不闻身后事,一心只唱只了歌。后来,法布尔索性找来两枝打野兽的火枪,里面装满火药,在蝉的旁边连连发射,声如霹雳,可是“歌手们”照样悠闲自得地唱着,连一点竟怕和不安的表现也没有。于是法布尔得出的结论是:雄蝉是没有听觉的,它听不见周围发出的任何声音,甚至连自己声嘶力竭的鸣叫也完全听不到,它是个地道的“聋子”。 雄蝉聋不聋呢? 这是有关蝉的第一个谜。 100多年来,法布尔的结论一直被人们广泛接受。甚至直至20世纪80年代,小学的语文教科书中关于蝉的部分仍沿用法布尔的观点:蝉是一个“聋子”。 可是,100多年前,人们一直认为雄蝉是能听到声音的。并给雄蝉冠以“音乐大师”的美称。甚至直至目前世界上的竖琴都用蝉来装饰并做为标志。这里还流传着一个典故:相传,古代希腊有两位名噪全国的音乐大师爱诺莫斯和阿里士多。这天,两位古艺术家正在雅典展开一场轰动全国的竖琴冠军赛。论竖琴的演奏技巧,爱诺莫斯要比阿里士多略胜一筹。哪料到,爱诺莫斯正弹奏得妙音如珠、扣人心弦的时刻,竖琴的琴弦突然断了。在这刻不容缓的时刻,恰巧飞来一只鸣蝉,把琴声继续下去了。爱诺莫斯只好顺水推舟,模拟蝉的鸣声而假奏。由于模拟的太逼真了,弄的真假难分。爱诺莫斯赢得了这场比赛的胜利。为了感谢蝉的“救场”之恩,爱诺莫斯便在竖琴上装饰了蝉,以作标志。 当然这只不过是一个传说而已,但它反映了人们对蝉的听觉的看法,蝉要是个“聋子”的话,哪能及时飞来“救场”呢? 近年来,许多昆虫学家对蝉是“聋子”的结论表示怀疑。雄蝉有高度发达的发声器,能发出令人烦躁的高音。中、小型蝉类的呼叫声一般可达80分贝~90分贝,大型蝉类的呼叫声可高达100~130分贝。我国四川峨眉山等地的一种震旦马蝉,其群鸣声响彻整个山谷,震耳欲聋,使人不堪忍受。蝉为何使出那么大的劲儿来叫喊?目的是招引远处的雌蝉前来交配,繁衍后代。但是雌蝉的发声器官已经退化,它只能听到雄蝉发出的邀请,却哑不做声。这就意味着“情侣”之间是没有“对唱”的,它们进行单向性声音通讯。因此,雄蝉鸣叫时必须能听到自己的叫声,才能知道叫得如何,进行不断地校正自己的叫声,以便更有效地招引雌蝉。 昆虫学家经过解剖发现:蝉两侧腹室的外缘(第二腹节左右侧)各有一个稍突起的听囊,腔内约有1500个听觉单元。当外界声波激励听膜振动时,听神经细胞产生兴奋,其神经冲动沿听神经传入大脑的听觉中枢,产生相应的听感觉。雌蝉的听膜虽比同种雄蝉小,但听脊却明显的大,听脊比听膜对声音的敏感性更高。所以证明雄蝉并不是“聋子”,只不过听觉不如雌蝉玲罢了。 但科学家在研究中发现,雄蝉的声音是由第一、二腹节内的发生机的收缩运动,分别牵动两侧发生膜受迫振动而发出。盖在发声膜上方的背瓣(即“鼓盖”)和所形成的鼓室以及腹部两块左右对称的腹瓣(即“音盖”)和下面的左右腹室,都有调音和扩音功能,而腹室内壁的上半部为近似白色的皱褶膜,下半部为内倾而近似半透明的听膜,透亮如镜,故称“镜膜”。而雄蝉的褶膜、镜膜和腹壁膜是接受声波的听膜,又是鸣声的辐射膜,相当于我们使用的单卡录音机,它是两用的,既可以录音,又可以放音。单卡录音机不能同时使用两种功能,录音时不能放音,放音也不能录音。 所以有的科学家认为,雄蝉是个“半聋子”,即静止不叫唤时能听到声音,若是高亢鸣叫时,它就听不到任何声音。