答《就对一道中学生物理竞赛试题答案的商榷一文的讨论》

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第十六届全国中学生物理竞赛参考解答

第十六届全国中学生物理竞赛参考解答

第十六届全国中学生物理竞赛参考解答一、参考解答1 只要有液态水存在,平衡时汽缸中气体的总压强就等于空气压强与饱和水蒸气压强之和:3.0atm p p p =+=总空饱00 (1)第一次膨胀后 102V V =2.0atm p p p =+=总空饱11(2) 由于第一次膨胀是等温过程,所以102pV p V p V ==空空空011 (3) 解(1)、(2)、(3)三式,得1.0atm p =饱 (4)2.0atm p =空0 (5) 1.0atm p =空1 (6)由于 1.0atm p =饱,可知汽缸中气体的温度0373K T = (7)根据题意,经两次膨胀,气体温度未改变。

2.设水蒸气为mol γ水.经第一次膨胀,水全部变成水蒸气,水蒸气的压强仍为p 饱,这时对于水蒸气和空气分别有10p V RT γ=饱水 (8) 1002p V RT RT γ==空1空 (9)由此二式及(5)、(6)式可得2mol γ=水 (10)3. 在第二次膨胀过程中,混合气体可按理想气体处理,有21p V p V =总2总1 (11)由题意知,204V V =,102V V =,再将(2)式代入,得 1.0atm p =总2 (12)二、参考解答l .在所示的光路图(图复解16-2-1)中,人射光AB 经透镜1L 折射后沿BC 射向2L ,经2L 折射后沿CD出射.AB 、BC 、CD 与透镜主轴的交点分别为P 、P '和P '',如果P 为物点,因由P 沿主轴射向1O 的光线方向不变,由透镜性质可知,P '为P 经过1L 所成的像,P ''为P '经2L 所成的像,因而图中所示的1u 、1v 、2u 、2v 之间有下列关系:111111u v f += (1) 222111u v f +=(2)21du v =+ (3)当入射光线PB 与出射光线平行时,图中的αα'=,利用相似三角形关系可求得21v h h u '=, 21uh h v '= 从而求得 2211v u u v =(4)联立方程(1)、(2)、(3)、(4),消去1v 、2u 和2v ,可得:1112()f du d f f =-+ (5)由于d 、1f 、2f 均已给定,所以1u 为一确定值,这表明:如果入射光线与出射光线平行,则此入射光线必须通过主轴上一确定的点,它在1L 的左方与1L 相距1112()f du d f f =-+处,又由于1u 与α无关,凡是通过该点射向1L 的入射光线都和对应的出射光线相互平行.2.由所得结果(5)式可以看出,当12df f >+时,10u >,此情况下的光路图就是图复解16-2-1.当12df f =+时,1u →∞,0α=,此时入射光线和出射光线均平行于主轴,光路如图复解16-2-2.当12df f <+时,10u <,这表明P 点在1L 的右方,对1L 来说,它是虚物.由(1)式可知,此时10v >,由2211f u v f =可知,20u >,又由21220u vv u =<可知,20v <,所以此时的光路图如图复解16-2-3.三、参考解答根据题中所给的条件,当圆环内通过电流I 时,圆环中心的磁感应强度012B rμ=穿过圆环的磁通量可近似为02BS Ir μφπ≈=(1)根据法拉第电磁感应定律,电流变化产生的感生电动势的大小02Irt tμφπ∆∆==∆∆E(2)圆环的电阻 02r IR I I tμπ∆==∆E (3)根据题设条件0.05m r =,720410N A μπ=⨯⋅--,100A I =,61410A/s 310A/s I t∆≤≈⨯∆--,代入(3)式得23310R ≤⨯Ω- (4)由电阻与电阻率ρ、导线截面积S 、长度L 的关系 L R Sρ=及已知导线的直径1mm d =,环半径5cm r =,得电阻率2297.510m 8S d R R L rρ===⨯Ω⋅-(5)四、参考解答1.双星均绕它们的连线的中点做圆周运动,设运动速率为v ,向心加速度满足下面的方程:222/2v GM M L L= (1)v =(2)周期:2(/2)L Tv ππ=计算=(3)2.根据观测结果,星体的运动周期TT<观察计算计算(4)这说明双星系统中受到的向心力大于本身的引力,故它一定还受到其他指向中心的作用力,按题意这一作用来源于均匀分布的暗物质,均匀分布在球体内的暗物质对双星系统的作用与一质量等于球内暗物质的总质量M '位于中点处的质量点相同.考虑暗物质作用后双星的速度即为观察到的速度v 观,则有2222(/2)v GM MM M G L L L '=+观/2 (5)v 观(6)因为在轨道一定时,周期和速度成反比,由(4)式得:1v 观1= (7)把(2)、(6)式代入(7)式得 14N M M -'=(8)设所求暗物质的密度为ρ,则有 341324L N M πρ-⎛⎫=⎪⎝⎭故33(1)2N ML ρπ-=(9)五、参考解答解法一:1.(1)电阻图变形.此题连好的线路的平面图如图预解16-5-1所示.现将电阻环改画成三角形,1、3、5三点为顶点,2、4、6三点为三边中点,如图预解1—5-2与图预解16-5-3所示.整个连好的线路相当于把n D 的三个顶点分别接到1n D -的三个中点上,图预解16-5-1变为图预解16-5-4.这样第1问归结为求图预解16-5-4中最外层三角环任意两顶点间的等效电阻。

答陈文附件1:18 对一道中学生物理竞赛试题答案的商榷

答陈文附件1:18  对一道中学生物理竞赛试题答案的商榷

参考解答:否.原因是墙壁对于该体系而言是外界,墙壁对
弹簧有作用力,在运动参考系里此力的作用点有位移,因而要对 体系做功,从而会改变这一体系的机械能. 1)我们重新解答该题 分析:因为地球、墙壁固连在一起,故它们是一个质点,俗
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与官科大专家讨论全国中学生物理竞赛题
称为地面参照系.弹簧被视为只有产生弹力的性质而无体积和质 量的弹簧,叫做轻质弹簧,就像只有质量而无体积的物体叫做质 点一样,因此,尽管弹簧已无体积和质量但是仍有弹力.与弹簧 相连的小球是另一个质点.质点地面和质点小球通过弹簧的弹力 相互作用.小球与弹簧可伸缩的部分组成弹簧振子体系.因为弹 簧的质量为 0,所以小球的机械能就是弹簧振子体系的机械能. 解:在地面参照系上观察时,以弹簧未被压缩和拉伸时(弹 簧平衡时)的小球所处地面位置 o 为坐标原点,以弹簧长度方向 且向右的直线 ox 为 x 轴,建立直线坐标系如图 1 所示. u 墙
E1p(t)
E1(t)E1p(t)E1k(t)
1 2 1 1 kx mωuAsin (ωt) kA2sin2(ωt)mωuAsin (ωt) mu2 2 2 2 1 2 2 1 2 2 1 kA cos (ωt) kA sin (ωt) mu2 2 2 2 1 2 1 kA mu2常数. 2 2
t0 时 x1xA,E1p(0)Ep(0)
代入上式得:
1 2 1 kA E1p(0) kA2mωuAsin (ω0)C,C0, 2 2 1 2 kx mωuAsin (ωt)C 2 1 2 1 kx mωuAsin (ωt)0 kx2mωuAsin (ωt). 2 2
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18 对一道中学生物理竞赛试题答案的商榷 ——弹簧振动振子机械能守恒问题新解
dE1p(t) f1dx1kxd(xut)kxdxkuAcos (ωt)dt

