看看6大物理学难题

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物理学十大难题的研究进展

物理学十大难题的研究进展物理学是自然科学中最古老、最基础的学科，研究物质、能量、空间和时间的本质、性质、规律和相互关系，是人类认识宇宙、探索未知、创造文明不可或缺的重要学科。

在物理学的发展历程中，由于人类的认知能力和科技水平的不断提高，研究的难度也日益加大，很多关键问题仍然被我们所困扰。

本篇文章将带您了解物理学中的十大难题及其研究进展。

一、黑暗能量与黑暗物质黑暗能量与黑暗物质是当前宇宙学中最为重要的难题之一。

黑暗能量与黑暗物质在宇宙形成、星系形成、宇宙膨胀等方面具有至关重要的作用，然而我们对它们的了解却非常有限。

黑暗能量的存在被认为是推动宇宙加速膨胀的原因，占据了宇宙总能量的约70%；而黑暗物质则在引力作用下影响了宇宙结构的形成。

尽管科学家们利用各种手段进行了搜寻，但它们的本质仍然不为人知，这是当前物理学中最为棘手的问题之一。

二、量子引力量子引力理论是继相对论和量子力学之后，人类对自然的第三种描述。

它试图将引力作用与量子力学相结合，从而探索微观世界的基础原理及其相互作用，以及研究黑洞、宇宙起源等宏观现象背后的微观机制。

然而，至今为止，量子引力理论仍然没有得到确定的解答，这是物理学中最为深奥、最具挑战性的问题之一。

三、超导材料超导材料是一种特殊的物质，可以在极低温度下表现出特异的电性质，如零电阻、磁场排斥、电流不损耗等。

虽然个别超导材料的临界温度已经达到了临界温度，但目前仍然存在很多挑战性问题，如为何某些材料可以实现高温超导、如何有效地制备高品质的超导材料、如何解决超导失效等。

超导材料的深入研究不仅可以为量子计算、全息图像等科技提供支撑，也对未来的储能技术等方面具有极大的意义。

四、宇宙暴涨宇宙暴涨理论是当代宇宙学中最为流行的理论之一，它认为宇宙在它形成之初经历了一次短暂而极端的膨胀，这导致宇宙变得异常平坦和均匀，并且形成了宇宙射线背景辐射。

然而，对于暴涨的机制、过程、持续时间等，仍然存在很多疑问和争议。

世界十大物理学难题

世界十大物理学难题
以下是目前被认为是世界十大物理学难题的问题：
1. 暗物质的本质：暗物质是一种我们无法直接观测到的物质，但是它的存在可以解释宇宙中星系的分布和运动方式。

目前我们还不清楚暗物质的本质是什么。

2. 暗能量的本质：暗能量是一种我们无法直接观测到的能量，但是它的存在可以解释宇宙的加速膨胀。

目前我们还不清楚暗能量的本质是什么。

3. 量子重力问题：量子重力是一个非常复杂的问题，因为量子力学和广义相对论之间存在矛盾。

目前我们还没有一个统一的理论来描述这个问题。

4. 引力量子化问题：引力是一种基本的力量，但是我们还没有一个量子化的引力理论。

目前我们还不清楚如何将引力量子化。

5. 黑洞信息丢失问题：黑洞是一种非常神秘的天体，它们可以吞噬一切，包括光。

目前我们还不清楚在黑洞中发生的物理过程中，信息是否会丢失。

6. 宇宙初始奇点问题：宇宙初始奇点是宇宙大爆炸的起点，但是我们还不清楚它的性质和状态。

7. 量子纠缠问题：量子纠缠是一种非常奇特的现象，两个量子粒子之间的状态会瞬间相互影响，即使它们之间距离
很远。

目前我们还不清楚这种现象的本质是什么。

8. 高能物理中的基本粒子问题：高能物理中的基本粒子是构成宇宙的基本组成部分，但是我们还不清楚它们之间的相互作用和本质。

9. 宇宙背景辐射问题：宇宙背景辐射是宇宙大爆炸留下的遗迹，但是我们还不清楚它的起源和本质。

10. 量子计算问题：量子计算是一种基于量子物理原理的计算方式，但是目前我们还没有一个可靠的量子计算机。

当今物理学界7个悬而未决的难题

1、什么是暗能量？紫外可见光谱的图像展示了遥远的宇宙，图上的星系正以超过光速的速度加速远离我们。

但是重力的作用是向内部拉的，为什么星系会远离我们？为了解释这一点，天体物理学家提出了一种无形的媒介，通过将时空分开来抵消重力，他们称之为暗能量。

在最被广泛接受的暗能量模型中，它是一个“宇宙常数”，是空间本身的固有属性，它有“负压力”将空间分开。

随着空间的膨胀，更多的空间被创造出来，并随之产生更多的暗能量。

根据观测到的膨胀率，科学家们知道，所有暗能量的总和必须占宇宙总含量的70%以上。

但是没有人知道如何去寻找它，因为暗能量并不会吸收、反射或者辐射光，所以人类无法直接使用现有的技术进行观测2、什么是暗物质？据研究，宇宙中大约84%的物质不能吸收也不能发出光线，这种物质被称为“暗物质”，它们既不能直接被看到，也不能被间接的方法检测到。

与暗能量相似，暗物质的存在和性质是根据它对可见物质、辐射和宇宙结构的引力作用来推断出来的。

这种神秘的物质被认为弥漫在星系的外围，可能由“弱相互作用的大粒子（WIMP）”组成。

在世界范围内，有几个探测器在寻找暗物质，但到目前为止还没有发现。

3、为什么会有时间轴？为什么时间会一直持续向前推移？因为宇宙的一个属性叫做“熵”，大致定义为无序程度，只会增加，所以在发生熵变之后，就没有办法逆转熵的上升。

熵增加的事实是一个逻辑问题：粒子的无序排列比有序的排列要多，所以当事物发生变化时，它们往往会陷入混乱。

以此推测，宇宙之初物质应该是高度有序的，之后越来越混乱。

但这里的基本问题是，为什么过去的熵如此之低？换一种方式，为什么宇宙一开始，有大量的能量被挤在一个小空间里的时候就如此有序？4、平行宇宙存在吗？天体物理数据表明，时空可能是“平的”，而不是弯曲的，而且它会永远持续下去。

如果是这样的话，那么我们所能看到的区域（我们认为是“宇宙”）只是一个无限大的被拼接的多元宇宙中的一个“补丁”。

与此同时，量子力学认为，在每个补丁中只能容纳有限数量的粒子（10^10^122个不同的可能性）。

人类迄今为止仍然未解的10大物理学难题

⼈类迄今为⽌仍然未解的10⼤物理学难题为什么反物质的数量⽐物质更少？1 为什么反物质的数量⽐物质更少？对于每种类型的粒⼦，都有⼀个具有相同性质，但电荷相反的的双重反粒⼦存在。

如果物质与反物质相遇，则两者⽴即飞灰湮灭。

如果反物质和物质具有相同的性质，为什么宇宙当中的物质与反物质数量不是相等？暗物质是什么？2 暗物质是什么？宇宙学家认为，宇宙只有约5％是可见的，它们由数⼗亿个星系，恒星和⾏星组成，包括我们的银河系。