那么这样问题又上来了。事实上,多种蝉类都具有合唱(群鸣)的习性。你不妨仔细倾听一下,蝉鸣都是这样的:先是大家一齐叫,节奏十分整齐,然后一起停叫。可见雄蝉鸣叫时,显然需要听到其他同类的鸣叫,以便调节自己的叫声,参加合唱。 这样,说雄蝉的镜膜既是听膜又是扩音膜是不可理解的。 看来,雄蝉到底聋不聋,还需要进一步探讨。 雌蝉一定是哑巴吗?这是蝉的第二个谜。 表面上看来,捕捉到的雌蝉,都是不会鸣叫的,所以人们都称雌蝉为“哑巴姑娘”。从上面所讲的来看,雄蝉的“镜膜”兼有收音和扩音的作用,那么,它在鸣叫时,镜膜在扩音,就必然听不到自己的鸣叫声。这样,雌蝉又不会说话,雄蝉又听不到自己在叫些什么,这不成了雄蝉在瞎叫唤吗?这样怎么会让远处的雌蝉准确无误地找到“男友”呢? 有的科学家认为,当雄蝉拼命地高歌鸣叫时,能把方圆1000多米内的雌蝉召唤过来。当雌蝉飞到近距离时,雄蝉不断发出特有的低音量的“求爱声”,吸引雌蝉靠近。与此同时,雌蝉也能发出低音量应答声。这样相互默契才能达到交配目的。只不过雌蝉的这种低音量次声人耳听不到。 不过,它们是否真的用低音量的声音在“交谈”,这还是个谜。 若蝉是怎样计时的?这是蝉的第三个谜。 雌雄蝉交配后,雄蝉很快就衰老而坠地死去,留下雌蝉。雌蝉用尖尖的产卵器在嫩枝上刺一圈小孔,把卵产在树木的木质内部,还要在嫩枝的下端,用口器刺破一圈韧皮,使树枝断绝水分和养料的供应,嫩枝渐渐枯死。这样,有卵的树枝容易被风吹落到地面,以便孵化出来的幼蝉(叫幼虫)钻进土里。 蝉产下的卵半个月就孵化出幼蝉。幼蝉的生活期特别长,最短的也要在地下生活2~3年,一般为4~5年,最长的为17年。幼蝉长期在地下生活,有着冬暖夏凉的条件,也很少有天敌来威胁,倒也算自在。它们经过4~5次蜕皮后,就要钻出地面,爬上树枝进行最后依次蜕皮(叫金蝉脱壳),成为成虫。 同样另昆虫学家大惑不解的是,蝉能够非常准确地确定时间,在“地狱”恰倒好处的完成从幼虫到成虫的过渡生长,并适时离开“地狱”爬出地面。这是个不可思议的奇迹。尤其是17年蝉,这种蝉都是不多不少,精确地度过17年“地狱”生活才见天日。要见到它的子女,必须再过17年。因此昆虫学家们总是像天文学家等待日食和哈雷慧星一样等待着“17年蝉”的出现。 幼蝉在暗无天日的地下,既看不见日出日落,也没有寒冬酷暑,它们是如何计量时间的?这是科学界的一大未解之谜。 PS:千古以来的人们,一直在猜测,知了知道了什么?有什么秘密是不为人所知的它的独家新闻呢?“知之为知之,不知为不知”,孔子的教诲是不是它也知晓。在“知了”声中,生命就了却了,它倒是活的明白! 它说的是实事求是吧!认真知道贯彻”三个代表”的精神,求真务实,为构建一个和谐社会而努力奋斗就行了! 不知道xuchu1222同志对”为什么知了在夏天会叫?”知道了吗?如果还不知道,请继续在baidu知道里寻找你不知道而又想知道的问题! 好了.我也不"知了-知了-知了"地叫个没完了,有问题就baidu一下,我知道!参考资料:
●本节教材分析
本节从功能关系、动力学、运动学等多角度来研究受迫振动及其特例——共振现象。
在教学中应该充分发挥实验的作用,使学生理解物体在做受迫振动时其频率跟驱动力频率的关系,以及受迫振动的频率与物体固有频率接近时振动的特点.