对一道物理竞赛题的商榷

对一道物理竞赛题的商榷

取 k=0,可得最初一段时间内,第一次开始向下运动的 时间为 t=6 h。 由(6)(7)两式分析知,当 0<t<6h 时, vx>0,vy>0; 当 6h<t<12h 时,vx>0,vy<0。 可见, 在 A 处的观察者看来, 物体突然失去万有引力后, 在最初 6 小时内向上并逐渐向西方飞去;6 小时时,物体开 始向下并逐渐向西方飞去,直到消失。 2 原题及解答存在的问题及修改建议 原题中存在的问题:第一, “数小时”的说法不妥,可 以是 6 小时以内,也可能是 6 小时以上;第二,解析中图 1 中的“B、C、D„„为经过 2 小时、4 小时、 6 小时„„后 A 点的位置,b、c、d„„为经过 2 小时、4 小时、6 小时„„ 后小物体在空间的位置”与实际不符。 修改建议:建议 1:将原题干中的“数小时”改为“6 小时以内”或“最初的一小段时间” ;解析中由原来的“2 小 时、4 小时、6 小时„„”改为“1 小时、2 小时、3 小时„„ 6 小时” 。其它不变。 建议 2:原题 C、E 选项修改为: “C.可能向上并逐渐偏 向西方飞去” 、 “E.可能先向上后向下并逐渐偏向西方飞去” ; 原解析中最后一句话中的“从原地向上升起并逐渐偏向西方 飞去” ,改为“当时间较短时,从原地向上升起并逐渐偏向 西方飞去;当时间较长时,从原地先向上后向下并逐渐偏向 西方向飞去” 。其它不变。 参考文献 [1]吴柳. 大学物理学(第二版)(上册)[M]. 北京:高等教 育出版社,2013. 26~27
sin AP PO
动边向西运动,直到从西方落下;当 y<0 时,由于地球的遮 挡,人是不能看到物体的。若能再次看到时,它将从东方地 平线升起,再到西方落下„„。
图2 问题是:物体离地后多长时间开始向下运动?由 (4)式 并不能直接求出答案,但可以由物体运动的速度分析有关情 况。为此,对(3)(4)两式求导,分别得到物体在水平方向和 竖直方向的分速度的表达为

关于一道中考物理试题答案的商榷

关于一道中考物理试题答案的商榷

也不 变 , 机械效率也 不变. 但 也 有 不 少 学 生 认 为 在 提 升 重 物时 , 滑 轮 会 沿 水 平 方 向移 动 , 从 而使额外 功增加 , 使 总 功 增大, 导致机械效率 减小. 实 际 上 认 为 水 平 移 动 会 使 额 外
功增 加 是 错 误 的. 下面通过两个特殊例子来说明. 第 1 种 情 况 是 动 滑 轮 水 平 移 动 而 拉 绳 的 手 并 不 水 平
所 以 NM' 一 一下 CDc o s a


可 知 测 出 的
为 了计 算 拉 力 所 做 功 , 可 将
动滑 轮 的机 械 效 率 变 小 . 讨论 : 对这道题第( 2 ) 问 的答 案 有 2种 意 见 .
拉 力 F分 解 为水 平 和 竖 直 两 个 分 力 , 分 别 为 —F s i n 0 t 和 F『 一F c o s a . 其中 F 与位 移 垂 直不 做 功 , 只有 F r 做功 . 其 所
升 动 滑 轮 所需 做 的有 用 功 为 W =m g h =m g NM t o g g l e , 一
c o sa m gCD
— —
( 2 )不 变 . 理 由是 有 用 功 和 额 外 功 不 变 , 则 总 功 和有 用
功不 变.

笔 者认 为 , 从初 中生 的角度 来分 析 , 总 功 等 于 有 用 功 加额 外 功 , 而有用功( 提升重 物的功) 不变 , 额外功 ( 提 升 动
S / m
O. 4 O. 4
h / m
0.2 O.2


\ \ 母 车 c } 移 动 j

.,一,

运用机械能守恒定律解题的参照系问题——对“对一道中学生物理竞赛试题答案的商榷”一文的不同意见

运用机械能守恒定律解题的参照系问题——对“对一道中学生物理竞赛试题答案的商榷”一文的不同意见
是一致的.
文献[1]中,作者违背势能的定义,随意将势 能的微分与一个弹性力的元功相对应,列等式求 解,作者认为“在小车动系中观察(即以小车参照 系为静止系)”,“dE,7(f)一一fdx“’,这是非常荒谬 的,是没有根据的个人杜撰,这样得到的所谓弹性 势能E。7(£)不是位置的函数,完全背离了势能的 物理意义.原文作者对势能的求解不是计算有误 而是对势能物理实质理解有误,即势能的改变一 定等于一对保守力做功之和.除非其中有一个保 守力不做功,我们才可以用另一个保守力的功去 替代这个和,中学物理以地面为参照系求重力势 能和弹性势能就属这种特例,万勿照搬其他参照 系.其实,对小车动系而言,系统的弹性势能E。,7与 一94一
V01.36 NO.2 (2015)
物 理教 师 PHYSICS TEACHER
第36卷第2期 2015拄
・竞赛园地・
运用机械 能守恒定律解题的参照系问题
——对“对一道中学生物理竞赛试题答案的商榷”一文的不同意见

(东北师范大学物理相对水平动 系(惯性系)的运动,得出结论:“在动系上观察,弹簧 振子体系(或小球)的机械能仍然守恒”,作者的这个 结论是错误的.对给出的动系而言体系的机械能是 不守恒的,本人看法如下: 作者对此问题的分析错误首先表现在对弹 性势能E,,的理解上.我们知道,任何一种与保守 力相关的势能的改变量总是与此过程中一对保 守力做功之和相对应的,这也是势能概念的物理 实质,势能E,,的表达式只与相关保守力的系统 的配置状态有关,自由落体模型、万有引力模型、 弹簧振子模型皆如此.势能的数学表达式只由系 统的成对保守内力作用的两物体相对位置确定, 与参照系的选取无关.对弹簧振子而言,弹性势 能的数学表达式对不同的参照系都是E,一

对《对一道高考题的商榷》的商榷

对《对一道高考题的商榷》的商榷
图 1 测量未知电阻 R
路如 何测 量 电阻 的实验 原 理是 否 了解 与掌 握 , 即 通过单 刀双掷 开关 向左 、 右的 闭合 , 分别读 出两 次 电压表的读数 。 、 , 依据串联电流处处相等的关 系 ,
( 1 ) 当S 。 闭合时 , 若S 、 S 均 向左 闭合 , 电压表读 数 为 ; 若 S 、 S 均 向右 闭合 , 电压 表读 数 为 。 由此 可求 出 R = ( 2 ) 若 电 源 电动 势 E= I . 5 V, 内阻可忽略 ; 电 压 表量程 为 1 V, R = 1 0 0 1 ) 。此 电路可测 量 的 R 的

仔 细 阅读 《 物 理 教 学探 讨 } 2 0 1 4年第 3期 题
为《 对一 道 高考题 的商榷 》 一文 , 感 觉作 者 对海 南
2 0 1 2高考 试 题 第 1 3题 的理 解 与分 析上 可 能有
个矛 盾 : 保持 S 、 S 均 向右 闭合 , 电压表 测量 的
为 两 端 电压 ( 读 数 为 ) , 若 = 0 . 1 V, 由② 式
知 电阻 , R 为待 测 电阻 , 电压 表可 视 为 理想 电压
均 向右 闭合 时 , 越小 , 待测 尺 越大( 此时 R 两 端 电压 不 是 测 出 来 , 而 是 算 出来 的 , 即: 最
小 可 为零 , 所 以待测 可 达无 穷 大) 。所 以 原作 建议 在 第 ( 2 ) 问 的条 件 中增 加 S 、 S 始 终 保 持 向 左 闭 合 的条 件 。
( 下转 第 3 8页)
“ 以上解 法看 似 没有 问题 。但 是让 我 们来 看
Vo l - 3 2 N O. 4 6 9
物 理 教 学 探 讨