那么“暗物质”究竟是什么？暗物质不发光，它们在占宇宙中所占⽐例⼤约25％。

什么是暗能量？3 什么是暗能量？宇宙中绝⼤部分的内容（70％）是以未知能量的形式存在，我们称之为“暗能量”。

暗能量究竟是什么？我们对这种神秘的，反重⼒形式存在，不符合标准物理规律的物质⼏乎⼀⽆所知。

平⾏宇宙真的存在吗？4 平⾏宇宙真的存在吗？⼀些天体物理学家认为，可见的宇宙只不过是⽆数的宇宙类型之⼀。

根据量⼦物理学理论，有限数量的粒⼦排列会在多元宇宙中⼀再重复。

这意味着，在平⾏宇宙中，我们世界会存在精确的副本（包括你⾃⼰！），可能会有两个或者⽆限多的副本！但是，我们为⽌还没有发现平⾏宇宙的存在。

宇宙的终极结局是什么？5 宇宙的终极结局是什么？如果宇宙⼤爆炸理论⽆法得到进⼀步证实，宇宙的最终命运可能很难找到答案。

有很多设想：⽐如宇宙⼤崩溃，宇宙⼤冰冻，宇宙⼤裂开，这些理论设想都试图预测宇宙的最后场景，但我们没有确定的答案。

⽬前来讲，⼈类⽂明（和任何具有智慧外星⼈⽣命⽽⾔），宇宙的最终时刻来临之前，我们可能早就不再了。

但时间不会结束，是吗？为什么时间显⽰为线性？6 为什么时间显⽰为线性？时间，如⽜顿所定义，在物理学上是⼀个常数。

⽜顿⼒学按时间顺序组织时刻或事件的顺序。

但科学证据表明，时间是循环的和⾮线性的;理论上，时间可以减缓，停⽌或逆转。

为什么时间给⼈的印象是流动，线性和不可逆转的？意识如何影响现实？7 意识如何影响现实？如果你想考验⼀个量⼦物理学家或科学哲学家的⽔平，就要提出“测量问题”。

高一物理难题运动学知识点

高一物理难题运动学知识点运动学是物理学中的一个重要分支，研究物体的运动规律和运动状态，对于解决物理难题具有重要的作用。

本文将介绍几个高一物理常见的难题，并结合运动学知识点进行解析。

问题一：一辆汽车以15 m/s的速度匀速行驶了20 s，求汽车行驶的距离。

解析：根据题目中给出的速度和时间，我们可以使用运动学中的公式来计算汽车行驶的距离。

首先，我们知道匀速运动的速度保持不变，所以汽车的速度为15 m/s。

其次，题目给出的时间为20 s。

根据运动学公式：速度 = 距离 ÷时间，可得：距离 = 速度 ×时间。

代入已知的数值计算可得：距离 = 15 m/s × 20 s = 300 m。

所以，汽车行驶的距离为300米。

问题二：一个小球从地面上沿竖直上抛的轨迹飞起，求小球的最大高度和上升时间。

解析：对于这个问题，我们需要运用运动学中的竖直上抛运动的相关知识。

首先，我们假设小球从地面上抛的初速度为v0。

当小球达到最大高度时，它的速度为零。

根据上抛运动的运动学公式：v = v0 + at，其中v为最终速度，v0为初速度，a为加速度，t为时间。

由于最大高度时速度为零，代入相关数值可得：0 = v0 - 9.8t（重力加速度为9.8 m/s^2）。

解方程可得：t = v0 / 9.8。

所以，小球上升的时间为t = v0 / 9.8 s。

其次，利用竖直上抛运动的位移公式：h = v0t - (1/2)gt^2，其中h为位移（最大高度），将上升时间t代入可得：h = v0(v0 / 9.8) - (1/2)(9.8)(v0 / 9.8)^2。

化简后可得：h = (v0)^2 / (2 × 9.8)。

所以，小球的最大高度为h = (v0)^2 / (2 × 9.8)米。

问题三：一个自由下落的物体从100米高的位置下落，求物体落地的时间。

解析：对于自由下落的物体来说，我们可以利用重力加速度的概念来求解下落时间。

10大物理学难题困扰世界详细版

10大物理学难题困扰世界详细版物理学作为一门探索自然规律的科学，一直在不断地向前发展。

然而，在这个过程中，仍有许多难题困扰着科学家们。

以下是 10 大至今仍未完全解决的物理学难题。

一、暗物质之谜我们通过对星系旋转速度的观测发现，星系中的可见物质所产生的引力，远远不足以维持星系的稳定结构。

因此，科学家们推测存在一种看不见的“暗物质”，它不与电磁力相互作用，所以无法被直接观测到，但却通过引力影响着宇宙的结构和演化。

暗物质究竟是什么？是一种新的粒子，还是某种未知的物质形态？目前，我们对它的了解还非常有限，这是现代物理学中一个巨大的谜团。

二、暗能量之谜随着对宇宙膨胀的观测，科学家们发现宇宙的膨胀正在加速。

为了解释这种加速膨胀，引入了“暗能量”的概念。

暗能量被认为是一种充满整个宇宙的能量，具有负压，导致了宇宙的加速膨胀。

但暗能量的本质是什么？是一种恒定的能量场，还是某种动态的能量形式？它的存在和性质对我们理解宇宙的命运至关重要。

三、量子引力问题量子力学和广义相对论是现代物理学的两大支柱。

然而，在微观的量子世界和宏观的引力世界之间，这两个理论却难以统一。

如何将量子力学的原理应用到引力现象中，构建一个完整的量子引力理论，是物理学界面临的一个重大挑战。

弦理论和圈量子引力理论是目前尝试解决这一问题的两个主要方向，但至今仍未达成共识。

四、黑洞信息悖论当物质落入黑洞时，其携带的信息似乎会消失在黑洞的事件视界内。

根据量子力学的原理，信息不应该被消灭，但广义相对论却暗示黑洞会摧毁信息。

这就形成了所谓的黑洞信息悖论。

解决这个悖论不仅对于理解黑洞的本质至关重要，也关系到我们对量子力学和广义相对论的更深层次的理解。

五、统一场论的追求自爱因斯坦以来，物理学家们一直梦想着找到一个统一的理论，能够将自然界的四种基本相互作用——引力、电磁力、强相互作用和弱相互作用——统一起来。

虽然标准模型成功地统一了电磁力、强相互作用和弱相互作用，但引力的纳入仍然是一个巨大的难题。

物理学最前沿八大难题

物理学最前沿八大难题当今科学研究中三个突出得基本问题就是:宇宙构成、物质结构及生命得本质与维持,所对应得现代新技术革命得八大学科分别就是:能源、信息、材料、微光、微电子技术、海洋科学、空间技术与计算机技术等。

物理学在这些问题得解决与学科中占有首要得地位。

我们可以从物理学最前沿得八大难题来了解最新得物理学动态。

难题一:什么就是暗能量宇宙学最近得两个发现证实,普通物质与暗物质远不足以解释宇宙得结构。

还有第三种成分,它不就是物质而就是某种形式得暗能量。

这种神秘成分存在得一个证据,来源于对宇宙构造得测量。

爱因斯坦认为,所有物质都会改变它周围时空得形状。

因此,宇宙得总体形状由其中得总质量与能量决定。

最近科学家对大爆炸剩余能量得研究显示,宇宙有着最为简单得形状——就是扁平得。

这又反过来揭示了宇宙得总质量密度。

但天文学家在将所有暗物质与普通物质得可能来源加起来之后发现,宇宙得质量密度仍少了2／3之多！难题二:什么就是暗物质我们能找到得普通物质仅占整个宇宙得4％,远远少于宇宙得总物质得含量。

