(1)计算物理
计算物理第1题
[计算物理作业_01]：
1、用Schrage 方法编写随机数子程序，用连续两个随机数作为点的坐标值绘出若干点的平面分布图。
{a ∗mod (I [n −1]−r ∗[I[n −1]/q]), if >0a ∗mod (I [n −1],q )−r ∗[I [n−1]
q ]; else
P.S. 打星号的部分作业没有要求，但出于好奇还是写了，并不影响作业的结果。
P.S. 所有的数组用都是动态数组，因为无法申请过大的静态数组。
计算结果分析和讨论
用matlab读取“my_test.txt”文件，绘图如下：（这里产生了200，000个随机数，绘制了100，000个点）
可见，产生的相邻两个随机数的线性独立性还是比较好的。
总结
这个比较简单，现在想起来当时写的时候唯一遇到的问题就是最初在C里面用的是静态数组来装的随机数，当数量比较多的时候，会导致程序无法运行，应当用动态数组。
2024年中考物理复习+专题(1) 热学的综合计算
广西专版九年级人教版物理全册
专题(一) 热学的综合计算
“灶具类” 1．(2023广安中考)小红一家到某基地露营时，用火炉 将质量为2 kg、初温为20℃的水加热到60℃，燃烧了 100 g木炭。已知：水的比热容c水＝4.2×103 J/(kg·℃) ，木炭的热值q炭＝3.36×107 J/kg。求： (1)水吸收的热量； (2)该火炉烧水的热效率。
解：(1)水吸收的热量Q吸＝cm(t－t0)＝4.2×103 J/(kg·℃)×10 kg×(100℃－25℃)＝3.15×106 J；
(2)高能聚合油完全燃烧放出的热量Q放＝ ＝4.2×106 J，完全燃烧高能聚合油的质
量m′
＝0.1 kg。
“太阳能热水器类” 3．太阳能热水器是直接利用太阳能给水加热的装置， 下表是小明家的太阳能热水器某天在阳光照射下的相关 信息，其中太阳辐射功率是指1 h内投射到1 m2面积上的 太阳能，求：
＝mq可得，完全燃烧汽油的质量：m＝
＝0.6 kg。
7．“五一”假期，小明一家驱车外出旅游。当汽车以 108 km/h的速度在高速公路上匀速直线行驶时，汽车受 到的阻力是整车重的0.08倍，效率为40%。已知汽车整 车质量为1375 kg，油箱容积为50 L。(汽油热值q＝ 3.3×107 J/L，g取10 N/kg)
解：(1)水吸收的热量为Q吸＝c水m水Δt＝4.2×103 J/ (kg·℃) ×2 kg×(60℃－20℃)＝3.36×105 J；
(2)燃烧100 g木炭放出的热量为Q放＝m炭q炭＝100× 10－3 kg×3.36×107 J/kg＝3.36×106 J，该火炉烧水的热
效率η＝
×100%＝10%。
(1)牵引力所做功的功率； (2)汽车的百公里油耗(每100 km消耗汽油的体积)。
计算物理学(刘金远)课后习题答案第6章：偏微分方程数值解法
第6章：偏微分方程数值解法6.1对流方程【6.1.1】考虑边值问题, 01,0(0,)0,(1,)1(,0)t x x u au x t u t u t u x x=<<>ìï==íï=î如果取：2/7x D =，(0.5),1,2,3j x j x j =-D =，8/49t D =，k t k t=D 求出111123,,u u u 【解】采用Crank-Nicolson 方法()11111111211222k k k k k k k k j j j j j j j j u u u u u u u u t x ++++-+-+éù-=-++-+ëûD D 11111113k k k k k kj j j j j j u u u u u u +++-+-+-+-=-+由边界条件：(0,)0x u t =，取100k ku u x-=D ，10,0,1,k ku u k ==L (1,)1u t =，41ku =-1 1 0 0 - (1+2s) -s 0 0 -s (1+2s) -s 0 -s (1+2s) -s 0 s L L L L 101210 0 0 0 (1-2s) s 0 0 s (1-2s) s 0 s ( 1 k n n u u s u u u +-éùéùêúêúêúêúêúêú=êúêúêúêúêúêúêúêúêúëûëûL L L L L 01211-2s) s 0 1 1kn u u u u -éùéùêúêúêúêúêúêúêúêúêúêúêúêúêúêúêúëûëûL 由初始条件：021(72j j u x j ==-，1,2,3j =，212()t s x D ==D -1 1 0 0 0-1 3 -1 0 0 0 -1 3 -1 0 -1 3 -1 0 1012340 0 0 0 01 -1 1 0 00 1 -1 1 0 1 -1 1 1 u u u u u éùéùêúêúêúêúêúêú=êúêúêúêúêúêúëûëû00123 0 1 1u u u u éùéùêúêúêúêúêúêúêúêúêúêúêúêúëûëû000117u u ==，0237u =，0357u =1112327u u -=，111000123123337u u u u u u -+-=-+=，11100234235317u u u u u -+-=-+=114591u =125191u =，136991u =6.2抛物形方程【6.2.1】分别用下面方法求定解问题22(,0)4(1)(0,)(1,)0u u t x u x x x u t u t 춶=ﶶïï=-íï==ïïî01,0x t <<>（1）取0.2x D =，1/6l =用显式格式计算1i u ；(2)取0.2,0.01x t D =D =用隐式格式计算两个时间步。