初中物理竞赛解析物理竞赛中的难题和解题技巧

初中物理竞赛解析物理竞赛中的难题和解题技巧

初中物理竞赛解析物理竞赛中的难题和解题技巧物理竞赛是初中物理学习中的重要环节,通过参与竞赛不仅可以提高学生的物理素养,还可以锻炼解决问题的能力。

然而,在竞赛过程中,学生常常会遇到难题,因此我们有必要对物理竞赛中的难题进行解析,并分享一些解题技巧,以帮助初中生更好地应对挑战。

一、难题解析1. 多杂交问题在物理竞赛中,多杂交问题是较为常见的难题之一。

这类问题通常涉及到基因的组合与分离,需要学生根据杂交规律,推理并计算各种基因型出现的可能性。

解决多杂交问题的关键是理解杂交规律,掌握概率计算的方法,并善于利用思维导图等可视化工具进行推理。

2. 结构推断问题结构推断问题主要考察学生对物理实物或图形的理解和分析能力。

对于这类问题,学生需要通过观察和分析,推断物体的结构、特性和作用等相关信息,并运用所学的物理知识进行解答。

解决结构推断问题的关键在于培养学生的观察力和逻辑思维,同时加强对物理知识的理解与应用。

3. 描述与分析实验现象问题这类问题常常出现在物理竞赛的实验环节中,要求学生对实验现象进行观察、描述和分析。

对于初学者来说,这可能会是一个相对较难的任务。

解决这类问题的关键在于加强实验技能的培养和实验现象的分析能力的训练,学生可以通过反复实验和讨论,逐渐提高对实验现象的观察与分析能力。

二、解题技巧1. 建立良好的物理基础物理竞赛的难题往往需要学生运用所学的物理知识进行分析和解答,因此建立良好的物理基础是解题的关键。

学生在学习物理知识的过程中,应注重基础知识的理解与记忆,加强对物理公式和定律的掌握,同时注重培养解决实际问题的能力。

2. 注重实践与应用物理竞赛中的难题往往与实际问题有关,因此在解题过程中需要学生将所学的理论知识应用到实际中。

学生可以通过实验和实际问题的解决,培养实践操作的能力,并将所学知识与实际问题相结合,提高解题能力。

3. 多做题目与总结解决物理竞赛中的难题需要不断的练习和总结,学生可以多做一些类似的题目,并及时复习总结经验。

对一道中学生物理竞赛试题答案的商榷_李学生_师教民

对一道中学生物理竞赛试题答案的商榷_李学生_师教民

对一道中学生物理竞赛试题答案的商榷
李学生
(山东大学 物理学院 山东 济南 250100)
师教民
(石家庄广播电视大学 科学技术部 河北 石家庄 050081) (收 稿 日 期 :2014-04-22)
摘 要:重新解答了第26届全国中学生物理竞赛复赛第3题第1小题,指明了该题的参考解答(标准答案)错误. 关键词:物理竞赛试题 动能 势能 机械能守恒
图1
当t=0时刻,将 小 球 向 右 拉 至 最 大 振 幅 并 放 手 ,使 之 做 简 谐 振 动 ,则 小 球 的 位 移 为
x =Acos(ωt)
其中
ω2
κ =m
κ
=mω2
设 小 球 的 速 度 为v,加 速 度 为a,受 到 的 力 为f,
动能为 Ek(t),势能为 Ep(t).则有
— 119 —
2014年第9期 物理通报 物理问题讨论
对 运 动 时 完 全 重 合 ,开 始 相 对 运 动 后 ,当t=0 时 ,将
小 球 向 右 拉 至 最 大 振 幅 并 放 手 ,使 之 做 简 谐 振 动 .在
小车参考系上观察(即 以 小 车 参 考 系 为 静 止 系),地
3 高炳坤.能量追踪.大学物理,2001,(20)3:15~16 4 高炳坤.一 个 保 守 力 做 的 功 等 于 势 能 的 减 少 吗.大 学 物
理 ,2001(5):19 ~ 20
Discussion on the Answer of a Middle School Students'Physics Contest Question
Key words:the physics contest;kinetic energy;potential energy;conservation of mechanical energy

初中物理知识竞赛题解答建议

初中物理知识竞赛题解答建议

初中物理知识竞赛题解答建议甘肃省陇南市成县城关中学桑义德初中物理知识竞赛的训练题,从题型来看其主要特点是:不论是何种类型,内容都直接联系生活,联系社会,联系实际,只有准确灵活地用学过的物理知识去分析、判断和计算,才能解决问题。

怎样解答好物理知识竞赛题呢?我从以下面谈谈几点建议:一、多观察和思考,学会联系日常生活的实际学习中会经常涉及到生活中出现的各种各样的问题,如“倒影”、彩虹、太阳东升西落、日食、月食,冰水相互转化,“雾”、“露”、“霜”的形成,电流使灯泡发光等。

应用物理知识题就是以生活中常见的物理现象为背景提出的问题,如1992年竞赛题中的第8题。

只给了灯泡及标牌的实物图,求灯泡正常工作时的电流强度,如果我们只习惯死套公式计算,那么对这道题就会觉得束手无策,因为这道题并不是对物理公式(P=UI)的死记硬背,若只从题目给出的条件是找不出具体可计算的数值的。

解答应用物理知识题的关键是在于日常生活中的观察和勤于思考,如果我们对日常生活中的物理现象熟视无睹,或者虽然观察了但是未深入思考,这就等于脱离了“物”而学“理”。

相反地,我们若在日常生活中善于观察物理现象,并对自己多提出几个“为什么”,用自己所学的物理知识去分析、思考,得出问题的答案,这样不仅可以为解答应用物理知识题奠定必要的基础,同时这些丰富的感性材料还有利于我们很好地理解物理概念和规津。

对应用物理知识的题,多问为什么,多思考,就一定会找出对应的规律。

如:向天空抛出去的小石块为什么会落回地面?为什么铁钉的一端要做成尖的?二、多接触物理模型,学会将实际问题转化为物理问题物理知识题来源于生活中的实际问题,其显著特点是用生活中的语言来表达实际问题的具体情景,而不是直接给出的物理模型。

物理知识隐蔽在实际事物之中,已知条件或待求的实质问题常处于隐蔽状态。

因此,解应用物理知识题要把实际问题转化为物理问题,再找出这个物理问题与哪些物理概念规律有关,即找准解题的理论依据,问题也就迎刃而解了:例如:放在衣箱里的卫生球,时间长了变小或消失;夏天冰棍周围冒“白气”;冰箱外壁“出汗”。

对初中一道全国物理竞赛题的思考

对初中一道全国物理竞赛题的思考

对初中一道全国物理竞赛题的思考作者:刘振华来源:《物理教学探讨》2008年第16期原题把一个凸透镜固定于薄壁玻璃筒中间,在凸透镜的焦点F处放一点光源S,然后注入水,使水面处于光源S和凸透镜之间,如图1所示。

为使凸透镜折射后的光线是一束平行光线,则光源的位置应()A.应适当升高。

B.应适当降低。

C.应不动。

D.无法确定。

原解题思路:假设没有水,焦点处点光源发出的光线经凸透镜折射后平行出射。

根据光的可逆性原理,若一束平行光经凸透镜折射后必会聚于焦点,即S所在的位置。

注入水后,设想有一束平行光射向凸透镜,经凸透镜会聚后在水面处又一次折射,由折射定律可知,出射光线的会聚程度更强,其焦点的位置比此时的F点所在的位置要低,得知答案为B。

但笔者觉得不妥,在此首先讨论一下焦距f与折射率n之间的关系。

我们知道空气的折射率为1,水的折射率为1.33,玻璃的折射率为1.5,当凸透镜刚开始处于空气中时,我们设焦距为空;又若光线只在玻璃中传播,则不发生折射,可认为它的焦距为无穷大。

那么,当凸透镜处于水中时,其焦距与处在空气中时相比,如何变化呢?如图2所示,我们借助f-n图像来分析:曲线1表示透镜的焦距f随周围介质折射率n从1~1.5一直增大,而曲线2则在n=1~n=1.5之间的焦距f可能比在空气中的焦距空还要小,那么怎样排除曲线2的可能性呢?我们可任作一平行于n轴的直线,与曲线2交于B、C两点,设其对应的折射率为、,可知此时对应的焦距为同一值。

由于周围介质不同,折射率应对应不同的焦距,因此曲线2存在的可能性就排除了。

所以,周围介质的折射率n从1增加到1.5的过程中,其对应的焦距是不断增大的,即曲线1的描述的情况是正确的。

即透镜处于n=1.33的水中时,与在空气中相比,其对应的焦距变大了,我们设此时玻璃透镜在水中的焦距为f*,为了便于分析,我们将图2改为图3所示。

说明:空为透镜在空气中时的焦距;f*为透镜在水中时的焦距,为了便于比较,我们把空、f*画在同一个图上。

对道物理竞赛题解答的质疑(一)

对道物理竞赛题解答的质疑(一)