这得到了各种测算方法得证实,并且也证实宇宙得大部分就是不可见得。

最有可能得暗物质成分就是中微子或其她两种粒子: neutralino与axions(轴子),但这仅就是物理学得理论推测,并未探测到,据说就是没有较为有效得测量方法。

又这三种粒子都不带电,因此无法吸收或反射光,但其性质稳定,所以能从创世大爆炸后得最初阶段幸存下来。

如果找到它们得话,很可能让我们真正得认识宇宙得各种情况。

难题三:中微子有质量不久前,物理学家还认为中微子没有质量,但最近得进展表明,这些粒子可能也有些许质量。

任何这方面得证据也可以作为理论依据,找出4种自然力量中得3种——电磁、强力与弱力——得共性。

即使很小得重量也可以叠加,因为大爆炸留下了大量得中微子,最新实验还证明它具有超过光速得性质。

难题四:从铁到铀得重元素如何形成暗物质与可能得暗能量都生成于宇宙初始时期——氢、锂等轻元素形成得时候。

棘手的经典物理学难题

本期视点Focus为啥飞机还可以颠倒飞行？划过空气后，空气的相互位置没有什么变化。

这样一来，由于机翼上面是鼓凸的，所以空气流动的速度比机翼下面的要快一些。

既然上面气流流动得快，根据伯努利原理，上面压强就很低，上下就会有压强差，这就产生了升力。

但不幸的是这些解释基本上是错的。

首先说，伯努利原理，即空气流动得更快，空气的压强更低。

这个没错，但这里有一个前提，就是伯努利原理中各部分流体是彼此有关联的。

所以用嘴来吹起纸的例子所演示的并不是伯努利原理，因为纸片上下的那两股流体——一个是从人的肺部吹出来的，而另一个是房间里静止的空气，两股流体由纸分离开来——彼此之间是没有联系的，也就不能用伯努利原理来解释。

然后再说解释机翼的升力的那个模型。

首先，要注意在这样的图示中，气流经过机翼的后缘，经常被画成仍保持平行的状态，也就是说气流经过机翼之后运动方向没有任何变化。

这说明，机翼对气流没有作用力，但气流却给了机翼一个向上的升力，这里缺少了升力的反作用力，违背了牛顿第三定律。

并且，如果这个模型是正确的，那么可以用伯努利方程求出这个模型所产生的升力是多少，但是事实上求出的结果却比实际产生的升力要小。

另外，经过实际检测发现，对于受到升力的机翼，上面的气流流动的速度比这个模型预言的更快。

如果有人还用上面这样的例子解释飞机如何飞起来，那么你可以再问问，为啥飞机还可以颠倒飞行？飞机颠倒飞行很常见，例如飞行表演以及空对空战役之中。

一种解释这个问题的简单方法是，再次考虑牛顿第三定律：每一个力都有一个大小相等方向相反的力。

只要机翼可以强迫空气产生向下运动的分量，这样就必有一个向上的反作用力，而这就是机翼升力的来源。

这也解释了飞机为啥可以颠倒飞行，也就是说，只要保证机翼保持一个攻角，使得空气有向下运动的分量，飞机就不会掉下来。

同样，这还可以解释机翼两面完全平坦的飞机模型也可以飞起来。

真正的飞机之所以没有设计成平坦的形状，是因为平坦的形状会产生高度紊乱的气流并产生巨大的阻力，而工程师为解决这个空气动力学问题，部分借鉴了鱼和海豚的形状。

大学物理难题集

量子通信与量子密钥分发
量子通信和量子密钥分发是利用量子力学原理实现信息传输和加密的重要技术，如何提高其安全性和可靠性是重要的应用难题。
量子传感器与量子计量
利用量子力学原理实现高精度和高灵敏度的传感器和计量技术是当前研究的热点，如何克服各种干扰因素和提高其性能是重要的应用难题。
THANKS。
光的偏振与双折射难题
总结词
光的偏振与双折射是光学中的重要现象，涉及到光的振动方向和光的传播方向的关系。
详细描述
光的偏振难题通常涉及偏振现象的解释、偏振片的原理和应用、自然光与偏振光之间的转换等。双折射难题则涉及到不同介质中光的传播速度不同导致的光速变化和折射现象
，双折射难题需要理解双折射的条件、双折射现象的解释以及晶体光学的基本原理。
交流电的性质
掌握交流电的表述和性质，理解交流电的产生原理和传输方式，能够运用交流电的性质解决相关问题。
光的电磁理论难题
总结词
理解光的电磁理论的概念，掌握麦克斯韦方程组和光的波动方程，能够运用这些知识解决相关问题。
麦克斯韦方程组
掌握麦克斯韦方程组的表述和推导过程，理解其在计算电磁波的传播速度、波长和频率中的作用，能够运用麦克斯韦方程组求解电磁波的传播速度、波长和频率。
热力学第二定律难题
这类题目涉及到热机和不可逆过程，需要学生理解和应用热力学第二定律。例如：“一个卡诺热机在两个温度之间工作，求其效率。”
分子运动论难题
分子动理论难题
这类题目涉及到分子动理论的基本概念，如分子平均动能、分子速度分布等。例如：“一个理想气体分子在某一温度下的平均动能是多少？”
VS
光的量子理论难题
总结词
光的量子理论是物理学中的前沿领域，涉及到光与物质相互作用中的量子现象。

当今世界十大物理难题

当今世界十‎大物理难题‎物理学家们‎挑选出10‎个最匪夷所‎思的物理学‎问题，解答这些问‎题足够让他‎们忙上10‎0年。

尽管没有任‎何悬赏，不过，对任何一个‎问题的解答‎差不多都能‎获得诺贝尔‎奖。

【美国《纽约时报》8月15日‎文章】题：需要两千年‎思考的十大‎物理学问题‎(作者乔治·约翰逊) 100年前‎，德因数学家‎戴维·希尔伯特在‎巴黎的国际‎数学家大会‎上以一番发‎人深省的话‎语开始了他‎划时代的讲‎话。

他在讲话中‎罗列了当时‎尚未解决的‎23个重大‎难题。

希尔伯特宣‎称：“—个伟大时代‎的结束，不仅要求我‎们回首过去‎，而且还引导‎我们回首对‎未知的将来‎进行深思。

”随着又一个‎世纪——实际上是整‎整一个千年‎纪元——的结束，有一种要求‎显得比以往‎任何时候更‎为紧迫，那就是通过‎罗列最引人‎入胜的宇宙‎之谜来显示‎人类的无知‎。