【计算题】2 浮力综合计算(考点梳理+强化练习)—2021中考物理二轮专题复习讲义
2021中考物理二轮考点过关：浮力综合计算考点梳理1．浮力大小的计算浮力大小的计算方法：（1）两次称量求差法F浮＝F1﹣F2（2）二力平衡法F浮＝G物（3）阿基米德原理法F浮＝G排2．密度的计算（1）密度的公式：ρ＝（ρ表示密度、m表示质量、V表示体积）（2）密度公式变化：m＝ρV、V＝3．液体的压强的计算计算液体压强的公式是p＝ρgh．可见，液体压强的大小只取决于液体的种类（即密度ρ）和深度h，而和液体的质量、体积没有直接的关系。
运用液体压强的公式计算时，必须注意相关知识理解，以免造成干扰。
确定深度时要注意是指液体与大气（不是与容器）的接触面向下到某处的竖直距离，不是指从容器底部向上的距离（那叫“高度”）。
强化练习1．如图所示，物体挂在弹簧测力计下端浸没在水中，在将物体缓慢拉出水面的过程中，弹簧测力计示数随圆柱体上升距离的变化情况如图乙所示。
试求：（ρ水＝1.0×103kg/m3）（1）圆柱体浸没时所受的浮力；（2）圆柱体的密度。
2．底面积为100cm2的柱形容器内盛有适量的水，现将含有石块的冰块投入其中，恰好悬浮（如图所示），此时水位上升了5.4cm；当水中冰块全部熔化后，相比熔化前水对容器底部的压强改变了50Pa。
（ρ冰＝0.9×103kg/m3）求：（1）冰块悬浮在水中时所受的浮力；（2）石块的密度。
3．桌面上有一底面积为200cm2的圆柱形容器A，内装有一定量的水，将一质量为400g、底面积为150cm2的圆柱形容器B放入A中漂浮在水面上，然后向B中加入某种油后，A、B两容器内油和水的液面相平，B中油的液面高度为10cm，如图所示，继续向B内加油，A中水面上升了2cm。
求：（已知ρ水＝1.0×103kg/m3，g取10N/kg，不计圆柱容器B的厚度）。
求：（1）加油前，容器B受到的浮力。
（2）这种油的密度。
（3）加油后，B容器底部受到油的压强增大了多少？（计算结果后保留1位小数）4．在水平桌面上放置一个底面积为100cm2，质量为400g的圆筒，筒内装有16cm深的某种液体。
初三物理计算公式汇总(1)
初三物理计算公式汇总（一定要熟记并把它贴到书本上）杠杆的平衡条件：三、要熟练运用的公式：1．密度公式：密度相关运算中，“kg”“m3”“kg/m3”是国际单位，而“g”“cm3”“g/cm3”是另一常用单位。
要注意当中的换算。
记住水的密度为ρ水=1×103 kg/m3 或 1g/cm3。
1000 kg/m3 =1g/cm3密度公式的变形：对于同一物体，在知道了m、ρ、V当中的任意两个后，就可以求出第三个。
2．速度公式：速度的相关运算中，“m”“s”“m/s”h”“km/h”为单位。
要注意当中的换算。
1km=1000m 1h=3600s 1m/s=3.6km/h 记住光速 c=3×108 m/s 声速v=340m/s速度公式的变形：对于同一物体，在知道了“S”“v”“t”中的任意两个后，就可以求出第三个。
3变形公式：利用这几个公式，知道了质量就可以求出物体所受的重力，反之知道了所受的重力也就可以求出物体的质量。
4知道其中的任意三个物理量，就可以求出第四个。
有些时候，F1、F2或L1、L2也可能给出比例，这时也一样可以求出余下的那个物理量。
例：已知某杠杆平衡时，动力也阻力的比为3：4，若动力臂为40cm，求阻力臂。
解：因为杠杆平衡所以：2211LFLF=cmcmLFFL3040431212=⨯==5．压强计算公式：(1Pa=1N/m2)在压强计算公式中，所采用的单位都是国际单位，如果题目所提供的单位是其它单位，那就要先进行单位换算。
常用的转换为：1m2=10000cm21cm2=1×10-4m2压强公式的变形对于某一受力过程，知道了“P”“F”“S”当中的任意两个物理量，我们就可以求出第三个量了。
6．液体压强计算公式：注意：（1）所有单位都采用国际单位 （2）深度：从液面到该处的竖直距离。
液体压强公式的变形：知道了“液ρ”“液P ”和“h ”中的任意两个，就可以求出余下的那一个。
计算物理CP-1
流程与程序
当ω1:ω2=n:m时，形成李萨如图形 =n:m时
输入A 输入 1，A2 ，ω1， ω2 ，ϕ1，ϕ2
Matlab 源程序 Oscillation2_synt hesize.m Flash
tk, k=1, 2… , n …
x=A1cos ( ω1tk+ϕ1 ) y=A2cos ( ω2tk+ϕ2 )
在线分析的任务包括四个方面： 在线分析的任务包括四个方面： 控制系统运行； 采集实验数据； （a）控制系统运行； （b）采集实验数据； 监视仪器状态； 数据在线分析。 （c）监视仪器状态； （d）数据在线分析。 离线分析又可以划分为两部分工作。 离线分析又可以划分为两部分工作。 事例模拟； （a） 事例模拟； （b）物理分析
t x y1 = A cos(ω t − kx ) = A cos 2π ( − ) T λ t x y2 = A cos(ω t + kx ) = A cos 2π ( + ) T λ
右行波 左行波
2π y = y1 + y2 = 2 A cos( x ) cos( t) λ T
2π
驻波 2-4
输入A，T，λ
λ ∈ (0, 4)
xn ∈ [0,1]
λ：参数
研究目的： 研究目的： 随着虫口的演化， ？（研究迭代过程的收敛结果 研究迭代过程的收敛结果） 随着虫口的演化，虫口数最终归宿如何 ？（研究迭代过程的收敛结果）
x n +1 = λ x n