对道物理竞赛题解答的质疑(一)对道物理竞赛题解答的质疑作为一位学习物理的学生,我经常会参加一些物理竞赛,其中一项比赛是道物理竞赛,该比赛由道教学会主办,要求选手在规定时间内完成一些与道教有关的物理问题。

然而,我最近对这些竞赛题目的解答产生了一些质疑。

首先,一些解答可能不符合物理的基本规律。

比如,有些解答中涉及到的计算方法和物理公式并没有得到正确的运用,导致结论与实际不符合。

在道物理竞赛中,这种情况可能会更加普遍,因为不是所有选手都是物理专业的学生,他们对物理知识的掌握程度可能存在较大的差异,而评委也不可能对所有可能涉及的物理知识都进行解释。

因此,道物理竞赛的出题者应该更加注重题目的质量,注意考察基础物理知识,并给出必要的提示和解释。

其次,一些解答可能存在过度解释或无关解释的情况。

在解答问题时,很容易陷入过度解释的局面。

这不仅会占用宝贵的时间,还会丧失更加重要的解答根本问题的机会。

类似地,解答中无关的知识点也会浪费时间和分数。

在评估答案的时候,评委应当明确指出那些无关的部分,并将答案与题目要求进行比较。

这样做不仅有利于评委更准确地评分,也有利于选手更好地了解答案的标准和考试重点。

最后,一些解答可能存在抄袭的情况。

抄袭是一种常见的行为,因为很多选手可能会感到时间不够用,或者物理知识不足,而选择抄袭他人的解答。

这种做法不仅不符合诚信要求,还会降低选手的学术道德和自我认知水平。

对于这种情况,评委应当制定更加严格的防范措施,并在评分过程中采取更加严格的措施,以确保每个人的分数是真实的和有价值的。

总之,道物理竞赛是一个很好的学习和展示物理知识的平台,但是,评审的质量和高效性十分重要。

竞赛的出题者、评委和选手应该共同努力,以便更加准确地评价正确的答案,鼓励有创造性、质量和原创性的解答,并且有助于提高选手的物理知识水平和学术道德水平。

物理竞赛讨论发言稿范文

物理竞赛讨论发言稿范文

物理竞赛讨论发言稿范文
大家好,今天我们在这里聚集讨论物理竞赛的相关话题。

首先,我想强调的是物理竞赛的重要性。

参加物理竞赛不仅可以锻炼我们的物理思维和分析能力,还能够拓展我们的知识面,培养我们的团队合作能力。

在竞赛中,我们不断学习和进步,这对我们的综合素质提升是非常有益的。

其次,我想讨论一下备战物理竞赛的方法和技巧。

我们可以通过系统地复习物理知识,做大量的实例题和模拟题来提高我们的解题能力。

此外,多参加一些模拟竞赛,积累经验,了解自己在各个环节的薄弱点,有针对性地加以改进。

另外,良好的心态和团队合作也是取得好成绩的关键。

最后,我想分享一下我对物理竞赛的看法。

物理竞赛不仅是一次检验我们学习成果的机会,更是一次锻炼我们综合素质的过程。

在竞赛中,我们可以结识志同道合的朋友,相互鼓励,共同进步。

竞赛不仅可以激发我们对物理学的兴趣,更可以培养我们的坚毅意志和顽强品质。

总之,物理竞赛是一次全面发展我们自身素质的绝佳机会,希望大家都能够充分利用这个机会,取得优异的成绩。

让我们一起为物理竞赛而努力,相信我们一定能够取得理想的成绩。

谢谢大家!。

几道物理竞赛题答案的讨论(一)

几道物理竞赛题答案的讨论(一)

几道物理竞赛题答案的讨论(一)
几道物理竞赛题答案的讨论
近年来,物理竞赛作为一种挑战智力的活动,受到越来越多年轻人的
青睐。

在此,本文将对几道物理竞赛题目的答案进行讨论。

1. 关于机械波问题
假设在一个均匀介质中存在一个机械波,其波长为λ,传播速度为v。

当将该介质分成两部分,两部分介质中的传播速度分别为v1和v2,
v1>v2时,波长会发生变化,问变化的比值是多少?
这道题需要应用到机械波波长、波速、频率之间的关系,即λ=v/f。

由此可以得到当传播速度v变大,波长λ也会变大,变化比值为
v1/v2。

2. 电荷之间的力
两个电荷Q1和Q2之间存在一个距离为r的空间,假设每个电荷的大
小为q,求它们之间的万有引力。

这道题需要运用库伦定律,即万有引力公式F=k*q1*q2/r^2,其中k为康斯坦特,其值为9.0e9N*m^2/C^2,q1=q2=q,所以F=k*q^2/r^2。

3. 常见的电路问题
一个电阻为R的电路中有一个电容为C的电容器,电容器两端接入一
个电源,电源电压为U,问电容器极板电势之差随时间如何变化?
这道题需要应用到电容器充放电的基本原理,即当电容器通过电源进行充电或放电时,其极板电势之差随时间的变化满足Vc(t)=Vmax*(1-e^(-t/RC)),其中Vmax=U,RC为电容器的时间常数,即RC= R*C。

以上是几道物理竞赛题目的答案讨论,通过对这些问题的解答,我们不仅可以扩展物理知识,还能够提高对物理问题的思考和解决能力。

同时,我们也应当注意学科之间的联系和交叉学科的应用,充分开发自己的科学潜能。

初中物理有争议的题目

初中物理有争议的题目

初中物理有争议的题目摘要:一、初中物理争议题目的背景1.初中物理教育的重要性2.争议题目的存在及其影响二、初中物理争议题目的具体案例1.题目过于复杂,不符合学生实际水平2.题目涉及超纲知识,增加学生负担3.题目存在科学错误,误导学生三、针对初中物理争议题目的解决措施1.严格审查题目,确保科学性和合理性2.加强与教育部门的沟通与合作,共同制定合适的教学内容3.注重学生实际需求,调整教学方法和策略四、初中物理争议题目对教育的启示1.提高教育质量,关注学生发展2.尊重科学,严谨治学3.教育改革,与时俱进正文:在我国初中物理教育中,存在一些具有争议的题目。

这些题目或是过于复杂,超出学生的理解范围,或是涉及超纲知识,增加学生的学习负担,甚至有的题目存在科学错误,误导学生的认知。

针对这些问题,我们应采取相应措施,确保教育质量,关注学生发展。

首先,教育部门应严格审查题目,确保其科学性和合理性。

对于那些不符合学生实际水平的题目,应予以纠正或淘汰,以免误导学生,降低教育质量。

同时,加强与教育部门的沟通与合作,共同制定合适的教学内容,使学生在掌握基本知识的基础上,逐步提高解决问题的能力。

其次,教师在教学过程中要注重学生实际需求,调整教学方法和策略。

对于那些涉及超纲知识的题目,教师应适当引导,让学生了解相关知识,但不应过分强调,以免增加学生的负担。

同时,教师要关注学生的学习进度,及时发现并解决学生在学习过程中遇到的困难,提高教学效果。

最后,初中物理争议题目对教育部门和教育工作者提出了更高的要求。

在教育改革的过程中,我们要与时俱进,尊重科学,严谨治学。

初中物理有争议的题目

初中物理有争议的题目

初中物理有争议的题目【最新版】目录1.初中物理的重要性2.有争议的题目出现的原因3.解决有争议题目的方法4.总结正文1.初中物理的重要性初中物理是学生学习物理的基础阶段,这一阶段的学习对学生的未来学习和生活都有着重要的影响。