今年5月，马萨诸塞州‎剑桥的克莱‎数学学会仿‎效希尔伯特‎，在巴黎宣布‎了7道“千年大奖难‎题”，每道题悬赏‎100万美‎元征求解答‎。

无独有偶，上月，存圣巴巴拉‎加州大学，物理学家们‎像通常那样‎不事张扬地‎结束了一次‎有关超弦理‎论的会议。

他们的最后‎一次讨论题‎为“干年疯狂”，议程是挑选‎出他们领域‎中10个最‎匪夷所思的‎问题。

这就像是一‎场由科学界‎最聪明的一‎批人参加的‎荒岛游戏。

圣巴巴拉加‎州大学的理‎论物理学家‎戴维·格罗斯在公‎布选出的问‎题时说：“我是这样考‎虑的：如果我从现‎在起昏迷1‎00年，当我醒来时‎，我会问什么‎问题。

”‎在剔除一些‎大法问答的‎问题(例如“怎样获得终‎身职位?”)后，评委们列出‎了足够让物‎理学家忙上‎100年的‎难题。

尽管没有任‎何悬赏，不过，解决下列问‎题中的任何‎一个差不多‎都能保证获‎得诺贝尔奖‎。

1．表达物理世‎界特征的所‎有(可测量的)无量纲参数‎原则上是否‎都可以推算‎，或者是否存‎在一些仅仅‎取决于历吏‎或量子力学‎偶发事件，因而也是无‎法推算的参‎数?爱因斯坦的‎表述更为清‎楚：上帝在创造‎宇宙时是否‎有选择?想象上帝坐‎在控制台前‎，准备引发宇‎宙大爆炸。

物理学难题集萃

物理学难题集萃
物理学是一门极其复杂的科学，很多物理学问题都属于难题，而难题的汇总及萃取就成为了物理学的一个重要的研究和教学内容。

本文将会综合汇总近年来出现的重要物理学难题，以便于为物理学的学习和研究提供理论和实践的基础。

首先，薛定谔的难题是指由德国理论物理学家薛定谔提出的描述原子波动的算式，同时也是当时著名的量子力学基础理论。

薛定谔算式可以描述原子运动，但其本身存在着许多难以解决的技术和学术问题。

因此，薛定谔的难题便成了物理学界的热议话题之一。

其次，恒星演化的难题是指研究太阳等恒星演化的难题。

恒星演化是一个复杂的过程，了解星体演化过程至关重要，但是，恒星演化机制尚不清楚，需要开展更多的实验来研究获得可靠的理论和实践结果。

第三，黑洞难题是指对黑洞理论本身及其对物理学理论提出的质疑。

黑洞是受重力束缚的极端宇宙体，因其内部的深海沉默，以及其影响的引力场，越来越多的人们开始怀疑它的存在是否符合物理学的规律，这也成为了当今物理学界的一个研究热点。

最后，量子计算难题是指研究量子计算机如何实现超级计算机运算能力的难题。

量子计算机技术是一种新兴的计算机技术，其基于量子力学原理，被认为可以实现超级计算机的运算能力。

但是，如何实现量子计算机的技术以及其能否覆盖所有物理学问题仍有待于进一步研究和测试。

综上所述，物理学的难题集萃具有极大的学习价值和实践价值，从而为物理学的研究提供了更广阔的发展和推动力。

明确物理学难题所涉及的问题，把握和分析当前关于物理学难题的研究热点，以及运用技术和实践来解决这些难题，都是尝试丰富物理学学习体验的方式和手段。

困扰世界的十大物理学难题

困扰世界的十大物理学难题
1. 宇宙暗能量：宇宙暗能量是一种仍未完全理解的力量，被认为是引起宇宙膨胀加速的原因之一。

2. 宇宙暗物质：暗物质是一种未知的物质形态，占据了宇宙中大部分的质量，但并不与光相互作用，使其难以探测和理解。

3. 弦理论与量子引力：弦理论是试图将量子力学和引力统一起来的物理理论，但仍存在很多尚未解决的问题。

4. 黑洞信息悖论：根据量子力学的原理，信息不应该消失，但目前我们对于黑洞内部发生的事情仍缺乏完全的理解，黑洞是否能保持信息的完整性仍存在争议。

5. 超导性的起源：尽管我们已经发现了许多超导体，但我们仍未完全理解超导性的起源和机制。

6. 宇宙的起源：宇宙的起源是一个被广泛讨论的难题，尚未找到完全令人满意的解释。

7. 时间箭头：时间箭头是指宇宙中时间的单向性，为什么我们只能沿着一个方向感知时间的流逝仍然是一个谜。

8. 超对称性破缺：超对称性是一种理论预言，认为每种粒子都存在一个超对称的伙伴粒子，但仍未发现证据支持这一理论。

9. 引力波的来源与细节：引力波是爱因斯坦广义相对论的预言，
但目前我们对引力波的具体来源和产生机制仍知之甚少。

10. 量子力学与相对论的统一：量子力学和相对论是两个非常成功的物理理论，但将它们统一起来仍然是一个巨大的挑战。

当今世界十大物理难题

当今世界十大物理难题100年前，德因数学家戴维·希尔伯特在巴黎的国际数学家大会上以一番发人深省的话语开始了他划时代的讲话。

他在讲话中罗列了当时尚未解决的23个重大难题。

希尔伯特宣称：“—个伟大时代的结束，不仅要求我们回首过去，而且还引导我们回首对未知的将来进行深思。

”随着又一个世纪——实际上是整整一个千年纪元的结束，有一种要求显得比以往任何时候更为紧迫，那就是通过罗列最引人入胜的宇宙之谜来显示人类的无知。

2008年5月，马萨诸塞州剑桥的克莱数学学会仿效希尔伯特，在巴黎宣布了7道“千年大奖难题”，每道题悬赏100万美元征求解答。

无独有偶，上月存圣巴巴拉加州大学，物理学家们像通常那样不事张扬地结束了一次有关超弦理论的会议。

他们的最后一次讨论题为“干年疯狂”，议程是挑选出他们领域中10个最匪夷所思的问题。

这就像是一场由科学界最聪明的一批人参加的荒岛游戏。

圣巴巴拉加州大学的理论物理学家戴维·格罗斯在公布选出的问题时说：“我是这样考虑的：如果我从现在起昏迷100年，当我醒来时，我会问什么问题。

”在剔除一些大法问答的问题(例如“怎样获得终身职位?”)后，评委们列出了足够让物理学家忙上100年的难题。

尽管没有任何悬赏，不过，解决下列问题中的任何一个差不多都能保证获得诺贝尔奖。

1．表达物理世界特征的所有(可测量的)无量纲参数原则上是否都可以推算，或者是否存在一些仅仅取决于历吏或量子力学偶发事件，因而也是无法推算的参数?爱因斯坦的表述更为清楚：上帝在创造宇宙时是否有选择?想象上帝坐在控制台前，准备引发宇宙大爆炸。

“我该把光速定在多少?”“我该让这种名叫电子的小点带多少电荷?”“我该把普朗克常数——即决定量子大小的参数——的数值定在多大?”他是不是为了赶时间而胡乱抓来几个数字?抑或这些数值必须如此，因为其中深藏着某种逻辑?2．量子引力如何帮助解释宇宙起源?现代物理学的两大理论是标准模型和广义相对论。