(简化的虫口方程) 简化的虫口方程)
xn+1 − xn = ( λ − 1) xn dx = ( λ − 1) x dt x = x0 e ( λ −1) t
第1讲 计算物理
最大、 最小 Max[a，b，c，．．．] 函数 Min[a，b，c，．．．]
第二讲 基本代数运算
代数式的化简和展开
1. Simplify[expr] 2. Foctor[expr] 3. Expand[expr] 4. Collect[expr,x] 5. Together[expr] 6. Cancel[expr] 7. Apart[expr] 8. TrigExpand[expr] 9.TrigFactor[expr] 10.TrigToExp[expr] 11.ExpToTrig[expr]
Mathematica 的内部常数
圆周率 π
Pi , 或 π E I Infinity, 或 ∞ Degree 或°
自然对数的底数 e 虚数单位 i 无穷大 ∞ 度
Mathematica 中常用的基本数学运算符
a+b a-b a*b (可用空格键代替*) a/b (输入方法为：“ Ctrl ” + “ / ” ) a^b (输入方法为：“ Ctrl ” + “ ^ ” ) -a
加法
减法 乘法 除法 乘方 负号
Mathematica 的常用内部数学函数
指数函数 对数函数
Exp[x] Log[x] Log[a，x]
以 e 为底数 自然对数，即以 e 为底数的对数 以 a 为底数的 x 的对数 表示 x 的算术平方根 表示 x 的绝对值 正弦函数 余弦函数 正切函数 余切函数 正割函数 余割函数 反正弦函数 反余弦函数 反正切函数 反余切函数 反正割函数 反余割函数 双曲正弦函数 双曲余弦函数 双曲正切函数 双曲余切函数 双曲正割函数
第一讲 基中括号括起来。 (带有组合语 义的函数其每个组成部分的首字母都应大写) 小括号/圆括号表示运算的优先级 中括号/方括号内放函数的自变量 大括号/花括号内放集合元素 变量的定义、赋值、清除 1. V1= ; V1=value/expr;变量定义同时赋值 2. Clear[v1, v2,… ]/ V1=.; 变量清除
计算物理学(刘金远)第5章：微分方程(课后习题及答案)
5.1 计算物理学第５章：微分方程课后习题答案初值问题【5.1.1】采用euler 方法求初值问题'2/, 01(0)1y y x y x y =-££ìí=î【解】取0.1h =，1(,)(2/)n n n n n n n n y y hf x y y h y x y +=+=+-x0.00.10.20.3y 1.000 1.1000 1.1918 1.2774【5.1.2】用euler 预测-校正公式求初值问题22', (0)1y x y y ì=-í=î【解】取0.1h =，1(,)n n n n y y hf x y +=+111(,)n n n n y y hf x y +++=+1000(,)0.9y y hf x y =+=221011(,)10.1(0.10.9)0.92y y hf x y =+=+´-=【5.1.3】用euler 公式和梯形公式建立的预测-校正公式求初值问题'23, 0(0)1y x y x y =+£ìí=î取0.1h =，(1)求(0.1)y ;(2)编程计算0:0.01:2x =【解】1111(,)1[(,)(,)]2n n n n n n n n n n y y hf x y y y h f x y f x y ++++=+=++10001000110.1(23) 1.30.05[(23)(23)]1.355y y x y y y x y x y =++==++++=【5.1.4】用显式Euler 方法，梯形方法和预估-校正Euler 方法给出求初值问题1,01(0)1d y y x x dx y ì=-++<<ïíï=î的迭代公式（取步长0.1h =）【解】取0.1h =，,0,1,k x kh k ==L ，（1）显式Euler 方法12(,)(1)(1)k k k k k k k y y hf x y y h y kh y h kh h+=+=+-++=-++1911010010k k k y y +=++（2）梯形方法为1121()2(2)(21)2219112110510k k k k k k k h y y f f h y k h h y hy k +++=++-+++=+=++（3）预估-校正Euler 方法为1111(,)[(,)(,)],20,1,,1x k k k k k k k k k k k y y h f x y h y y f x y f x y k n ++++=+ìïï=++íï=-ïîL 221(1/2)(/2)0.9050.00950.1k k k y y h h kh h h hy k +=-++-+=++【5.1.5】考虑下面初值问题2'''(0)1;'(0)2y y y t y y ì=-++í==î使用中点RK2，取步长0.1h =，求出()y h 的近似值【解】00,0.1t h =='y u y æö=ç÷èø，012u æö=ç÷èø，2''(,)'y u f t u y y t æö==ç÷-++èø，1002(,)1k f t u æö==ç÷èø，2001212 1.111(,)(0.05,0.05)(0.05,)21 2.0522 2.05 2.050.891.1 2.050.05k f t h u hk f f æöæöæö=++=+=ç÷ç÷ç÷èøèøèøæöæö==ç÷ç÷-++èøèø102 1.2052.089u