物理学作为自然科学的一种,对于培养学生的科学素养和逻辑思维能力具有重要作用。

初中物理的学习内容涉及到力、热、光、电等各个方面,这些知识是学生今后深入学习物理学科的基础。

同时,物理知识在生活实践中也有着广泛的应用,学习物理有助于提高学生的生活品质。

2.有争议的题目出现的原因在初中物理的学习过程中,有时会出现一些有争议的题目。

这些题目往往具有一定的难度,涉及到多个知识点的综合运用,需要学生对物理概念有较为深入的理解。

而有争议的题目出现的原因主要有以下几点:a.物理概念的抽象性:物理学中有许多抽象的概念,如力、能量等,这些概念不容易被学生直观理解,因此在解题过程中容易出现争议。

b.题目表述的模糊性:有时题目的表述可能不够清晰,导致学生对题目的理解产生偏差,从而产生争议。

c.知识运用的灵活性:物理题目往往需要学生运用所学知识进行综合分析,而学生对知识的掌握程度不同,因此在解题过程中容易出现不同观点的碰撞。

3.解决有争议题目的方法针对有争议的题目,教师和学生可以采取以下方法进行解决:a.充分理解题意:在解题之前,要仔细阅读题目,充分理解题意,确保对题目的理解正确无误。

b.扎实掌握基础知识:对于物理概念和知识点要深入理解,熟练掌握,这样才能在解题过程中避免出现基本概念的混淆和错误。

c.提高解题技巧:多进行物理题目的练习,提高解题技巧,特别是对于综合性较强的题目,要善于运用所学知识进行分析和解决问题。

d.寻求教师和同学的帮助:在解题过程中遇到困难,可以向教师和同学请教,借鉴他人的解题思路和方法,有助于提高自己的解题能力。

4.总结初中物理学习中的有争议题目是学生提高解题能力和综合素质的契机,通过解决这些题目,学生可以更好地掌握物理知识,培养自己的科学素养和逻辑思维能力。

初中物理有争议的题目

初中物理有争议的题目

初中物理有争议的题目(实用版)目录1.初中物理的重要性2.有争议的题目出现的原因3.解决有争议题目的方法4.总结正文初中物理作为我国基础教育的重要组成部分,对于培养学生的科学素养和逻辑思维能力具有至关重要的作用。

然而,在初中物理的学习过程中,有时会出现一些有争议的题目,让学生感到困惑,甚至对物理学科产生误解。

本文将分析有争议题目出现的原因,并提出相应的解决方法。

有争议的题目出现在初中物理中,主要有以下几个原因:首先,物理学科本身的复杂性和深度使得一些概念和原理难以被学生完全理解和掌握。

尤其在初中阶段,学生的认知水平和知识储备有限,更容易对一些题目产生误解。

其次,题目的设问方式和表述可能不够清晰明确,导致学生对题目要求理解不清,从而产生争议。

最后,部分题目涉及多个物理知识点的综合运用,使得解题过程变得较为复杂,也增加了争议的可能性。

针对有争议的题目,我们应该采取以下方法来解决:1.加强对基础知识的学习。

学生应该通过课堂学习和课后复习,加强对物理基础知识的理解和记忆,提高自己的物理素养,从而在遇到有争议的题目时,能够准确地找到问题的关键所在。

2.提高阅读理解能力。

学生应该注意培养自己的阅读理解能力,通过阅读科普书籍、文章等,提高对物理概念和原理的理解程度,避免因对题目理解不清而产生争议。

3.勤于思考,勇于提问。

在遇到有争议的题目时,学生应该勇于质疑,积极思考,寻求老师或同学的帮助,共同探讨问题的解决方法。

4.教师在教学过程中,应注重题目的设问方式和表述,尽量使题目清晰明确,易于理解。

同时,教师还应关注学生的学习情况,及时解答学生在学习过程中遇到的问题,帮助学生解决有争议的题目。

初中物理有争议的题目

初中物理有争议的题目

初中物理有争议的题目摘要:一、引言二、初中物理有争议的题目类型1.题目内容过于复杂2.题目涉及超纲知识3.题目存在歧义三、针对有争议题目的解决方法1.教师在选题时更加慎重2.加强与教育部门的沟通与合作3.培养学生的问题解决能力四、总结正文:一、引言初中物理是物理学的基础部分,对于培养学生科学素养具有重要意义。

然而,在实际的物理教学过程中,一些题目引起了广泛的争议。

本文将对这些有争议的题目进行梳理和分析,以期为初中物理教学提供参考。

二、初中物理有争议的题目类型1.题目内容过于复杂部分初中物理题目涉及的知识点过于复杂,超出了学生的认知范围。

这类题目往往需要运用高等数学知识或复杂的物理模型进行解答,使得学生在面对这些题目时感到困惑和挫败。

2.题目涉及超纲知识另外一些有争议的题目则是涉及了初中物理课程标准以外的知识点。

这类题目在一定程度上考验了学生的自学能力和综合素质,但过早地引入超纲知识可能会导致学生对基础知识的掌握不牢固。

3.题目存在歧义还有一些题目在表述上存在歧义,使得学生在理解题意时产生偏差。

这种情况下,学生可能会采用不同的解题方法,导致答案五花八门。

对于教师来说,这类题目在批改时也难以把握评分标准。

三、针对有争议题目的解决方法1.教师在选题时更加慎重为了避免出现有争议的题目,教师在选题时应当更加慎重,尽量选择符合课程标准、贴近学生实际水平的题目。

此外,教师还可以通过集体备课、参加教育培训等方式,提高自己的教育教学水平,降低题目选择失误的风险。

2.加强与教育部门的沟通与合作教育部门在制定课程标准和教材时,应充分听取一线教师的意见和建议,确保内容的科学性和合理性。

同时,教育部门还可以定期组织教师进行培训和交流,提高教育教学水平,为初中物理教学提供有力支持。

3.培养学生的问题解决能力面对有争议的题目,教师应引导学生学会分析问题、解决问题。

通过培养学生的批判性思维和创新意识,使他们能够在面对复杂问题时保持冷静,独立思考,从而提高学习效果。

对一道全国物理竞赛试题解答的商榷

对一道全国物理竞赛试题解答的商榷

作者: 顾德银
作者机构: 四川省绵阳市实验中学!621000
出版物刊名: 物理教师
页码: 33-33页
主题词: 试题解答 物理竞赛 合格产品 水的质量 测密度 应用物理知识 含水酒精 温度和体积 奥林匹克竞赛 总质量
摘要: “1991年全国初中应用物理知识竞赛试题”填空题的第2题,题目是“某工厂生产的酒精要含水量不超过10%.用抽测密度的方法检查产品的质量,密度在 ——kg/m~3至——
kg/m~3范围内为合格产品”其答案是“密度在 0.8 X 10~3kg/m~2至 0.82 X10~3kg/m~3范围内为合格产品.”有些竞赛指导书(注①)对以上题目的解答是(以下简称“解法一”):“解:产品的含水量最小为0时,产品的密度即为酒精的密度 0.8X10~3kg/m~3.产品的含水量最多为10%时,为研究问题,我们取产品的体积为1m~3.由此可得水的质量为m_水=ρ_水V_水=1.0
X10~3kg/m~3X0.1m~3= 0.1X10~3kg,酒精的质量为 m_酒精=ρ_酒精×V_酒精=0.8 X
10~3kg/m~2X 0.9m~3=0.72 x10~3kg,水和酒精的总质量为0.82X10~3kg,这时产品的密度为 ρ=m/v=0.82X10~3kg/m~2.所以密度在 0.8 X10~3kg/m~3至0.82X10~3kg/m~2范围内为合格产品.”。

