物理难题150例
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作者邱为钢
出版社清华大学出版社
ISBN9787302603207
出版时间2023-05
装帧平装
开本16开
定价58元
货号1202931193
上书时间2024-09-22
商品详情
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作者简介
邱为钢, 本科就读于中国科学技术大学近代物理系, 研究生就读于复旦大学物理系.主要从事数学物理和大学物理的教学研究, 研究方向为经典和现代数学计算技巧在经典物理中的应用, 生活中有趣物理现象解密, 高速摄影下的物理现象解读, 数学软件在物理模拟(动画)中的应用, 以及物理视觉特效在文艺中的应用. 主持国家自然科学基金一项, 教育部物理专业指导委员会教改项目两项,获得中国物理学会2015年度优秀论文奖. 出版物理科普读物<<奇妙的物理世界>>一本(清华大学出版社).
目录
第一乐章平衡
001悬链线的几何特征
002越过光滑钉子的悬链线
003跳绳的形状
004泪滴状旋转悬链线
005倒放的心形旋转悬链线
006竖直悬挂转动的链条
007表面张力作用下的悬链线
008匀强磁场中的通电悬链线
009圆锥面上的悬链线
010球面上的悬链线
011光滑旋转圆锥面上的链条
012粗糙圆锥面内的静止链条
013球面上的转动链条
014旋转抛物面内杆的平衡位形
015转动多边形杆的平衡位形
016转动绳杆体系的平衡位形
017相框的平衡位形
018正三角形杆插进圆孔柱的平衡位形
019两端固定彩虹圈的平衡位形
020弯曲的丝带
021光纤台灯的包络面
022匀速转动仙女棒的平衡位形
023橡皮膜上下沉的球
024弯曲成心形的弹性薄板
025两端水平夹持的弹性板
026稳定漂浮的木桩
027漂浮正方体的平衡位形
028充气纸袋的形状
029注水气球的形状
030平行圆环之间的肥皂膜
031正三棱柱中的极小曲面
032正三棱柱框架内的极小曲面(Ⅰ)
033正三棱柱框架内的极小曲面(Ⅱ)
034正方体框架内的极小曲面
035正方体肥皂泡
036漂浮水面的气泡
037液面上巨大的肥皂泡
038水缸底部的气泡
039无重力下转动液滴的形状
040球体的引力自能
041摩擦力锁定的圆柱
042四叠砖的优选悬出距离
043转动惯量的坐标表示
044牟合方盖的转动惯量
045分形物体的转动惯量
046Mobius环状体的转动惯量
第二乐章运动
一、 轨迹
047等时摆线的逆问题
048追击问题的极限性质
049椭圆函数的李萨如图形
050莱洛三角形的滚动
051椭圆旋轮线
052方轮之外
053交错圆盘的滚动轨迹
054镶嵌雪花片的滚动模式
055球体的拓印滚动
二、 启动，突变，终态
056三铰链杆的启动
057正方形铰链杆的启动
058拉动一个杆所需的外力
059拉动一个圆盘所需的外力
060平面上绳子的启动
061球面上链条释放后的张力突变
062剪断悬链线两端张力的突变
063三角形板顶点悬线上的张力突变
064粗糙碗内滑块通过大力度优惠点的次数
065镜像轨道上的滑动时间
三、 质点和摆的运动
066三体问题的初等解
067斜面上滚动圆木的极限跳跃
068球面摆的闭合轨迹
069曲面上质点的运动特性
070飞跃水平线的弹簧摆
071转动圆锥面内甩出的滑块
四、 绳子(链条)的运动
072自由下落绳子端点的运动是自由落体吗？
073下落链条的视重
074绳子绕圆盘问题
075绳球体系在圆柱面上的滑动
076光滑水平桌面上滑落的链条
077三维绳子绕圆柱问题
078牛仔套圈的秘密
079飞起的转动链条
五、 杆的运动
080杆的滑动模式
081杆绕圆盘问题
082倾倒杆端点的移动
083杆在桌面边缘的掉落
084杆在圆柱顶点的掉落
六、 圆环的运动
085平面上滑动的旋转圆环
086电线杆上的自行车外胎
087呼啦圈的秘密
七、 盘和板的运动
088球碗内三角形板的运动模式
089倾倒转动硬币的死亡机制
090高速自转圆盘的颤抖
八、 圆锥(柱)的运动
091圆锥体在斜面上的滚动模式
092桌面上五号电池的旋转起立
093旋转起立的鸡蛋
九、 球的运动
094球在桌面边缘的滚落
095台球的滚动模式
096高尔夫球的旋进出洞
097大唐不倒翁半球的滚动模式
098半球之间的引力
十、 振动和波动
099两端燃烧蜡烛的晃动模式
100两端铰接弹性杆的平衡位形和振动模式
101对称振子链的共振模式
102悬挂(上压)网球彩虹圈的下落
103旋转弹簧的释放
104圆形平板上的克拉尼图形
105正三角形平板上的克拉尼图形
106肥皂泡破裂的声音
107推杆为何不产生声音
第三乐章电磁
108带电绳子的平衡位形
109匀强磁场中的异号双电荷运动
110正三角形线圈在磁场中的转动
111转动的磁棒小球双棱锥
112三角形杆电荷体系的电势分布
113带电正多边形盘轴线上的电(磁)场
114分形线圈轴线上的磁场
115三角形截面上的感生电场线
116两维电流的分布
117无限迭代分形正三角形网络电阻
118正四面体对称性的等势面和电场线
119带电半球面之间的库仑吸引力
120两个金属圆盘的电容
第四乐章热学
121水中墨水液滴的扩散
122密封罐内水结冰时产生的压强
123冰棱锥的形状
124冰棱锥上的特征波长
125低温平板上水滴冰水分界面的演化
126水滴结冰时分界面的推进速度
第五乐章弹性
127肥皂膜中泪滴状鱼线
128甩(响)鞭的形状
129饲进长弹性绳子的空间位形
130头发的自我卷曲
131橡皮筋释放后的运动模式
132卷曲滚动的弹性钢条
133压缩弹性环的起跳
134平板之间的圆形弹性板的形变
135自行车轮胎的形变
136摇晃的乐高塔
137眼镜蛇波的波形和速度
138斜面上弓状滑动的地毯
139晴雯撕扇中的物理
140两个钢球碰撞形变
第六乐章流体力学
141硬币下压下的水面形状
142喷泉上旋转的大理石球
143滚动水瓶的撞墙反弹
144旋转双层液体分界面
145下落黏性液柱的形状
146下落蜂蜜尾部旋转的物理机制
147对称水钟的形状
148天花板上的水幕
149匀速行驶的船引起的水面波动
150流水中溶化变形的糖果
参考书目
后记
内容摘要
本书精选了150道物理难题，这些题目一是来自生活中有趣的物理现象，如嵌合圆环在地面上的滚动：二是来自物理学的专业很好期刊，如套在大拇指上的橡皮筋释放后的运动：三是来自以往难题的再次凝练升华，如相框摆的完整周期运动和小角度扰动模式。
这些难题，叙述简练，短小精悍。解决这些题目并不避讳所需的数学，数学不是分析理解物理模型的束缚和障碍，反而是随心所欲的利器，无论是解析推导还是近似估计，数值计算还是动画模拟，数学工具的使用都必不可少。
本书适合物理高级玩家打发闲余时间，也欢迎物理竞赛教练和物理师范专业学生阅读。
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