初中力学难题

初中力学难题力学作为物理学的基础分支之一，在初中阶段往往是学生们最大的难点之一。

本文将围绕初中力学中的难题展开论述，旨在帮助读者更好地理解和解决这些难题。

I. 均匀运动的难题均匀运动在初中物理中占据了重要地位，但很多学生在理解和应用均匀运动的概念时会遇到困难。

其中最常见的难题包括：1. 速度和位移的区别很多学生容易混淆速度和位移的概念。

速度是指单位时间内所经过的路程，而位移则是指起点到终点的直线距离。

解决这一问题的关键在于通过具体的案例和图示来展示速度和位移之间的差异。

2. 运动图解的理解学生通常在解读运动图解时会出现困惑。

为了帮助学生更好地理解，教师可以通过示意图的方式清晰地解释图中的含义，并引导学生观察图中的变化规律。

II. 牛顿第一定律的难题牛顿第一定律，也称为惯性定律，是初中力学中的另一个难点。

以下是几个与牛顿第一定律相关的难题：1. 平衡和失衡力学生往往难以理解物体在平衡时力的特点以及失衡时外力对物体的影响。

在教学中，可以通过实际示范和实验，让学生直接观察并体验平衡和失衡时的力的变化，有助于他们更好地理解这一定律。

2. 惯性观念的建立学生通常对于惯性的概念难以形成准确的认识。

这时可以通过使用常见的日常实例，如运动车辆的突然刹车以及运动员的突然停止等，引导学生体验并感知惯性的存在。

III. 力的合成与分解的难题力的合成与分解是力学中的关键概念，也是初中力学难题的热点之一。

以下是几个相关的难题：1. 多力平衡问题学生在面对复杂的多力平衡问题时常常无从下手。

为了解决这一问题，可以引导学生利用矢量图解法，将多个力的方向和大小清晰地表示出来，并运用平衡条件进行计算。

2. 牛顿第二定律的应用学生在应用牛顿第二定律时容易出现混淆，往往不能准确地运用公式进行计算。

为了帮助学生更好地掌握这个难题，教师可以提供充分的练习，培养学生的解题技巧。

IV. 斜面运动的难题斜面运动在初中力学中也是一个较难的题目，学生常常对斜面倾角、摩擦力和分解力等概念存在误解。

物理学十大难题

物理学的十大难题是一个广为人知的话题，它们一直挑战着科学界的智慧。

这些难题主要涉及现代物理学的核心领域，如基本粒子物理学、相对论物理学、量子力学以及宇宙学等。

以下是对物理学十大难题的简要分析。

1. 基本粒子质量与重力的巨大差距：这是一个涉及粒子物理学的问题，它的答案还不够清晰。

其中一个基本粒子是质子，它的寿命等问题至今仍是个谜。

而弦理论是一种尝试解决这一问题的理论，认为电子和夸克等粒子是弦的不同振动模式。

2. 宇宙常数：这是爱因斯坦广义相对论中的一个参数，用于解释宇宙的初始膨胀速度。

然而，宇宙常数的存在也引发了一些问题，例如黑洞信息悖论和宇宙均匀性的测量。

3. 超对称性破灭：超对称性是描述在费米子和玻色子之间建立一种对称性的概念。

然而，在实验中，还没有直接观测到这种对称性的存在。

4. 黑洞信息悖论：这是一个涉及黑洞物理学的问题，其问题在于黑洞吞噬物质后所留下的信息是否丢失。

虽然爱因斯坦的广义相对论能解决这个悖论，但它仍然是一个尚未解决的问题。

5. M理论自由度：M理论是一种理论，试图将所有已知的物理学理论统一起来。

然而，M理论的自由度很大，这意味着它需要更多的实验数据和更好的理论解释。

6. 弦理论：弦理论是一种理论，认为基本粒子不是点状的，而是由微小的弦状结构组成。

弦理论是解决宇宙膨胀率问题的一种尝试，但还需要更多的实验数据和理论研究来验证。

7. 量子色动力学中夸克和胶子约束：量子色动力学是描述夸克和胶子之间相互作用的理论。

然而，这个理论中存在许多未解决的问题，例如夸克和胶子的质量、磁矩和相互作用等。

8. 宇宙的起源：关于宇宙的起源是一个重大问题，科学家们提出了许多理论，例如大爆炸理论、暗物质理论和暴胀理论等。

目前，科学家们还没有一个确定的答案。

9. 统一物理定律：统一物理定律是指将所有已知的物理定律合并为一个统一的理论。

尽管已经取得了一些进展，但科学家们还没有找到一个统一的理论。

10. 反物质的去向：反物质是与物质相对的物质，例如正电子和负质子等。

物理学难题集萃-(增订本)

物理学难题集萃(增订本)在浩瀚的物理学世界中，有一些问题如同宇宙中的黑洞，深深吸引着科学家们的目光，却又难以捉摸。

这些难题，不仅是科学界的挑战，更是人类智慧的试金石。

它们如同一座座高峰，等待勇敢的攀登者去征服。

一、量子力学中的测量问题量子力学，这个描述微观世界的理论，自诞生以来就充满了神秘。

其中，测量问题尤为引人注目。

当我们观察一个量子系统时，我们似乎总是得到一个确定的结果，但这个结果是如何从无数可能的状态中涌现出来的呢？这个问题困扰了无数科学家，至今没有一个令人满意的答案。

二、宇宙的起源与命运从大爆炸到黑洞，宇宙的起源和命运一直是物理学中最深奥的问题之一。

我们生活的宇宙是如何从无到有，又将在何时走向终结？这些问题不仅关乎物理学的本质，更触及人类对生命和存在的思考。

三、暗物质与暗能量的本质在宇宙中，有一种我们看不见、摸不着的物质，它不发光、不发热，却占据了宇宙总质量的很大一部分。

这就是暗物质。

而暗能量，则是驱动宇宙加速膨胀的神秘力量。

它们的本质是什么？它们是如何影响宇宙的演化的？这些问题至今仍是未解之谜。

四、弦论与多宇宙假说弦论，这个试图统一所有物理力的理论，提出了一个惊人的观点：我们生活的宇宙可能只是无数个宇宙中的一个。

这些宇宙可能有着不同的物理定律和维度。

而多宇宙假说，则进一步提出了一个更加大胆的观点：宇宙可能不断地从一个状态跃迁到另一个状态，形成一个无限循环的过程。

五、量子引力与时空的几何性质在量子力学和广义相对论的框架下，时空被描述为一个连续的几何结构。

然而，当我们试图将这两个理论结合起来时，却遇到了一个难题：量子效应会导致时空的几何性质变得不稳定，甚至出现奇点。

这个问题，被称为量子引力问题，是物理学中最为棘手的问题之一。

六、信息悖论与黑洞熵黑洞，这个宇宙中的吞噬者，吞噬着一切进入其视界的物质和信息。

然而，根据量子力学的原理，信息是不可能被完全消灭的。

这就引出了一个悖论：黑洞熵问题。

这个问题不仅关乎黑洞的本质，更触及了量子力学和广义相对论的根本原理。

物理十大难题

世界物理学十大难题人类由必然王国向自由王国的探索应当永远不会终结。

早在19世纪末，当人类迎来20世纪曙光时，许多人发出了科学发明已经穷尽的预言。

但事实证明，整个20世纪的科学技术比起19世纪又有了极大的发展。

许多前人没有想到的科技成果如今已经服务于人类。

在进入21世纪的今天，世界上又有一些大牌的科学家同样又发出了"科学已将近终结"的预言。

但物理学家们精心挑选出10个最匪夷所思的物理学问题，解答这些问题足够让他们忙碌100年甚至更长的时间。

但对任何一个问题的解答差不多都能获得诺贝尔奖，因此被认为现代物理学的十大"诺贝尔难题"。

Problem-1：表达物理世界特征的所有（可测量的）参数是否都可以推算，或者是否存在一些仅仅取决于历史或量子力学偶发事件，因而也是无法推算的参数？爱因斯坦的表述更为清楚：上帝在创造宇宙时是否有选择？想象上帝坐在控制台前："我该把光速定在多少？"、"我该让这种名叫电子的小点带多少电荷？"、"我该把普朗克常数的数值定在多大？"......他是不是为了赶时间而胡乱抓来几个数字？抑或这些数值必须如此，因为其中深藏着某种逻辑？Problem-2：量子引力如何帮助解释宇宙起源？现代物理学的两大理论是"标准模型"和"广义相对论"。