u hk æö=+=ç÷èø，1(0.1) 1.205y y ==【5.1.6】考虑下面初值问题2'''2''(0)1;'(0)0,''(0)2y y y t y y y ì=++í===-î使用中点RK2，取步长0.2h =，求出()y h 的近似值【解】00,0.2t h ==取表示符号'''y u y y æöç÷=ç÷ç÷èø，2''(,)''2''y u f t u y y y t æöç÷==ç÷ç÷++èø，0102u æöç÷=ç÷ç÷-èø，010002000'()0(,)''()262()''()y t k f t u y t y t y t t æöæöç÷ç÷===-ç÷ç÷ç÷ç÷++èøèø200121011(,)(0.1,00.12)2226 10.20.2(0.1,0.2) 1.4 1.41.4 3.9721( 1.4)0.1k f t h u hk f f æöæöç÷ç÷=++=+-ç÷ç÷ç÷ç÷-èøèøæö--æöæöç÷ç÷ç÷=-=-=-ç÷ç÷ç÷ç÷ç÷ç÷-´+-èøèøèø1020.960.281.206u u hk æöç÷=+=-ç÷ç÷-èø，(0.2)0.96y =【5.1.7】采用Rk4编程求下列微分方程的初值问题：（1）23'1, (0)0y y x y =++=（2）2'2(1), (1)2y y x y =+--=（3）'', ()0,'()3y y y y p p =-==【5.1.8】求下面微分方程组的数值解2323'2'4(0)1,(0)0x x y t t t y x y t tx y ì=-+--ï=+-+íï==î补充题【5.1.1】对微分方程'(,)y f x y =用Sinpson 求积公式推出数值微分公式【解】{}111111111'(,)4(,)(,)3n n x n n n n n n n n x y dx y y h f x y f x y f x y +-+---++=-=++ò【5.1.2】用标准的4阶龙格库塔方法求初值问题',(0)1y x y y =+ìí=î，取0.1h =，计算出(0.2)y 【解】()1123422/6i i y y h k k k k +=++++1213243(,)(/2,/2)(/2,/2)(,)i i i i i i i i k f x y k f x h y hk k f x h y hk k f x h y hk ==++=++=++'(,)y f x y x y ==+，00(,)(0,1)x y =100200130024003(,)1(/2,/2) 1.1(/2,/2) 1.105(,) 1.2105k f x y k f x h y hk k f x h y hk k f x h y hk ===++==++==++=()10123422/6 1.1103y y h k k k k =++++=，11(,)(0.1,1.1103)x y =111211*********(,) 1.2103(/2,/2) 1.3208(/2,/2) 1.3263(,) 1.4429k f x y k f x h y hk k f x h y hk k f x h y hk ===++==++==++=()2112342(0.2)22/6 1.2428y y y h k k k k y ==++++==然后由22(,)(0.2,1.2428)x y =计算3(0.3)y y =，。
计算物理-课程教学大纲
计算物理课程教学大纲一、课程说明（一）课程名称、所属专业、课程性质、学分；课程名称:计算物理所属专业:物理学课程性质:必修学分:4（二）课程简介、目标与任务；计算物理学是以计算机及计算机技术为工具和手段，运用计算数学的方法，解决复杂物理问题的一门应用科学。
是一门发展中的前沿学科，与理论物理、实验物理并列作为物理学的三大支柱，具有很强的实践性，因此在教学过程中，需要综合物理学理论、数值计算方法和计算机程序设计这三方面的知识，并且充分调动和发挥学生的主动性，培养学生使用计算工具软件、熟练地编程计算的实践能力。
并且在教学中让学生多了解相关的前沿科技动态。
计算物理课程的教学目的是，使学生系统地了解物理模型和数学模型的建立方法，掌握基本的数值计算方法以及物理学中常用的数值计算方法；使学生获得通过数值计算和计算机模拟，分析和处理一些物理问题的基本方法，具备基本的解决问题的能力，提高逻辑推理和抽象思维的能力，为独立解决科学研究中的实际问题打下必要的数学物理基础。
（三）先修课程要求，与先修课与后续相关课程之间的逻辑关系和内容衔接；本课程要有一定的物理和数学基础，以便熟悉解决的相关物理问题及用到的数值计算方法；要熟练掌握一门计算机语言（如Fortran, Matlab语言），以便能独立完成上机实践；为以后解决科学研究中的实际数值计算问题打下必要的基础。
（四）教材与主要参考书。
教材:计算物理学 S.E.Koonin著，秦克诚译，高教出版社，1992年11月第1版; Computational Physics, Fortran Version, S.E.Koonin andD.C.Meredith.教学参考书：1.《计算物理学》马文淦著，科学出版社（2005）2.《计算物理学讲义》彭芳麟编写，北师大物理系（2000）3. 计算物理，杨清建编著，上海科学技术出版社。
4. An Introduction to Computational Physics，计算物理学导论，T.Pang著，世界图书出版公司。
计算物理讲义(1,2)new