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答《就<对一道中学生物理竞赛试题答案的商榷>一文的讨论》摘要:说明了论文《就<对一道中学生物理竞赛试题答案的商榷>一文的讨论》错误.关键词:物理竞赛试题;弹簧振子;动能;势能;机械能守恒中图分类号:O 313.1 文献标识码:A 《科学网》发表了陈奎孚先生评论我们的论文《对一道中学生物理竞赛试题答案的商榷》[1]的稿件《就<对一道中学生物理竞赛试题答案的商榷>一文的讨论》(简称为陈文).对于陈文的评论,我们分1,2两大部分回应如下:1关于和陈文讨论的总体意见1.1关于我们论文的错误陈文在其1中⑵里说:【“轻质弹簧抽去其质量属性以后,只是作为传递力的工具”的“传递力的工具”很不恰当.】【文[1]的最后一段“由于在这个问题中弹簧仅仅是传递弹力,约束力与保守力是同一个力”必然是不正确的.】力的大小、方向和作用点是力的三要素,但是我们必须本质地看待力的作用点问题,根据牛顿第二定律力必须作用在有质量的点上,因此在研究弹簧振子和单摆问题中必须注意这个问题.在弹簧振子问题中,一般不考虑弹簧质量(如果考虑弹簧质量,在各个惯性系机械能都不守恒,就不是弹簧振子了,这与实验中的弹簧是有区别的,实验中的弹簧由于具有质量同时具有动能和势能.),因此弹力的作用点是振子(或者说小球),而不是弹簧.既然力的作用点是小球,所以没有质量的弹簧可以认为是传递力的媒介.我们可以把牛顿第二定律和欧姆定律进行类比,合外力相当于电压,质量相当于电阻,加速度相当于电流.这是理想化模型,类似于导线抽取电阻、电感等属性后用电器的电压等于电源两端的电压一样.1.2关于我们论文的原则1)在科学的研究中,要证明一个命题是否正确,必须以科学理论中的定义、公理、定理、原理、定律、公式等作为正确的标准来推理.这是科学理论中起码的常识,也是我们论文里基本的原则.2)在力学的研究中,因为物体具有体积,所以当力作用到物体上的不同位置时,就会产生不同的效果,这就对力学的研究带来极大的不便.为了方便起见,人们就抽掉物体的体积,只留下物体的质量,并把只有质量而无体积的物体叫做质点,研究质点的力学叫做质点力学.因为抽掉物体的体积在实践中不能做到,所以质点是个理想模型,研究理想模型得出的结论叫做理论.3)在研究弹簧振子的振动时,因为弹簧不仅具有体积,而且还可变形,所以弹簧的运动要比一般物体、刚体的运动更为复杂,与质点的运动也很不同,这就给弹簧振子的研究带来不便.为了方便起见,人们就抽掉弹簧的体积和质量,只留下弹簧产生弹力的性质,并把只有产生弹力的性质而无体积和质量的弹簧叫做轻质弹簧.因为抽掉弹簧的体积和质量在实践中不能做到,所以轻质弹簧是个理想模型,研究理想模型得出的结论叫做理论.在研究一端固定在墙壁上的弹簧振子的振动时,必须把弹簧视为轻质弹簧.4)在物理学的研究中,往往使用数学理论中的坐标系,把带有坐标系的参考物体或参照物体叫做参考系或参照系.在数学、物理学理论中:每一个坐标系或参照系只能有一个原点.这是数理理论中起码的常识,也是我们论文里基本的原则.2关于和陈文讨论的具体意见2.1对于陈文的1的意见1)陈文在其1中说:【文[1]认为参考答案是错误的,论证的手段是数学演绎,然而该演绎有一个关键失误,即文[1]式(4)下方的(本段随后叙述根据文[1]))(d pt E '=-x f 'd (1),式中:)(p t E ',x ',x 'd 分别是匀速运动参考系中观察到弹簧势能,小球位移和位移的微分;)(d pt E '为弹簧势能的微元;f =kx 为小球所受到的力.如果动参考系的速度u =0,那么x '就回到了x (见图1),(1)式无疑是正确的,但是如果x '的坐标原点也在运动,那么再使用式(1)就不合适了.】陈文要说明式(1)【失误】、【不合适】,必须用定义、公理、定理、原理、定律、公式等作为正确的标准来推理.2)陈文在上述1)中那一段里还有4个小错误如下:①陈文说的【匀速运动参考系】或【动参考系】错误,把其改成小车参考系才正确.因为小车系和地面系的运动是相对的,在小车上观察时,小车就成了静止系,地面就成了运动系.②在水平面上受稳定约束的弹簧振子运动模型,实质上是一个与距离r 成正比有心力作用下质点的运动问题.陈文说的【弹簧势能】错误,把其改成“振子势能”或“小球势能”才正确.理由为:从上述1.2中的3)里知,在研究一端固定在墙壁上的弹簧振子的振动时,必须把弹簧视为轻质弹簧.轻质弹簧是没有质量的.据力学中力的定义知,力是物体间的相互作用,物体被视为质点后,力就是质点间的相互作用.所以,力不是物体或质点和几何点间的相互作用.所以物体或质点施与的力不能作用在已成为几何点的轻质弹簧上,所以轻质弹簧不能受到任何力的作用而做功,所以轻质弹簧就没有由功转化来的势能了.因为弹簧振子体系由轻质弹簧和振子或小球组成,所以,弹簧振子体系的势能就全部归于振子或小球了.所以把【弹簧势能】改为“振子势能”或“小球势能”才正确.再说,陈文的文献[10]在第164页上定义弹簧振子的势能时说:“这个质点在弹力作用下相对于平衡位置具有转换成其他运动形态的一定‘能力’,称为质点在弹力作用下相对于平衡位置的弹性势能”.这就是说,文献[10]早已明确声明:弹性势能是属于质点的,即是属于振子或小球的,当然就不能属于弹簧了.所以,把【弹簧势能】改为“振子势能”或“小球势能”才正确.E (t )= 21kx 2=21mω2x 2,如果这样表达弹性势能,就可以看出弹性势能属于小球,而不是属于弹簧.③陈文说的【f =kx 】错误,把其改为f =-kx 才正确.因为据力学中的胡克定律知:f =-kx .④陈文说的【x '的坐标原点也在运动】是错误的.因为坐标原点o '不属于x '而属于参照系x o '',且相对于x o ''系并不运动.3)陈文虽然没有用上述正确的标准来推理论证,但是也企图用类比的方法来说明我们的式(1)【失误】、【不合适】.例如陈文说:【比如图2的两个自由度系统,第二个弹簧k 2的势能E p2(t )按照式(1)的逻辑究竟应该为 d E p2(t )=-f d x 1 (此处f =k 2(x 2-x 1)) 还是d E p2(t )=-f d x 2 呢?显然二者都不对.E p2(t )应该是x 1和x 2的二元函数 (其实势能应该写成 E p2(x 1,x 2),但是为了与文[1]的符号一致,还是用了E p2(t )),它的全微分应该为d E p2=12p x E ∂∂d x 1+22p x E ∂∂d x 2 (2)】.对陈文的这个类比法,我谈4条意见如下:①我们的论文讨论的是一个弹簧振子系统.陈文的类比法中举得例子是两个弹簧振子系统,而且这两个弹簧振子系统还串联在一起,这就使得每个振子的受力情况比一个弹簧振子系统中振子的受力情况不同.这种结构及受力情况的不类同,导致了陈文的类比法中举得例子和我们论文中的弹簧振子系统没有类比性.②利用类比法举例时,举得例子应该与被比的事物类同或更简单.而陈文举得例子与被比的事物要复杂得多,这就大大增加了用类比法说明问题的难度,从而失去了使用类比法的意义.③利用类比法举例时,举得例子必须正确.而陈文在自己的类比法中说的【E p2(t )应该是x 1和x 2的二元函数(其实势能应该写成E p2(x 1,x 2),…),它的全微分应该为d E p2=12p x E ∂∂d x 1+22p x E ∂∂d x 2 (2)】没有说明理由,故无法保证式(2)正确.事实上,【E p2(t )应该是x 1和x 2的二元函数】和式(2)都是错误的.因为二元函数的两个自变量必须互相独立,而x 1和x 2却同时变化.这说明陈文对二元函数的定义理解错误.④如果纠正了陈文在上述①,②,③中的错误,那么就使陈文的类比法中的例子成为一个弹簧振子系统,故按照式(1)的逻辑有d E p (t )=-f d x .而陈文通过【如果动参考系的速度u =0,那么x '就回到了x (见图1),式(1)无疑是正确的】承认了d E p (t )=-f d x 正确,因此也就承认了我们的式(1))(d pt E '=-x f 'd 正确. 4)其实,我们的式(1)是正确的,是不失误的,是合适的.