物理难题150例

图书标准信息

• 作者 邱为钢
• 出版社 清华大学出版社
• 出版时间 2023-05
• 版次 1
• ISBN 9787302603207
• 定价 58.00元
• 装帧 其他
• 开本 其他
• 纸张 胶版纸
• 页数 284页
• 字数 428千字

【内容简介】

作者的本物理启蒙科普书《奇妙的物理世界》只有图片和文字，没有公式，目的是激发青少年学习物理的兴趣。但是要真正洞察和理解物理，必须需要定理公式和计算。本书从日常生活现象，网络资源和国内外物理教学期刊和专业期刊等精心选取了近百例有趣的物理难题，加以详尽的解析和数值计算，并以动画等方式演示，让读者领悟到原来简单的现象背后有这么高深的物理。本书适合物理师范专业的本科生和研究生阅读，也适合学习和参与物理奥赛和物理竞标赛的中学生阅读。

【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, 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. 出版物理科普读物一本(清华大学出版社).

【目录】

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