前者利用量子力学来描述亚原子粒子以及它们所服从的作用力，而后者是有关引力的理论。

很久以来，物理学家希望创立一种合二为一的理论，得到一种"万物至理"――即量子引力论，以便更深入地了解宇宙，包括宇宙是如何随着大爆炸自然地诞生的。

实现这种融合的首选理论是超弦理论，或者叫M理论。

Problem-3：质子的寿命有多长，如何来理解？以前人们认为质子与中子不同，它永远不会分裂成更小的颗粒。

这曾被当成真理。

然而在20世纪70年代，理论物理学家认识到，他们提出的"大一统理论"暗示：质子必须是不稳定的。

物理学中的25个难题

物理学中的25个难题世界著名理论物理学家、2004年诺贝尔物理学奖获得者、美国Kavli理论物理研究所所长大卫·格罗斯（David Gross）教授在2005年2月27日中国科学院理论物理所作了题为“The future of physics--物理学的将来”的科学报告。

格罗斯教授的“The Future of Physics”报告，讨论了当前物理学面临的25个问题及它们如何引导物理学未来25年的发展。

格罗斯说，过去25年到35年中，物理学取得了巨大进展，但同时人们面临的未知事物同样增多。

他将这些“未知”归纳为当前物理学面临的25个问题，认为它们将引导物理学下一个25年的发展。

分属宇宙论、天体物理学、凝聚态物理学、粒子物理学、弦理论、生物物理学和科学政策及社会学七大领域的这25个问题，广泛涉及宇宙起源、暗物质、暗能量、星体形成、广义相对论、量子力学、复杂性、量子计算机、理论生物学、基因组学和计算物理学等。

2005年2月27日，格罗斯教授在“前沿科学论坛”上发表演讲的具体问题包括:1.宇宙起源:宇宙学观测表明宇宙是膨胀着的。

通过对微波背景辐射和宇宙大尺度结构等的观测，宇宙的历史可以追溯到极早期发生的大爆炸。

我们所知的基本物理，比如广义相对论和粒子物理标准模型，在那里都不适用。

为理解宇宙起源，需要了解大爆炸时期的基本物理。

2.暗物质的本质:现代宇宙学观测表明宇宙中存在暗物质和暗能量。

但是它们的起源仍然是个谜。

3.暗能量的本质4.恒星、行星的形成:天体的形成是天体物理学中的重要问题。

适合生物存在的行星，在银河系中出现的几率到底是多少？5.广义相对论:广义相对论在所有尺度上都是正确的吗？6.量子力学:量子力学取得了巨大成功，但它描述的是自然的最终理论吗？也许它会在很小的距离上和非常复杂的系统中失效，是否可用来描绘整个宇宙也还值得探讨。