另外,在本节的教学中应注意多举一些共振在实际中的应用以及避免共振的做法,培养学生理论联系实际的能力和习惯.
●教学目标
一、知识目标
1.知道什么是受迫振动,知道受迫振动的频率等于驱动力的频率.
2.知道什么是共振以及发生共振的条件.
3.知道共振的应用和防止的实例.
二、能力目标
1.通过分析实际例子,得到什么是受迫振动和共振现象,培养学生联系实际,提高观察和分析能力.
2.了解共振在实际中的应用和防止,提高理论联系实际的能力.
三、德育目标
1.通过共振的应用和防止的教学,渗透一分为二的观点.
2.通过共振产生条件的教学,认识内因和外因的关系.
●教学重点
1.什么是受迫振动.
2.什么是共振及产生共振的条件.
●教学难点
1.物体发生共振决定于驱动力的频率与物体固有频率的关系,与驱动力大小无关.
2.当f驱=f固时,物体做受迫振动的振幅最大.
●教学方法
1.实验演示,总结归纳得到什么是共振及受迫振动的频率决定于驱动力的频率.
2.多媒体演示、举例,了解共振的应用和防止.3.学生讨论,认识共振曲线的物理意义.
●教学用具
自制投影片、CAI课件、受迫振动演示仪共振演示仪、两个相同的带有共鸣箱的音叉、小槌.
●教学过程
用投影片出示本节课的学习目标:
1.知道什么叫驱动力,什么叫受迫振动,能举出受迫振动的实例.
2.知道受迫振动的频率等于驱动力的频率,跟物体的固有频率无关.
3.知道什么叫共振,知道共振发生的条件.
4.知道共振的应用和防止.
学习目标完成过程:
一、导入新课
1.什么是阻尼振动?
学生答:
实际的振动系统不可避免地要受到摩擦阻力和其他因素的影响,系统的机械能损耗,导致振动完全停止,这类振动叫阻尼振动.
2.引入:同学们,我们知道,物体之所以做阻尼振动,是由于机械能在损耗,那么如果在机械能损耗的同时我们不断地给它补充能量物体的振动情形又如何呢?本节课我们来研究有关的问题.
二、新课教学
1.受迫振动
(1)演示,用右图所示的实验装置
论文可能存在的问题如下:
1、时间安排仓促。由于高职教育学制只有三年,扣减毕业实习,在校学习的时间仅有二年半左右的时间。毕业论文的写作一般安排在临毕业——毕业实习期间,实习前安排任务,实习结束时交论文,学生边实习边写论文。
然而,由于目前就业形势严峻,学生面临毕业,一方面实习过程就在兼顾找工作,另一方面还要完成毕业论文,许多同学还是选择先搞好实习、找到工作,毕业论文的写作受到前大专毕业论所未有的冲击,学生对毕业论文应付了事。
2、条件限制,资料有限安排在实习期间完成毕业论文,学生离开学校,没有相应的图书、杂志,没有相应的网络资料(论文写作需要的专用网络资源),无法找到论文写作所需的相关资料。
3、写作水平有限,文字表达能力欠缺在指导论文过程中,教师发现:有一部分同学连论文写作的基本格式尚未了解,就已经完成论文,上交指导教师了;有的同学,由于写作水平限制,有写作思路,无法通顺表达;有的同学摘录网络上的文章,拼凑在一起,文章结构不完整,有头无尾或有尾无头,连起码的承上启下的过渡文字也没有。
如何写好一篇毕业论文:
好的毕业论文选题一定要新颖、有意义。一般切合国计民生重大关切的领域肯定是有意义的。如果做不到重大选题,也可以在某一个细分领域有所突破,也是新颖性的表现。实际上,在毕业论文动手阶段开始讨论选题意义已经有些晚了。
好论文的第二个方面是论证严谨。理工科的毕业论文要求以事实数据作为支撑,以图表为主支撑核心论点。比如在材料领域,可以用作数据支撑的图表包括SEM、晶体x射线衍射照片、比表面和孔径结构等,用以说明材料的结构特性;通过傅立叶红外图说明材料的表面化学特征;通过EDS等说明材料表面的元素组成。
语言简洁。科学性论文与文学性论文的最大区别就是其语言的准确性与简洁性,科学性论文的论点、论据、论证结果都具有明确的指向性。这就要求在写作时尽量少用模棱两可的词汇,像可能、大概、差不多等不属于严谨的科学论证语言。
具体到格式,每个学校都有每个学校对于毕业论文的格式要求。论文内容完成后,一定要仔细阅读格式要求,并认真按照要求修改。
研究生论文写作中存在的问题
大凡文章:浅入浅出者庸,浅入深出者无,深入深出者难,深入浅出者更难。行文的生动性不是简单的写作问题,其本质上还是研究方法的科学性、把握问题的准确性、剖析问题的深刻性和积累知识的广博性的问题,这就是所谓的底蕴。在这个基础上 ,再加上作者的天赋灵性 、 文字功夫和灵感的捕捉与巧妙的 发挥 .说到底 ,还是作者的整个人格,素质与修养 .