理由为:我们的式(1)是根据公认正确的势能定理推导出的.势能定理为:保守力对质点做的功等于该质点的势能的减少量.陈文说【如果动参考系的速度u =0,…,式(1)无疑是正确的】,这就说明陈文也承认在地面系的势能定理d E p (t )=-f d x 正确.但因为小车系是惯性系,所以据力学相对性原理知,在小车系势能定理也有相同的形式,即)(d pt E '= -x f ''d = -x f 'd 正确.所以我们论文中的式(1)的来历是有根据、有理由的,因此是正确的.5)陈文在其1中说:【回到图1的模型,在动参考系里观察,弹簧的左端O 不再保持不动,如图3所示模型.在图3中,弹簧左右两个端点各有一个参考原点,这两个原点随动参考系一起匀速运动.左右两个端点相对动参考系的位移分别为O x '和x '.如同图 2,在动参考系中观察到的弹簧势能pE '(t )是x '和O x '的函数,即pE '(t )=k (x '-O x ')2/2,所以 p d E '=xE '∂'∂p x 'd +O x E '∂'∂p O x 'd (3)…… 式(1)失误在于把式(3)右边的第二项丢掉了,它正是墙壁作 用力对系统所做的元功.第二项的存在,动参考系中机械能不守恒的数学表现.高炳坤先生早就论证过这个问题了[9].】对于陈文上述的这段话,我谈4条意见如下:①陈文在上述这段话中说到:【弹簧左右两个端点各有一个参考原点,这两个原点随动参考系一起匀速运动.】只有坐标系或参照系才有原点,【两个端点】不会【各有一个参考原点】;在每一个坐标系或参照系中只有一个原点,不会有【两个原点】.这是数理知识中起码的常识,也是我们论文里基本的原则.②在我们的论文中,在地面系观察:以弹簧未被拉伸和压缩时(弹簧平衡时)的振子或小球即质点m 所处地面位置o 为坐标原点建立直线坐标系ox (如图1所示),则o 点的坐标为o x = 0.弹簧的左端点O 因与墙壁相连故静止,其坐标为O x .设弹簧的自然长度为 L ,则L =o x -O x =0-O x =-O x .将振子从o 开始向右拉动距离x ,则弹簧的伸缩量=振子的位移量=x -o x =x -0=x .此时放手后,据胡克定律知,振子受到的弹簧的弹力为f =-kx ,并做简谐振动.故振子做的微分功(即元功)为:d w =f ⋅d x =-kx d x ,所以振子从位置0处到位置x 处做的总功为:w =⎰w w 0d =⎰-xkx 0)(d x =-k ⋅21(2x -20)=-221kx .因为振子在f 的作用下做的功仅与位置x 有关,所以f 是保守力.据2.2中4)里说到的势能定理得:w =E P (0)-E P (x ),所以 -221kx =0-E P (x ),E P (x )=221kx =221kA 2cos (ωt )=E P (t ). 这说明势能符号E P (t )是正确的,不是【应该写成 E p2(x 1,x 2),但 是为了与文[1]的符号一致,还是用了E p2(t )】的.我们的论文已经声明,小车系刚开始运动时与地面系完全重合,即小车系的坐标原点o ',弹簧的左端点O '分别与地面系的坐标原点o ,弹簧的左端点O 完全重合(如图1).所以o ',O '的坐标差等于o ,O 的坐标差等于L ,即ox ''-O x ''=o x -O x =L .又因为ox ''是小车系的坐标原点o '的坐标,所以o x ''= 0,所以 0-Ox ''=0-O x =L ,-O x ''=-O x =L . 陈文说的【在动参考系(应为小车系)里观察,弹簧的左 端O 不再保持不动】正确,但点O 的运动方向是向左而不是向右.图1'陈文说【这两个原点随动参考系一起匀速运动.左右两个端点相对动参考系的位移分别为O x '和x '.】随动参考系(小车系)一起匀速运动的两个原点应分别是小车系的坐标原点o '和小车系中弹簧的左端点O '.因为o '和O '一起匀速运动,所以始终有ox ''-O x ''=L ,0-O x ''=L ,-O x ''=L . 当在地面系观察、振子从o 点开始向右运动到坐标为x 处时,在小车系观察、振子便从o '开始向右运动到坐标为x '处,所以弹簧的伸缩量=振子的位移量=(x '-o x '')=(x '-0) =x '=x -ut .相对动参考系(小车系)的位移分别为Ox '和x '的左右两个端点应分别是地面系中的弹簧的左端点O 和振子(不是o ).所以有: Ox '=O x -ut ,x '= x -ut ; (x '-Ox ')=[(x -ut )-(O x -ut )]=(x -O x )=x +L . ③按照上述②中的分析,可得陈文的错误如下:陈文的(3)式错误.因为x '和Ox '通过ut 互为函数而不相互独 立,所以陈文的p E '(t )=k (x '-O x ')2/2不是x '和O x '的二元函数.这说明陈文对二元函数的定义理解错误.按照陈文的势能公式p E '=p E '(t )=k (x '-O x ')2/2的逻辑,在分析地面系的势能时就应该有:E P =E P (t )=k (x -O x )2/2=k (x +L )2/2=k 21(x +L )2≠221kx . 陈文的势能公式E P (t )=k (x -O x )2/2与任何文献任何人(包括陈奎 孚本人)都公认正确的势能公式E P (t )=E P (x )=221kx 不同,故陈文 的势能公式E P (t )=k (x -O x )2/2错误,错在把弹簧的自然长度L 也 当成弹簧的伸缩量的一部分了.因此,与E P (t )=k (x -O x )2/2有着相同逻辑的陈文的势能公式pE '(t )=k (x '-O x ')2/2也就错误了. 陈文在其0中说:【文[2]和[4]的讨论已经很到位了】.故陈文文[2]说的【pE '=21k (x '-o x ')2=21k [(x -ut )-(-ut )]2=221kx 】和陈文文[4]说的【p E '=E p =221kx 】就很到位了,所以陈文的势能公式p E '=k (x '-O x ')2/2=k 21(x +L )2就很不到位了,即就错了. 陈文的势能公式pE '(t )=k (x '-O x ')2/2之所以错误,是因为陈 文没有用力学中的定义、公理、定理、原理、定律、公式等作为正确的标准来推理.陈文也确实未说明自己的势能公式pE '(t )=k (x '-O x ')2/2正确的理由. 事实上,按照势能定理)(d pt E '= -x f 'd 来推理,便得到势能 公式)(pt E '=21kA 2cos 2 (ωt )-m ωuA sin (ωt ),这也说明陈文的公式p E '(t )=k (x '-O x ')2/2=k 21(x +L )2错误,同时也说明陈文的文[2](朱文)和[4](孟文)的p E '=E p =221kx 错误. ④陈文在上述这段话中说到:【式(1)失误在于把式(3)右边的第二项丢掉了,它正是墙壁作用力对系统所做的元功.….高炳坤先生早就论证过这个问题了[9].】 陈文在上述这段话中的错误与高炳坤先生论证中的错误完全相同.2.3对于陈文的2的意见1)陈文在其2中⑴里说:【“力只能作用在有质量的物体上”无法从牛顿第二定律得出来.对质点F =m a 中的F 是合外力.如果不是质点,质量m =0只意味着所有外力的矢量和为零,即当弹簧质量忽略后,墙壁对弹簧的作用力矢量与小球对弹簧的作用力矢量合起来等于零(注意是矢量和为零,不是合力为零,见下面的⑷).另外文[3]也坚持:“力不能对没有质量的物体做功”;“朱文就不能计算两个外力……对弹簧所做的总功(若硬要计算则应把弹簧视为质点,但是,因此产生的把弹簧视为质点与忽略弹簧质量的矛盾应由朱文负责)、而只能计算小球或振子这个质点的总功了”等说辞当然也不恰当.力是否只能对有质量的物体做功能?答案是否.因为力矢量F元功为F⋅d r,其中d r是受力物体上与力作用点相重合那点位移的微元.F⋅d r与受力物体是否有质量无关.至于“被作用对象的质量为0时,加速度可能会无穷大”的担心根本没必要,因为被作用对象上还可能有其他力的作用.