7.标准模型:粒子物理标准模型无疑极为成功，但人们并没有理解夸克和轻子的质量混合的物理起源和中微子的质量等。

200道物理学难题

200道物理学难题1.三只小蜗牛所在的位置形成一个等边三角形，三角形的边长为60 cm .第一只蜗牛出发向第二只蜗牛爬去，同时，第二只向第三只爬去，第三只向第一只爬去，每只蜗牛爬行的速度都是 5 cm/min . 在爬行的过程中，每只蜗牛都始终保持对准自己的目标. 经过多长时间蜗牛们会相遇相遇的时候，它们各自爬过了多长的路程它们经过的路线可以用怎样的方程来描述若将蜗牛视为质点，那么在它们相遇前，绕着它们的最终相遇点转了多少圈2.一个小物体在水平桌面的边沿，因受到一个力的作用，而从桌子的另一边掉落.已知桌子的宽度为 1 m，掉落前物体的运动时间为 2 s. 问这个小物体有轮子吗3.一艘小船在静止水中的速度为 3 m/s，一个船夫要驾此船渡河，同时需要在渡河时走过的距离最短. 问在下面的情况下，船夫应该选择向哪个方向划船（i）：水流速度 2 m/s；(i）：水流速度 4 m/s. 假设水流速度在各处都相同.4.地上铺着一张长而薄的柔软地毯. 地毯的一端折起，以恒定的速度将折起的一端向后拉，覆盖在地毯静止的部分之上. 求地毯被拉起的部分质心的速度. 如果地毯具有单位长度和单位质量，求拉动地毯运动部分所需的最小力量.5. 4 只蜗牛在一个非常大的平台上各自做匀速直线运动，其运动路径的方向是随机的（但是没有平行的，也就是说任何两只蜗牛都可能相遇），但是没有任何两条以上的蜗牛路径会相交于一点. 如果(3×4)/2 = 6 次可能相遇中的 5 次已经发生，我们是否可以预言第六次相遇也会发生6.两条各20 g的扁虫子爬一堵非常薄的墙，墙高10 cm. 一条虫子长20 cm，另一条宽一些但长度只有10 cm，当两条虫子的中点正好在墙头上的时候，哪一只克服重力做的功多一些两条虫子做功总量的比是多少7.一个身高 2 m 的人从湖边高25 m 的平台上蹦极，弹性绳的一端系在他的脚上，另一端固定在平台上，他从静立开始下落. 弹性绳的长度和弹性选择为恰好当他的头触及湖10.在维克多·雨果的小说《悲惨世界》中，主人公冉阿让是一个逃犯，他有能力利用两面直角相交的墙的墙角爬上墙头. 求他在爬墙时最小需要用多大的力来推墙同时，求他要完成这项技艺，他和墙面之间可能的最小摩擦系数.11.一个由两个不一样的匀质半球粘在一起的球，在一个与水平面成30°角的斜面上能否保持平衡么12.一个小弹性球竖直落到长的倾斜平面上，平面和水平面间的夹角为α，球相邻落地点之间的距离是否成等差级数增加假设碰撞是完全弹性的，空气阻力可以忽略不计.13.仓鼠的笼子是一个转轮，笼子有一个无摩擦的中轴. 一个水平的平台固定在中轴之下，初始状态时，仓鼠在平台的一端. 当平台被释放时，仓鼠开始跑，因为仓鼠的运动，平台和轮子保持相对固定，确定仓鼠是怎么运动的.14.一辆支撑着的自行车，能够前后运动但不会翻倒. 自行车的脚踏板在最高和最低的位置. 一个学生蹲在车旁边，给在最低位置的脚踏板一个水平向后的力，问（i）自行车向哪个方向运动（ii）飞轮转动的方向和后轮转动的方向相同还是相反（iii）较低的踏板相对地面如何运动15.如果太阳系等比例地缩小，当地球和太阳间的平均距离为 1 m 的时候，1 年对应多长时间假设各物体密度不变.16.如果双子星的两个质量都等于太阳的质量，它们间的距离等于太阳和地球之间的距离，那么它们的周期是多少17.（i）将一颗地球卫星送上圆形轨道所需要的最小发射速度是多少（ii）将地球卫星送入两极轨道所需的能量要比赤道轨道高多少倍（iii）空间探测器离开地球引力场需要多大的初始速度（iv）对空间探测器而言，是离开太阳系需要的能量大还是撞击太阳需要的能量大18.一枚火箭将要离开地球的重力场. 它的主引擎中的燃料略少于所需要的量，因此必须要用到只能工作一小段时间的辅助引擎. 问什么时候使用辅助引擎最好，是刚离开的时候火箭相对于地球快要停止的时候19.一个 1 cm的钢球在一个装满蜂蜜的罐子里，以 1 cm/s 速度下沉. 蜂蜜密度为2 g/cm，则蜂蜜的动量为20.温度为T的气体装在初始温度为T1 的容器中，是当（i）求没有被拉伸时的绳长.（ii）求在跳下过程中的最大速度和加速度.8.一座冰山呈尖端向上的正金字塔形，露出水面10 m高. 忽略水的运动造成的影响，求冰山做小幅度上下振动的周期. 冰的质量密度为900 kg/m3.9.汽车上用来悬吊 4 轮的弹簧相同. 假设汽车车体为刚体，当它的右前轮停在8 cm 高的人行道上时，车体在每个轮子处升高多少如果两个右侧的轮子都停在人行道上呢结论和车上坐了多少人以及人坐的位置有没有关系的压力较大21.两个相同的铁环，一个立在热绝缘的板上，另一个悬吊在热绝缘的线上. 传给两个铁环等量的热能，问哪一个温度高一些22.学生 A 和 B，住在大学宿舍的相邻寝室. 为了节约，他们将天花板上的灯串联了起来，商定双方都安装 100 W 的灯泡，电费平分. 但是双方都希望能让对方多付钱而使自己获得更好的照明，其中 A 安装了 200 W 的灯泡，而 B 安装了 50 W 的灯泡. 请问在最后的期末测试中谁考得不好23.如果电压U 的电池接在黑箱的 I 端，如图，则接在 II 端的伏特计的读数为U/2. 如果电池接在 II 端，则 I 端的伏特计读数为U.已知黑箱中只有无源的电器元件，问是什么样子24.一桶水用绳子悬挂在固定点上U水桶处于运动状态，整个系统像钟摆一样摆动. 然而，水桶是漏的，桶中的水慢慢从底部漏出. 问随着水的流失，摆的周期怎样变化25.一个空的烧杯质量为100 g，半径为30 mm，烧杯壁厚忽略不计，其重心高于底面100 mm. 问当烧杯中注入多少水的时候，烧杯处于最稳定的状态26.鱼汤盛在半径为40 cm 的半球形铜碗内. 铜碗放在湖水中冷却，它漂浮在水上，浸入水中10 cm. 碗沿上的一点用链子固定，向上拉起10 cm，问水是否会流入碗中.27.一个装满水的容器底部有一个半径为r的孔，孔由一个质量为m、半径为R >r 的球堵住. 容器中的水慢慢减少，当达到一个确定值h0 时，球从孔处升起，求h028.肥皂泡中充满了氦气，漂浮在空气中，问肥皂泡的壁和其中充的氦气哪个更重29.水通过浸润可以在毛细管壁中上升到高度H. 三个“绞架”形的毛细管 a，b 和 c 使用相同的管子制成，管子的一端放入盛满水的大盘子，如图.问水会从毛细管的另一端流出么30.一个充电的球形电容，由于绝缘层的轻微漏电而缓慢地放电. 问放电的电流产生的磁场大小和方向如何31.一个充电的导体球做辐射方向的“脉动”，即其半径周期性地以固定的幅度变化（如图）. 球表面上的电荷，作用和偶极天线相同，发出电磁辐射. 问球发出的辐射是怎样的32.男子跳高世界纪录保持者，在月球上室内能跳多高33.小钢球 B 停放在高 1 m 的桌边上，另一个钢球A 作为一个 1m 长的单摆的摆锤，从单摆悬挂点的平面自由面时，其速度减小为零. 最终静止时，人的头高于水面 8 m T1 < T 的时候，还是当T1 > T 的时候，气体作用在容器壁上2 L 的弹性绳相连，弹释放，并撞击 B 球，如图所示. 两个球的质量是相同的，碰撞是完全弹性的. 考察 B 的运动直到它首次碰到地面：（i ）哪个球运动的时间较长（ii ）哪个球移动的路径较长34. 一个小摆锤固定在一根长 50 cm 的绳子的一端. 作为绳子的另一端做适当受迫运动的结果，摆锤以均匀速度 3 m/s 做半径为 50 cm 的竖直圆周运动. 画出圆周轨道以 15°为单位间隔，绳子两端的运动轨迹，在相同的端注明各点.35. 点 P 位于斜面上方，它可以通过一根无摩擦的金属丝在重力的作用下，滑到斜面上. 金属丝连接 P 和平面上一点 P’, 问怎样选取 P’使得所需的时间最短36. 教堂时钟的分针是时针的两倍长，问在午夜后的哪个时间，分针的末端以最快的速度远离时针的末端37. 最大与地面成什么角度抛出石头，才能使石头在运动过程中始终远离抛掷石头的人38. 一根直径 20 cm 的树干平放在水平的地上. 一只懒惰的蚱蜢想跳过树干，求蚱蜢满足条件的最小离地速度.39. 一根直的刚性毛发平放在光滑的桌面上，毛发的两端都坐着一只跳蚤. 