绪论计算物理的起源与发展¾1981年3月, 哈佛大学W. H. Press教授等向美国NSF等提交了发展计算物理学的计划书, 标志着计算物理学进入成熟发展阶段；计算物理的应用数值分析与数值模拟；符号计算( Mathematica, Matlab, Maple等)；利用计算机的符号处理系统进行解析计算、公式推导和高精度的数值计算；物理实验的计算机模拟；利用计算机模拟物理实验, 已成为继理论和实验方法外物理学研究的第三种手段；计算机实时控制控制系统运行仪器状态监视第一性原理方法上世纪20 年代，在Schrodinger 给出非相对性波动方程后，原则上应该可以计算出原子和分子的电子态。
但是，可以解析求解的系统仅限于氢原子，而由两个氢原子的氢分子和两个电子加两个质子组成的氦原子就已经无法求解了。
在统计物理的平均场近似的思路下，Hartree 和Fock 提出了广泛应用于物理化学的Hartree-Fock 方法。
它利用自洽理论，在大量迭代中得到收敛的结果，是处理分子中的多电子体系的实用而成功的数值方法。
但随着电子数的增加，该方法的计算难度也大大增加。
Hohenberg 和Sham 在1964 年提出了一个重要的计算思想，证明了电子能量由电子密度决定。
因而可以通过电子密度得到所有电子结构的信息而无需处理复杂的多体电子波函数，只用三个空间变量就可描述电子结构，该方法称为电子密度泛函理论。
按照该理论，粒子的Hamilton 量由局域的电子密度决定，由此导出局域密度近似方法。
多年来，该方法是计算固体结构和电子性质的主要方法，将基于该方法的自洽计算称为第一性原理方法。
三位计算机设计大师的贡献H. Aiken (1900-1973)哈佛大学的博士研究生毕业。
因做博士论文涉及到空间电荷传导问题的计算，1937年提出方案，1939年得到IBM资助，1944年建成投入使用。
这是继电式计算机－Mark IJ. W. Manchly (1907-1980)宾夕法尼亚物理博士，因从事天气预报需要想设计计算机，1942年提出计算机方案，1945年底竣工。
初中物理计算公式整理
初中物理计算公式整理
初中物理是一门基础科学课程，其中包含了许多与物质和能量有关的知识。
为了方便学习和记忆，我们可以将一些常见的物理计算公式整理起来。
下面将介绍初中物理中的力学、热学、光学、电学和声学等方面的常见计算公式。
一、力学部分：
1.速度公式：
速度=距离/时间或速度=变位/变时间
2.加速度公式：
加速度=（末速度-初速度）/时间
3.位移公式：
位移=速度×时间或位移=0.5×加速度×时间²
4.力的公式：
力=质量×加速度
5.牛顿第二定律：
力=质量×加速度
6.动能公式：
动能=0.5×质量×速度²
7.动能定理：
动能变化=力×位移
8.合力公式：
合力=质量×加速度
二、热学部分：
1.热量公式：
热量=质量×比热容×温度变化
2.热量传递公式：
热量传递=热传导率×横截面积×温度差/厚度
三、光学部分：
1.距离公式：
距离=速度×时间
2.光速公式：
光速=距离/时间
3.光程公式：
光程=光速×时间
四、电学部分：
1.电压公式：
电压=电流×电阻
2.电流公式：
电流=电量/时间3.电量公式：
电量=电流×时间4.电阻公式：
电阻=电压/电流
五、声学部分：
1.声速公式：
声速=频率×波长2.频率公式：
频率=声速/波长。
常用物理公式大全
常用物理公式大全物理公式是物理学研究中的重要工具，它们帮助我们理解和描述自然界的现象。
在物理学的学习和应用中，我们经常会遇到各种各样的物理公式。
为了方便大家查阅和使用，下面是一份常用物理公式大全，供大家参考。
1. 运动学公式- 速度（v）= 位移（s）/ 时间（t）- 加速度（a）= 变化的速度（Δv）/ 时间（t）- 位移（s）= 初速度（v0）* 时间（t）+ 0.5 * 加速度（a） * (时间（t）^2)- 平均速度（v）= 总位移（∆s）/ 总时间（∆t）2. 力学公式- 力（F）= 质量（m）* 加速度（a）- 重力（Fg）= 质量（m）* 重力加速度（g）- 动能（KE）= 0.5 * 质量（m） * 速度（v）^2- 功（W）= 力（F）* 位移（s）* cosθ3. 热力学公式- 热量（Q）= 质量（m）* specfic heat capacity（C） * 温度变化（ΔT）- 热传导（Q）= 热导率（k）* 面积（A）* 温度差（ΔT）/ 厚度（d）- 热膨胀（ΔL）= 初始长度（L）* 线膨胀系数（α）* 温度变化（ΔT）4. 电磁学公式- 电势差（V）= 电压（V）= 电场力（F）/ 电荷（q）- 电流（I）= 电荷（Q）/ 时间（t）- 电阻（R）= 电压（V）/ 电流（I）- 法拉第定律：电解质电流（I）= 电解质电导率（κ） * 电极的面积（A） * 反应时间（t）5. 光学公式- 光速（c）= 频率（f） * 波长（λ）- 折射率（n）= 真实物体的速度（v1）/ 光在介质中的速度（v2） - 超出角（θ1）= 折射角（θ2）- 示波器显示频率（f）= 光栅线数（N） * 光栅间距（d） * 光速（c）6. 核学公式- 质能转换公式（E）= 质量（m） * 光速（c）^2- 半衰期（T）= 0.693 / 衰变速率（λ）- 反应速率（R）= 反应物的浓度（c） * 反应速度常数（k）7. 波动学公式- 周期（T）= 1 / 频率（f）- 声速（v）= 频率（f） * 波长（λ）- 功率（P）= 能量（E）/ 时间（t）- 平均功率（P）= 峰值功率（Pmax）/ 2这里列举的公式只是一部分常用物理公式，还有很多其他的公式都可以在学习和实践中逐渐积累。
《计算物理第一章》课件