再者,被作用对象也可把力的功转换成其他形式的能量,比如弹簧把能功储藏为弹性势能.】对于陈文上述的这段话,我谈4条意见如下:①我们的论文中说的“力只能作用在有质量的物体上”是正确的.理由为:任何一部力学著作中关于力的定义都是物体间的相互作用,物体被视为质点后,力就是质点间的相互作用.如果忽略了物体、弹簧的体积和质量及质点的质量,那么物体、弹簧和质点就成了几何点.因为力是物体间的相互作用或质点间的相互作用,而不是物体或质点和几何点间的相互作用,所以物体或质点施与的力只能作用在有质量的物体或质点上,而不能作用在无质量的几何点上.所以,如果陈文认为我们的“力只能作用在有质量的物体上”不正确,那么就是陈文把力的定义理解错了.根据上述的力学中的力的定义,陈文说的【当弹簧质量忽略后,墙壁对弹簧的作用力矢量与小球对弹簧的作用力矢量合起来等于零(注意是矢量和为零,不是合力为零,……)】就错了.因为此时的弹簧已经成了几何点,不能再受任何力了.另外,【矢量和为零】是个小错误,正确的说法是:“矢量和为0”.因为矢量必须用粗体字母或数字表示(在力的方向与坐标轴平行的特殊情况下,矢量可以用非粗体字母或数字表示,但是矢量的方向应改用正负号表示).【是矢量和为零,不是合力为零】也是个小错误,正确的说法是:“力的矢量和为0”与“合力为0”都正确.理由为:据力的定义知,力本身就是矢量,它包括大小和方向两方面的内容.故一提到力,就一定是包括大小和方向的矢量;一提到合力,就一定是力的矢量和.陈文说的【不是合力为零】一定是把“力”错误地理解成“力的大小”了.②我的论文(陈文中的文[3])中说的“力不能对没有质量的物体做功”;“朱文就不能计算两个外力……对弹簧所做的总功(若硬要计算则应把弹簧视为质点,但是,因此产生的把弹簧视为质点与忽略弹簧质量的矛盾应由朱文负责)、而只能计算小球或振子这个质点的总功了”等说辞是恰当的,是正确的.理由我已经在上述的①中说清楚了,即因为弹簧已被视为没有体积和质量的几何点,因此弹簧振子的总质量就是振子或小球这一个质点的质量了.所以,计算弹力移动弹簧振子做功时,就只能计算小球或振子这一个质点的功了.势能是用保守力的功定义的,是对于质点而言的,对于没有质量的弹簧显然没有势能而言.③陈文说:【力是否只能对有质量的物体做功能?】【把能功储藏为弹性势能.】我所学过的知识中没有【功能】、【能功】的概念.我所学过的【功】和【能】是两个完全不同的概念,力只能对有质量的物体做功而不能做能,更不能做功能或能功.所以,陈文说到的【功能】、【能功】的概念是忘记了力学理论中起码的常识,违背了我们论文里基本的原则.④陈文说:【力是否只能对有质量的物体做功能?答案是否.因为…F⋅d r与受力物体是否有质量无关.至于“被作用对象的质量为0时,加速度可能会无穷大”的担心根本没必要,因为被作用对象上还可能有其他力的作用.再者,被作用对象也可把力的功转换成其他形式的能量,比如弹簧把能功储藏为弹性势能.】我认为,陈文说得【力是否只能对有质量的物体做功能?答案是否】和【F⋅d r与受力物体是否有质量无关】都是错误的.因为我在上述的①中已经说明:力不能作用在没有质量的几何点上.质量m 0的被作用对象不能接受力,故其速度就不能改变,故a就变不成无穷大了.如果考虑到内部作用力抵消,那么每一点必须运动状态不变,显然不符合客观实际.2)陈文在其2中⑵里说:【“轻质弹簧抽去其质量属性以后,只是作为传递力的工具”的“传递力的工具”很不恰当.当弹簧质量不计时,墙壁对弹簧的作用力F墙对簧与弹簧对小球的作用力F簧对球的大小确实相等,方向也确实相同(见图4).但是二者的作用点不同(施力物体和受力物体也当然不同).在本题中,二者的作用点位移更不同(振子的振动必然导致这个不同),所以它们无法等效,因而不能把墙壁作用在弹簧上的力直接作用到小球上.力有可传性,但这种“传”只能在同一刚体内部传递,然而这里弹簧是变形体(也正是利用了弹簧的变形性质,才发生了振动现象),所以不能简单地把力传过弹簧.当然,若小球处于平衡状态,那么根据刚化原理可把弹簧当成刚体模型处理,小球的平衡状态不变.此时,操作上可把墙壁对弹簧的力传递到小球(这个“传递”与弹簧是否有质量也无关),但刚化原理的前提是小球要处于平衡状态,然而本题的小球在振动.综上,文[1]的最后一段“由于在这个问题中弹簧仅仅是传递弹力,约束力与保守力是同一个力”必然是不正确的.】陈文说的我们不正确的理由是错误的.陈文错误的理由为:在研究一端固定在墙壁上的弹簧振子的振动时,必须把弹簧视为只有产生弹力的性质而无体积和质量的轻质弹簧.这是力学理论中起码的常识,也是我们论文里基本的原则.所以,如果把【弹簧当成刚体模型】或者【变形体】去分析研究,那么就忘记了力学理论中起码的常识,违背了我们论文里基本的原则.陈文恰恰是用【弹簧是变形体】、【把弹簧当成刚体模型】来分析的,所以陈文就错了.3)陈文在其2中⑶里说:【“小球的机械能就是弹簧振子体系的机械能”也不恰当.小球只有动能,振子的势能储存在弹簧中.在重力场中,“小球的势能”指的是小球的重力势能,即小球在地球重力场中的势能.在不引起误解的语境下,我们使用“小球的势能”——但这绝不是说小球自己就有势能.故而文[3]中“因此,研究弹簧振子系统的机械能只能研究质点小球或振子的动能和势能而不能再研究弹簧的势能了.事实上,弹簧振子系统的弹性势能也就是质点小球或振子的势能”表述不恰当.文[3]所引用的文[10]陈述“质点在弹力作用下相对于平衡位置的弹性势能”中的“在弹力作用下相对于平衡位置的”的修饰语是很准确的,丢了这个修饰语就不合适了.】对于陈文上述的这段话,我谈4条意见如下:①我们的论文中说的“小球的机械能就是弹簧振子体系的机械能”是正确的.理由为:弹簧振子体系由轻质弹簧和振子或小球组成.轻质弹簧是没有质量的几何点.因为轻质弹簧没有质量,所以没有动能;因为轻质弹簧是几何点,所以不能受到任何力的作用而做功.所以就没有由功转化来的势能,所以轻质弹簧就没有机械能了.所以,由轻质弹簧和振子或小球组成的弹簧振子体系的机械能就全部归于振子或小球了.所以,陈文说【“小球的机械能就是弹簧振子体系的机械能”也不恰当】就错了.②陈文说【小球只有动能,振子的势能储存在弹簧中.…我们使用“小球的势能”——但这绝不是说小球自己就有势能.】陈文说的【小球(振子)只有动能】说明振子没有势能,陈文说的【振子的势能储存在弹簧中(那势能也是振子的,就像人的钱储存在银行中钱也是人的一样)】说明振子有势能.这就矛盾了.陈文说的【“小球的势能”】说明小球有势能,陈文说的【绝不是说小球自己就有势能】说明小球没有势能.这也就矛盾了.③我的论文(陈文的文献[3])中说的“研究弹簧振子系统的机械能只能研究质点小球或振子的动能和势能而不能再研究弹簧的势能了”是正确的,理由为:弹簧振子系统的机械能就是质点小球或振子的机械能,即是质点小球或振子的动能和势能.这个结论得出的理由我在上述的①中已经说清楚了,请参考.④我的论文(陈文的文献[3])中说的“弹簧振子系统的弹性势能也就是质点小球或振子的势能”是正确的,理由有两条:第一条是:弹簧是没有质量的几何点,不能接受任何外力而做功,故就没有由功转化来的势能,故弹簧振子系统的弹性势能就全归于质点小球或振子了.第二条是:我的论文(陈文的文献[3])中引用的文献(陈文的文献[10])在第164页上说:“这个质点在弹力作用下相对于平衡位置具有转换成其他运动形态的一定‘能力’,称为质点在弹力作用下相对于平衡位置的弹性势能”.这说明该文献明确声明:弹性势能是属于质点的,即是属于小球或振子的,当然就不能属于弹簧了.这与我的观点完全一致.而陈文并没有说文[10]的陈述错误,即陈文也默认了文[10]的陈述正确,从而也就承认了我的观点正确[这两条理由详见2.2中2)里的②].我的论文(陈文的文献[3])中引用的文献(陈文的文[10])在第164页上的那段话中,【在弹力作用下相对于平衡位置的】的修饰语赫然写在那里,我根本就没有丢掉.陈文说【丢了这个修饰。

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