如果毛发的质量 M 不是远远大于跳蚤的质量 m ，它们能否同时以相同的速度和起跳角度起跳，变换位置而不在半空中撞在一起40. 一个喷泉有一个小的半球形的喷嘴，位于水池中水的表面，如图. 玫瑰上有很多平均分布的小洞，通过这些小洞，水以相同的速度向不同的方向射出. 喷头形成的水“钟”的形状是怎样的41. 一个质量为 m ，带电量为 Q 的粒子，受到重力和均匀水平电场（场强为 E ）力的合力作用. 粒子以速度 v 从平行于场强的竖直平面上抛出，与水平面间的夹角为θ，求粒子在回到初始点水平高度前，在水平方向上行进的最大距离.42. 一根均匀的棍子，质量为 m ，长度为 l ，其两端被两个食指水平支撑着. 缓慢地移动两个手指，使它们在棍子的质心汇合，棍子在这个食指或者那个食指上滑动.若静摩擦系数为静μs ，动摩擦系数为动μk ，在此过程中手指做了多少功43. 四块相同的砖叠放在桌边.是否可能将它们水平滑动，使得最上面的砖能够突出到全部砖体在桌外如果砖的个数可以任意增加，最上面的砖位移的理论极限是什么44. 一块板，沿中线折成直角，放置在水平固定的半径为 R 的圆柱体上，如图.圆柱体和板之间的静摩擦系数需要有多大，才能使板子不滑开45. 两个质量为m 1和m 2的塑料球叠放在一起（之间有很小的空隙），然后一起落在地面上. 比率 m 1/m 2 为多大时，上面的小球最终获得总能量中的部分最大要使上面的小球弹起得最高，质量的比率需为多少46. 一个玩具由三个悬挂着的钢球组成，球的质量分别为M 、μ和 m ，球的中心在同一水平面上. 将质量为 M 的球在它们共同所在的平面上拉起，当其中心上升到 h 高度时释放. 如果 M ≠m ，所有的碰撞都是弹性的，则如何选择μ才能使质量为 m 的球上升到尽可能高的高度（忽略多次碰撞）47. 两个相同的哑铃在一个水平气垫桌上相向运动，如图.每一个哑铃都被看做两个质量为 m 的质点被一根长为 l 2 的无重杆相连. 初始状态哑铃并不转动. 描述哑铃弹性碰撞后的运动，画出哑铃质心运动速度-时间的函数曲线.48. 两个相同的光滑小石块 A 和 B 在结冰的湖上自由滑动它们之间由一根轻质的长度为.性绳具有拉长一点就会崩紧的特性. 在 t = 0 时刻， A 静止在 x = y = 0，而 B 在 x = L ， y = 0，并以速度 v 向 y 方向运动.确定 A 和 B 在下列时刻的位置和速度:（i ） t = 2L /v ; （ii ）t = 100L /v .49. 当一个空的长方形水池上方的水龙头打开后，经过时间 T 1 水池将被水注满. 当水龙头关掉后，打开水池底部的塞子，则水池经时间T2 将水排空. 如果水龙头和塞子都打开的话，将会发生什么现象T1/T2 的比率为多少时池中的水会溢出作为特定的情况，令T1 = 3 min, T2 = 2 min.50.一个圆柱形的容器，高为h，半径为a，容器中装了三分之二的液体. 容器绕它竖直方向的轴以角速度ω旋转. 忽略任何表面张力的效应，求使液体不溢出容器边缘的最大旋转角速度Ω的表达式.51.彼得站在汽车赛道旁，由汽车从静止加速到 100 km/h 使用的汽油为xL，推算出从 100 km/h 加速到 200 km/h 使用的汽油将为3xL. 彼得在物理课中学过动能与运动速度的平方成正比，假设汽油的化学能几乎全部转化为汽车的动能，即忽略了空气阻力赛道旁有一条铁路，也懂得一些物理学的保罗，坐在一列与汽车加速方向相反，并以 100 km/h 的速度匀速行驶的火车上，透过车窗观看比赛的开始，他是这样推理的：既然第一阶段汽车从100 km/h 加速到200 km/h，而第二阶段汽车从200 km/h 加速到300 km/h，则第二阶段耗油为 (3002-2002)/ (2002-1002)x =(5/3)xL. 那么，彼得和保罗到底谁正确呢52.在光具座上放置着相距120 cm 的像屏和光源. 当一个透镜在二者之间移动时，可以找到两个能够在屏幕上呈现清晰图像的位置；已知在两种情况下这两个图像的大小（线度）之比为 1∶9. 请问透镜的焦距是多少哪一个成像更加明亮请给出两种成像的亮度值之比.53.一个眼睛近视的人摘掉眼镜，然后透过自眼睛逐渐移远的眼镜观察一个静止不动的物体. 他感到非常奇怪的是，开始时看到的物体逐渐变小，可是后来却又逐渐变大. 请解释一下其中的原因.54.一个等腰三角形的玻璃三棱镜水平放置于水中，两个腰与底边的夹角均为θ（如图）. 一束位于水上、平行于水面并且垂直于棱镜轴的入射光线，在棱镜内部经由玻璃`水界面的反射，然后又折射回空气中.取玻璃和水的折射系数分别为3/2 和4/3, 请解释θ角至少应为°.55.如图为一个四分之一圆柱形的玻璃棱镜，水平放置于桌面上，一束均匀、水平光线入射于其竖直平面. 如果圆柱的半径为R = 5 cm，已知玻璃的折射系数为n = ，那么光透过棱镜后将在桌面的什么位置形成一个光斑56.在地球表面，太阳光是月亮光亮度的多少倍已知月亮的反射率为δ = .57.安妮和安迪非常喜欢一起慢跑. 在锻炼过程中他们逐渐发现，跑步时他们运动的速度相差不大，但是走起路来安迪却总是较快. 用物理的观点该怎样解释跑和走的不同58.一个单摆和一个一端悬挂起来的均匀细杆自水平位置释放，如图. 如果它们的长度相等，那么它们的周期之比是多少59.当一架直升机发动机的输出功率为 P 时，可以保持在空中盘旋. 另外一架直升机完全是第一架的拷贝，但其线度只是前者的一半. 请问要使第二架直升机保持盘旋，发动机的输出功率应为多少60.一根均匀木棒近于竖直地放置在桌子的一端，然后从静止释放. 考虑以下两种极端情况，求出木棒离开桌面时它与竖直方向所成的角度.（i）桌面是光滑的（摩擦力可以忽略不计），但在桌子的一端刻有一个小槽（如图（a）所示）.（ii）桌面是粗糙的（摩擦力很大），并且棱角很锐利，也就是说桌边的曲率半径和木棒的端面相比非常小. 木棒端面的一半突出桌子的边缘（如图（b）所示），这样保证了木棒由静止释放后将沿桌边旋转，木棒的长度远远大于它的直径.61.一支铅笔笔尖向下竖直放置在桌面上，然后释放倾倒.笔尖运动的方向，相对于铅笔倾倒的方向，与摩擦系数之间的关系如何铅笔尖会离开桌面吗（还是只有当铅笔“肩”与桌面接触时才会离开）62.半径为R1 和R2 的两个肥皂泡用稻草杆相连. 空气从一个肥皂泡进入到另一个（请指出空气的流动方向），进而第三个独立的肥皂泡R3 形成. 如果大气压为p0，肥皂泡的表面张力是多少测量这三个半径不同的肥皂泡是一种确定液体表面张力的合适方法么63.两个平行玻璃板之间充满一层水（如图）. 玻璃板之间的距离为d，板间夹的“水盘”的直径为D >> d. 两板之间的相互作用力怎样64.一只蜘蛛把一条长 1 m 的“超弹性”丝线的一端固定在一堵竖直的墙上，丝线上某处静止地趴着一条小毛虫. 饥饿的蜘蛛，静止不动地呆在丝线的另一端，开始以 v0= 1 cm/s 的速度匀速拉动丝线. 同时，小毛虫开始以 1 mm/s 的速度相对于丝线向墙的方向逃跑.小毛虫能够逃到墙上吗65.如果在上题中蜘蛛不是静止在丝线的一端，而是拉着丝线朝着远离墙面的方向运动，结果会有什么变化66.把一些钉子水平钉在竖直放置的画板上. 如图，一个小钢球从 A 点下落，经过画板上突出钉子（图中未画出）的反弹到达 B 点. 是否可能通过设置钉子的位置，来实现：（i）从 A 点经钉子的反弹到 B点比从直线路径 AB 无摩擦地滑动要快（ii）钢球到达 B 点少于 s吗67.一根绳子的一端固定在竖直的墙面上，另一端施以20 N 的水平拉力.绳子的形状如图所示，求绳子的质量.68.求解如图所示用一根细线悬挂圆规时，圆规张开多大的角度可以使其旋转点抬升得最高，假定圆规两臂的长度相等.69.把长度分别为h1、h2、h3 的细绳系于一个质量均匀、质量为W 的三角形板的三个顶点上，三个细绳的另一端固定在同一点上，如图所示. 请用细绳的长度、板的重量表示出每根绳子内部的张力.70.一个装满液体的罐车静止在水平路面上. 罐车没有使用刹车，同时可以在路面上无摩擦移动，如图所示. 在罐车的后面底部有一出水孔，如果打开这个竖直的出水孔罐车将向哪个方向移动罐车会保持这个移动方向吗71.如图所示，两个相距为d，水平、平行放置的小木棍上各穿着一个小珠子，它们均可以在木棍上无摩擦地滑动。