计算物理是研究物理问题的数值计算方法和技术应用的学科。它广泛应用于 天文学、材料科学、等离子体物理学等领域，为解决复杂问题提供了强大的 工具。
计算物理的定义
计算物理是一门跨学科的学科，结合物理学和计算机科学，通过数值模拟和 计算来研究物理问题。它使用数值方法和计算机程序对物理过程进行模拟和 分析。
有限差分法
将连续物理问题转化为差分形 式，通过差分近似求解。
迭代法
通过反复迭代更新解，逐步逼 近精确解。
优化算法
寻找问题的最优解，如遗传算 法、模拟退火算法。
计算物理的编程语言和工具
Python
开源语言，简洁易学，拥有丰富 的科学计算库。
MATLAB
Julia
广泛应用于科学工程计算和数据 可视化，有强大的数值计算能力。
计算物理的应用领域
天文学
模拟星系演化、宇宙学，探索宇宙的奥秘。
等离子体物理学
研究等离子体的行为和相互作用，推动核聚变 等能源研究。
材料科学
研究材料的性质、结构和相变，加速新材料的 开发。
量子力学
研究微观领域的粒子行为和量子系统的演化。
计算物理的基本原理
1 数值计算
应用数值方法将连续物理问题离散化，通过数值计算求解。
2 数学建模
将物理问题抽象为数学模型，用数学语言描述。
3 计算机编程
使用编程语言实现数值计算和模拟物理过程。
计算物理的数值模拟方法
1
有限元法
将物体划分为有限数量的元素，建立方程组求解。
2
ห้องสมุดไป่ตู้
蒙特卡罗方法
通过随机抽样，统计物理问题的平均性质。
3
分子动力学模拟
计算物理课件1-3章
1、欧拉（Euler)方法
数值方法的第一步就是将微分方程中的导数项y’进行离散
化。设在区间[xn,xn+1]的左端点xn,则：
y’(xn)=f(xn,y(xn)) 并用差商 y ( xn 1 ) y ( xn ) 替代导数项y’(xn),则有
h
y( xn1 ) y( xn ) hf ( xn , y( xn ))
x=dsolve('D2x+w^2*x=0','Dx(0)=0,x(0)=0.1','t') v=diff(x,'t'); a=diff(x,'t',2); k=400; m=2; w=sqrt(k/m); t=0:0.01:0.9; x1=eval(x); v1=eval(v); a1=eval(a); subplot(3,1,1) plot(t,x1) subplot(3,1,2) plot(t,v1) subplot(3,1,3) plot(t,a1)
或写成
yn1 yn hf ( xn , yn ), n 0,1,2,
这就是著名的Euler格式，若初值y0已知，在取定步长h后，就 可以逐步叠代算出数值解y1，y2 ….。 实际应用中Euler格式
存在较大的误差，为此人们又提出了各种改进的Euler格式。 其中有一种改进的Euler格式是：
[x,y]=dsolve('Dx=3*x+4*y,Dy=-4*x+3*y','x(0)=0,y(0)=1')
x= exp(3*t)*sin(4*t)
y=
exp(3*t)*cos(4*t)
下面讨论受阻力作用时振动系统的运动特征。比较下面三 种情况下振子的轨迹： 1、欠阻尼状态； 2、过阻尼状态； 3、临界阻尼状态。
江苏学业水平物理公式
江苏学业水平物理公式物理学是自然科学的一门重要学科，研究的是物质的本质、结构、行为以及相互关系的规律性。
作为学生，在学习物理的过程中，掌握并应用正确的物理公式是非常重要的。
下面将介绍一些江苏学业水平考试中常用的物理公式。
力学类公式：1.速度（v）=位移（s）/时间（t）2.加速度（a）=速度变化量（Δv）/时间（t）3.力（F）=质量（m）×加速度（a）4.动量（p）=质量（m）×速度（v）5.冲量（I）=力（F）×时间（t）=质量（m）×速度变化量（Δv）6. 工作（W）=力（F）×位移（s）×cosθ7.功率（P）=工作（W）/时间（t）=力（F）×速度（v）热学类公式：1.热量（Q）=质量（m）×比热容（c）×温度变化量（ΔT）2.热力学第一定律：热量变化（ΔQ）=内能变化（ΔU）+对外做功（W）3.热力学第二定律：ΔS≥Q/T（熵的增大定律）光学类公式：1.光速（c）=λ（波长）×ν（频率）2.真实物距（L）/物像距（l）=物距（a）/像距（b）3.真实物高（H）/物像高（h）=物高（A）/像高（B）4.成像公式：1/f=1/a+1/b（f为焦距，a为物距，b为像距）电学类公式：1.电流（I）=电荷（Q）/时间（t）2.电阻（R）=电压（U）/电流（I）3.电功率（P）=电流（I）×电压（U）4.库仑定律：F=k×Q1×Q2/r^2（Q1、Q2为电荷，r为距离，k为比例常数）这些公式是物理学中基本且常用的公式，掌握并熟练运用这些公式，有助于理解物理学中的各个概念和现象。
同时，在解答物理题目时，根据具体情况灵活地运用公式，可以更加准确地得出答案。
在学习物理的过程中，还需注意以下几点：1.理解公式背后的物理概念。
公式只是对物理规律的数学表达，理解公式所涉及的物理概念，能够更好地运用公式解决实际问题。
高中物理计算教案
高中物理计算教案
课程名称：高中物理计算
课时：1课时
教学目标：
1.了解物理计算在实际生活和科学研究中的应用；
2.掌握物理计算的基本方法和技巧；
3.培养学生的分析问题和解决问题的能力。
教学内容：
1.物理计算的概念和意义；
2.物理计算的基本方法和技巧；
3.物理计算在实际应用中的案例分析。
教学准备：
1.教师准备相关案例分析和计算实例；
2.学生准备相关教材和笔记。
教学过程：
一、导入（5分钟）
教师通过提问和引言，引导学生了解物理计算的概念和意义。
