物理机械

物理机械（精选11篇）

物理机械 篇1

一、试验目的

玉米收获机在籽粒直收作业中,脱粒滚筒进行玉米果穗的脱粒作业,玉米的籽粒破碎率和损失率主要受制于脱粒滚筒的结构和工作参数等机械因素,以及玉米果穗与机械之间的适应性、收获作业过程中的操作情况、田间作业条件、气候环境、作物形态和玉米的物理和机械特性,此外,玉米作物各部分含水率也是影响玉米收获和收获后操作的关键因素。在玉米的物理和机械特性中,作物强度包括茎秆强度、果穗强度和籽粒强度,对玉米的收获产量和质量有显著影响。

二、试验方法

1. 脱粒工作参数测试

在纹杆式脱离滚筒中分别测定三种玉米品种在三个不同时期的玉米果穗破碎率、凹板分离效率、脱粒效率和籽粒破碎率。

2. 力学测试

采用准静态压缩和弯曲试验测定相应玉米果穗和籽粒样品的物理机械特性,同时测定玉米含水率。在径向压缩试验中,取长3cm的玉米果穗进行压缩试验,加荷速率为1cm/min,人工从果穗上剥下的玉米籽粒加载速度为0.5cm/min,测定抗压强度,即为径向压缩下最大接触压力,计算变形模量和极限载荷。在弯曲试验中,取完整玉米果穗进行弯曲试验,加荷速率为3cm/min,测定强度。

三、试验结论

1. 玉米品种和收获时期对所研究的大部分玉米物理和机械特性有显著影响。

2. 脱粒过程中果穗破碎率最大的品种,其果穗自身的机械特性测定值最低。

3. 对传统的脱粒机构而言,玉米果穗的抗压强度是影响果穗脱粒的最重要的作物特性。

4. 采用回归分析,分析玉米的物理和机械特性与脱粒工作参数之间的关系:

(1)果穗抗压强度是影响脱离滚筒工作最重要的单因素;

(2)果穗抗压强度和果穗直径是影响果穗破碎率最重要的双因素;

(3)果穗含水率、果穗抗压强度和果穗弯曲弹性模量是影响脱粒效率最重要的三因素;

(4)果穗含水率、籽粒含水率、果穗抗压强度和果穗弯曲弹性模量是影响凹板分离效率最重要的四因素;

(5)果穗抗压强度和果穗弯曲弹性模量是影响滚筒脱粒操作中籽粒破碎率的重要因素;

(6)玉米品种和收获时期显著影响大部分彼此独立或彼此存在相关关系的变量;

(7)果穗和籽粒的机械特性值较低时,果穗脱粒过程中,果穗破碎率较高,凹板分离效率、脱粒效率均较低;

(8)果穗和籽粒的机械特性值较高时,果穗脱粒过程中,果穗破碎率较低,凹板分离效率、脱粒效率均较高;

(9)籽粒含水率较果穗含水率对脱粒滚筒的影响更大;

(10)籽粒损失率和果穗破碎率随收获期延长均降低。

5. 可根据不同玉米品种、不同收获期玉米物理和机械特性的不同优化传统脱粒滚筒操作。

(本文为译文,原文为:

AnazodoUGN,GLWall,ERNorris.CornPhysicalandMechanical-PropertiesasRelatedtoCom-bineCylinderPerformance[J].CanadianAgriculturalEngineering,1980,23(1):23-30.)

物理机械 篇2

一切物体都在运动，绝对不动的物体是没有的，这就是说运动是绝对的，我们平常说的运动和静止都是相对于另一个物体(参照物)而言的，所以，对物体的运动和静止的描述是相对的