研究生学位论文存在的问题
1、综述多,分析少:长篇累渎的综述前人的思想观点,而缺乏逻辑和实证的分析研究,论文缺少自己的分析研究;
2、观点多,观察少:缺乏必要的观察实验,而凭空提出很多所谓的新思想新观点,其实大多是毫无实际意义的;
3、发明多发现少,想象多经验少:发明了许多新的概念,而缺乏事实的支持,观察现象、收集事实才是真正的发现,许多理论是缺乏经验的想象,处于空想阶段;4、外来多本土少,复制多独创少:以为国外的东西一定是先进的,多数文字是原文的.翻译或复制,缺乏对本土问题的真正了解和认识;5、结果多,过程少:没有必要的研究思想、研究方法、研究过程等关键环节的介绍而得到结果;
论文写作中存在的问题
1、引言过于笼统:手头缺少有分量的文献,没有对同行工作的介绍,对研究背景、内容和意义,缺乏实质性的介绍和描述,起不到引言的作用;
2、方法过于笼统:缺乏对研究思路、方法和重要环节的清晰描述介绍,让人弄不清你的结果及结论是如何获得的;
3、缺少一手材料:许多论文缺乏第一手数据和结果,往往是别人工作的模仿,或得到与他人完全相同的结果;
4、混淆了结果、讨论和结论:不会结合讨论来解释研究得到的结果,往往是以结论代替讨论,忽视了解释实验结果是自然科学研究的重要一环。
为什么中国人自己论文引用率低
学术浮 躁 、功利性强:为晋升职称和学位答辩而撰写论文,论文本身就缺乏独创性和新的思想观点;
掩耳盗铃、抬高自己:有人认为引用他人的论文及思想观点,就影响到自己研究的独创性;
崇洋谜外、文人相轻:有人明明是引用国内甚至是本单位人的论文,却在参考文献中全是外文;自以为事和高人一等:不屑引用国内论文和他人的思想观点,其实是自己无知的表现;
境界低下、声誉不响:做科学技术研究境界较低,发现不了特别重要的问题;科学技术长期滞后,国际影响很小。
学术论文引用率低,就像粮食烂在仓库里没有发挥作用,就像树上长的叶子落叶后化为泥土,就像文物深埋于地下而不被人发现,是不能产生学术影响的。要提高学术论文的质量必须从提高学术论文的引用率入手。国际上有一个惯例,如果学术论文被他人引用1次,相当于有100名同等水平的人读过你的论文;国际论文在SCI期刊引用100次以上,即为可以获得国际大奖的学术论文;国内论文引用130篇次以上,即为获得国家大奖或院士的论文。提高论文的引用率,就是发表有吸引力和影响力的成果,也是提高自己学术地位的重要举措。
一、论文写作存在的问题如下:
1、摘要方面的问题。摘要内容是独立于正文而存在的,其主要作用是为读者的阅读和信息检索提供方便。摘要写作的好坏将直接决定论文能否被阅读、引用和收录。
摘要中应包含研究背景、研究方法、研究结果与结论四个要素,分别与正文中的前言、实验部分、结果与讨论和结论相对应。摘要应具有独立性和自明性,即使不阅读全文也能从摘要中获得必要的信息。
2、前言方面的问题。前言需提供足够的研究工作背景,使读者了解为何选择这个课题及此项研究的创新性和重要性,是科技论文的重要组成部分,主要包括研究背景、研究现状和不足以及本文的研究目的、新意和主要研究内容。