二、讲解（20分钟）
教师讲解物理计算的基本方法和技巧，引导学生掌握相关知识。
（例如：简单物理公式的推导、物理常数的应用等）
三、案例分析（20分钟）
教师通过案例分析，让学生运用物理计算的方法解决实际问题，培养学生的分析问题和解决问题的能力。
四、总结（10分钟）
教师总结本节课的重点内容，强调物理计算在实际生活和科学研究中的重要性。
五、作业布置（5分钟）
布置相关作业，巩固本节课所学知识。
教学反思：
通过这节课的教学，学生对物理计算的基本方法和技巧有了更深入的了解，同时培养了他们的分析和解决问题的能力。
下一节课可以继续深入讲解物理计算的高级应用，引导学生更深入地理解物理计算的意义和方法。
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计算机、数值方法和物理的结合。
Fortran语言、计算方法、绘图物理问题的计算机实现：分析物理、程序实现、结果分析。
培养、提高物理计算能力。
熟悉并能灵活运用Fortran语言、掌握常用的一些计算方法、分析解决具体物理问题。
各种教材、各学校具体内容差别很大实际操作性很强、动手具体作每次课都必须到，完成布置的作业程序及文本每次课结束时保存照顾大多数，同学之间相互讨论考试课程论文15分（有自己的问题、方法、计算、结果）平时作业、讨论等15分考试70分（主要还是平时做过的方法、程序）第一部分Fortran语言简介Fortran语言是目前国际上广泛流行的一种高级语言，主要适用于科学计算，Fortran 是FORmula TRANslation的缩写。
现在Fortran语言的版本很多，功能也很强（也具有图形功能）我们介绍标准Fortran (1966年)，兼容于现在流行其他版本。
Fortran语言有许多具体而繁琐的规定，我们从实例入手学习，不要求死记硬背，不要求面面俱到，主要培养一种大局观（思路是最重要的）。
更多的语句、功能用到再学。
积累一些小程序，一些相对固定模块可以复制。
第1章Fortran源程序的书写格式源文件产生源程序是以for或f为扩展名的文本文件，可以用任何纯文本文件编辑器产生。
常用的有：edit、windows文本编辑器、word（存为纯文本）等高级版本的编辑软件，高级版本的Fortran平台等。
源文件格式要求（严格、麻烦）每个源程序包含若干行---〉不固定行数每行最多80列，即每行最多写80个字符（汉字为2个字符）列数有最大限制超过自动不认标号区1至5列如果需要标号就写在这个区内，标号最大5位数，1到99999。
（注意不要超区，到6位以后）第6列为续行区。
当一个语句在一行写不下时，可以在下一行续写。
这时在续行的第6列写上一个非零非空格的字符。
（建议用叹号！）最多可有19个续行（估计三个就够咧）。
第7到72列填写语句内容。
可以从第7列开始任意列写起。
第1列上写字母C.表明是注释，系统在编译时不予编译，为了程序好读，想写啥都行。
注释行可以在原程序的任意行写。
一个完整的语句可以比较长，分若干行写完。
语句的第一行为起始行。
一个的语句一行写不完时可以在下一行接着写。
接着写的行叫做继续行，一个语句只有一个起始行，但可以有若干续行。
第7列后写上END 表示程序块到此结束。
C===========================================CC A Program for 1+1=? CC Written by Lao Zhang CC Date 2007.3.1 CC===========================================CC 1 2 3 7 8C2345678901234567890123456789012345。
1234567890 A=1.0 12 B=1.0 24 C=A 3! +B 4Write(*,*) C 5END 6第2章常数变量算术表达式标准函数具体的数，标准Fortran规定可用6种类型的常数：整型（Integer）实型（Real）双精度型（Double Precision）复型（Complex）逻辑型（Logical）文字型（Character）就是整数注意范围16位机以16位2进制数表示一个整数第一位放正负号标志0正1负则范围为-215到+215-1 -32768到3276732位机则范围为-231到+231-1 -2147483648到2147483647整数在计算机中没有任何误差。
带小数点的数和（或）带指数的数例如：1.23 -5.6E3 8E-6 1E3 2E+4 123.注意100 Fortran认为是整数1001E+2 Fortran 认为是实数100.0实数因计算机系统的不同实数的范围注意浮点溢出1038每个变量在同一模块中只有唯一名字，以字母开头。
标准Fortran变量名最长识别5个字符Fortran语言中的语句不能用例如:COS READ IF WRITE GOTO 等建议：变量名给长点用大写隐含说明：以I, J, K, L, M, N 开头的变量为整型变量其余为实型变量I-N规则显式说明：INTEGER ABC，I MAX，MIN，TIMEREAL ABC，I MAX，MIN，TIMEIMPLICIT 隐含说明：I MPLICIT INTEGER（A，B，N）I MPLICIT REAL（A，B，N）或IMPLICIT INTEGER（A，B，N），REAL（K，M）强行说明仅适用于所在模块，在执行语句之前。
+（加）-（减）*（乘）/（除）**（乘方）书写规则和其他语言相同注意：a、两个算术运算符号不能相连例如：A / -B 应写成A /（-B）b、优先顺序括号函数乘方乘除加减c、连续乘方432应写成2**（3**4）34(2)应写成（2**3）**4负数和零不能成方，例如：（-3.5）**2d、乘号不能省略（A+B）（C+D）应写成（A+B）*（C+D）e、标准Fortran不允许不同类型量混合运算例如：10-X+0.3*6+I**N现在大多数Fortran允许，但在编译时系统会先转换成同一类型，然后再计算，转换原则：同类转换保持原形不变4*5 整型 4.*5.实型15/4=3 65/10=6-1/2=0 -8/6=-1 小数位去掉5/3*6=6 5*6/3=1015./5.=3. 15./4.=3.75 65./10.=6.5-1./2.=-0.5 -8./6.=-1.333 小数位保留5./3.*6.=10. 5.*6./3.=10.不同型转换为高级类型建议：一只情况下直接用实型，不用整形再转换需要转换时用转换函数函数名含义函数变量数变量型函数型ABS |a| 绝对值 1 实实AMAX0 Max(a1,a2,…) 最大值大于2 整实AMAX1 Max(a1,a2,…) 最大值大于2 实实AM I N0 Max(a1,a2,…) 最小值大于2 整实AM I N1 Max(a1,a2,…) 最小值大于2 实实ALOG10 Log10（a）常用对数 1 实实ALOG Ln（a）自然对数 1 实实EXP e a指数 1 实实SQRT a1/2 平方根 1 实实SIN Sin（a）正弦 1 实实COS Cos（a）余弦 1 实实注意：三角函数自变量为弧度a为角度时换成弧度a*3.1415926 /180.自变量可以是包含函数表达式。
不同版本的FORTRAN、不同系统编译命令略有不同。
（1）FOR1 a.for, 产生a.obj 目标文件FOR2 a.obj 产生a.exe 可执行文件（2）UNIX系统FOR a.for, 产生a.obj 目标文件LINK a.obj 产生a.exe 可执行文RUN a(3) 微机Fortran77 编译DOS状态命令格式：F77 abc.for 直接产生abc.exe(4) Fortran90 编译DOS状态命令格式：F90 abc.for 直接产生abc.exe或者在其平台上编译、连接、运行我们用Fortran77编译，在机器上有G77 目录。
运行G77setup.bat 对路径等进行设置；然后编译DOS状态命令格式：G77 abc.for 产生A.EXE运行可执行文件名字都固定为A.EXE。
第3章最基本的FORTRAN语句最基本的几个语句程序中赋值X=10.0Y=2.0A=X+Y+SIN(X-5.0*Y)注意：类型键盘或其他方式输入，输出输入：READ(I1, I2)输出：WRITE（I1，I2）I1 通道号可以对应于文件，键盘等，I2 格式定义行的行号。
（I1 I2均为整数）前边的I2I1暂时写为* 例如READ（5，20）A，B，KWRITE（6，30）A+B，K，A20FORMAT（F9.3，F7.2，I4）F为30 FORMAT（F12.3, I8, E10.3）建议：输入用自有格式READ（I1，*）自由格式READ（*，*）键盘自由格式输出用格式输出，结果整齐。
出现******* 时注意数字太大，可用E格式小作业：写一小程序，计算某个同学的平时成绩。
卷面分70% 最后成绩，计算平时分该给多少？1卷面50，最终60 平时多少？（直接在程序中输值）；2从键盘输值。
第4章逻辑常数、变量、表达式逻辑常数只有两个真（.TRUE.）或假(.FALSE.)3>2 的值为.TRUE.3=2 的值为.FALSE. 两个点不能省略LOGICAL A,B,QWERT,A123定义A,B,QWERT,A123 为逻辑变量I-N规则不再起作用A=.FALSE.B=.TRUE.A123=3.0.LT.2.0X>Y, ABC<3.0*SIN(A).LT.L ess T han 小于.LE.L ess than or E qual to 小于等于.EQ.E qual to 等于.NE.N ot E qual to 不等于.GT.G reater T han 大于.GE.G reater than or E qual to 大于等于例如：（3.0*x）.GT. (3.0+x) 或写成 3.0*x .GT. 3.0+x注意：不要用< > = 等符号；两边的两个点不能省略；关系表达式两边应类型相同（标准要求）。
.OR.(或) .AND.（与）.NOT.（非）写出一下逻辑表达式D>C和X>YX=0 或=0A+B>C+D 且X=9表达式运算次序括号，算术表达式（**，*，/，-，+），关系表达式(.GT., .GE., .LT., .LE., .EQ., .NE.),逻辑表达式（.AND, .OR., .NOT.）.例：A=3. , B=4. , C=5.求以下表达式的值：C-B.EQ.A.AND..TRUE..OR..NOT.8.0*B-A.GT.(A+C)*4.0(C-B).EQ.A.AND..TRUE..OR..NOT.(8.0*B-A).GT.((A+C)*4.)1.0 29.0 32.[(C-B).EQ.A] .AND..TRUE..OR..NOT. [(8.0*B-A).GT.((A+C)*4.)] F F{[(C-B).EQ.A] .AND..TRUE.}.OR.{.NOT. [(8.0*B-A).GT.((A+C)*4。
)]}F TT作业1、检验以上表达式，A, B, C从键盘输入。
2、平面上有四个圆形靶，半径为1，圆心分别在（2，2），（2，-2），（-2，2），（-2，-2），从键盘输入任意点作为射击弹着点，判断是否打中靶子。