3、实验部分的问题。实验部分是为了让读者了解作者采用什么材料、仪器、方法进行了哪些实验和测试分析,应写明实验材料的物性特征、实验条件和测试指标。
4、结果与讨论部分的问题。结果与讨论部分是论文的关键部分,这部分要求如实的报道结果。为了充分说明问题,可结合图、表等附件,对实验结果做出理性的分析。
5、结论的问题。结论是整篇文章的归结,展示撰写论文的目的,明确回答通过本篇论文“研究出了什么”。
因此,结论应以正文中的实验现象、数据、分析、计算及推导为基础,重点展示从研究结果中获得的原理及规律;与前人研究的异同点;本技术研究中存在的问题;本技术需要继续研究的问题;提出重要的有价值的建议。
二、论文写作存在的问题的解决措施如下:
1、强化学生对论文写作重要性的认识。无论是学校还是指导教师,都应向学生强调毕业论文的重要性,要求学生把毕业论文写作放到一个重要的位置上。
认识到毕业论文写作是完成本科教学内容的重要步骤,是全面检验学生综合素质与实践能力的主要手段,是学生毕业资格认证的重要依据,强化学生撰写毕业论文的内在需求。
2、完善课程设置,改革教学方式。建议在成教学生培养计划中,适当增加关于科研方法的课程内容,提高学生应用综合研究方法的能力。
开设一些关于从选题到开题再到写作,从理论知识到写作等全方位的论文写作方面的选修或必修课程。这些课程内容应该包括论文写作的目的、意义、特点、写作原则、方法和论文写作需要遵循的各种规范、标准和语言习惯等。
硕士生论文存在的问题作品具有实用价值许多硕士研究生的论文被逼出来:有的是为了评奖学金,有的是为了找工作,有的是为了出国申请,有的是为了能按时毕业答辩。受制于功利与实用的思想,硕士研究生于匆忙中完成的论文,其学术性和规范性自然大大降低。再加上指导老师忙于教学和科研,缺乏指导把关,一篇有点有创新和发表价值的论文就被送到学报编辑手中。要通过审阅,编辑还得要求研究生作者返工,按照学报的要求对格式、结构和文字进行修改。文笔不正投稿人向学报投递硕士学位论文,符合学报收稿要求的要求。虽然一般硕士生都缺乏科技论文写作训练,但在编写过程中,研读大量相关文献时,也需要对科技论文的结构和规范有一定的认识,并且学报的投稿要求明确,如果态度认真,则会参考有关资料,并对照学报投稿要求,查看其是否符合要求。就连一些硕士研究生,嫌摘要翻译费时费力,把中文摘要用软件译出来,文法不通,意思不明。知识产权意识薄弱伴随着高校反学术不端行动的深入,每一篇论文都需要进行学术不端检查。硕士生虽然知道抄袭剽窃的严重后果,但在撰写论文时,尤其是综述国内外相关文献的研究成果时,往往不知道对文献来源进行标注。有些东拼西凑,这里抄一点那里抄一点,合成一篇论文,让编辑一看明白并非硕士的研究所得,有些还直接把外文文献译成中文,导致论文查重重复率极高。文笔不清本文是作者对自己的科学研究成果的总结和提炼,具有一定的社会意义或经济价值。论文写作中,由于对其意义认识不清,导致论文写作中出现了许多问题:主题不明确、较为笼统、与研究所要解决的问题不符、论文结构不合理、没有按研究性论文提出问题、分析问题、解决问题的思路要求谋篇布局,结构混乱、层次不清晰;不会写摘要,让编辑不能明了主要观点。