02

参照物

研究机械运动时被选作标准的物体叫参照物

(1) 参照物并不都是相对地面静止不动的物体，只是选哪个物体为参照物，我们就假定物体不动。

(2) 参照物可任意选取，但选取的参照物不同，对同一物体的运动情况的描述可能不同。

03

相对静止

两个以同样快慢、向同一方向运动的物体，或它们之间的位置不变，则这两个物体相对静止。

04

匀速直线运动

快慢不变、经过的路线是直线的运动，叫做匀速直线运动

匀速直线运动是最简单的机械运动。

05

速度

1、速度是表示物体运动快慢的物理量。

2、在匀速直线动动中，速度等于运动物体在单位时间内通过的路程

3、速度公式：v= S /t

4、速度的单位

国际单位 ：m/s 常用单位：km/h 1m/s = 3.6 km/h

06

平均速度

做变速运动的物体通过某段路程跟通过这段路程所用的时间之比，叫物体在这段路程上的平均速度

注：求平速度必须指明是在哪段路程或时间内的平均速度

07

测平均速度

原理：v = s / t 测理工具：刻度尺、停表(或其它计时器)

物理学习中的障碍

有的学生也十分想学，也确实在努力学习，这些老师也能看到眼里，可是成绩依然不是十分理想。反观之，听课认真，作业工整，笔记细致，但一换个角度，换个方法，这种学生就不知所从。这样的学生多数也不是完全因为笨，主要还是思维上出了问题。常见的思维性障碍如下：

1、先入为主的生活观念形成的思维障碍。

2、相近物理概念混淆形成的障碍。

3、类比不当形成的思维障碍。

4、物理公式数学化形成的思维障碍。

5、概念内涵和外延的模糊形成的思维障碍。

6、旧有知识的局限性和思维定势干扰形成的思维障碍。

物理机械 篇3

关键词 机械运动 教材分析 修改建议

一、教材分析

1.用类比法推测弹性势能

教材（第60页）这样表述：“在探究弹性势能表达式时，可以参考对重力势能的讨论，……重力势能与物体被举起的高度h有关，所以弹性势能很可能与弹簧被拉伸的长度l有关。”[1]显然，教材力图引导学生把弹性势能与重力势能进行类比，从重力势能与物体被举起的高度h有关，类比得出弹性势能可能与弹簧被拉伸的长度l有关。然而，教学中把弹性势能与重力势能进行类比是否恰当值得商榷。类比是人类认知方式之一，类比认知的关键在于学习者只有对已知事物和未知事物存在相似性有所认识，才能根据已知事物的属性特征，类比得出未知事物可能具备的属性特征。事实上，弹性势能是学生首次接触的概念，并不了解弹性势能跟以前学过的重力势能是否存在相似，因此也就不可能按照教材的引导，把重力势能跟弹性势能进行类比，从而得出弹性势能可能与弹簧被拉伸的长度l有关。显然，教材引导学生用类比法推测弹性势能由哪些因素决定，会因学生缺乏双方相似性的认知而不能展开类比。

2.判断动能表达式的依据

教材（第72页）这样表述：“w=1/2mv22-1/2mv12从这个式子可以看出，1/2mv2很可能是一个具有特定意义的物理量，因为这个量在过程终了与过程开始的差，正好等于外力对物体所做的功，所以1/2mv2应该就是我们寻找的动能表达式 。”[1]这段关于动能表达式的判断比较模糊。原因在于教材所说的“因为这个量在过程终了与过程开始的差，正好等于外力对物体所做的功”只是阐述了功能关系，而“1/2mv2”究竟是什么能，还应该从表达式的物理量构成和单位来判断：其一，1/2mv2中包含了动能因子m和v；其二，当m单位取“kg”，v单位取“m/s”时，推得1/2mv2的单位是“J”，与能量单位相符。所以1/2mv2是动能表达式。总之，单纯从功能关系出发不可能作出确切的判断。

3.预设机械能守恒定律研究的前提

教材在研究机械能守恒定律时（第76页）这样表述：“动能与势能的相互转化是否存在某种定量关系？这里以动能与重力势能的相互转化为例，讨论这个问题。我们讨论物体只受重力的情况。”[1]教材显然把“我们讨论物体只受重力的情况”作为研究机械能守恒定律的前提。然而这是不妥的，原因在于这个前提的出现割断了与教材演示实验的联系。教材在研究机械能守恒定律一开始，就已经设置了细线悬挂的小球在竖直平面内摆动的演示实验。对实验进行分析可得到：（1）小球受重力、拉力以及空气阻力的作用。（2）只有重力与空气阻力对小球做了功，重力做功使小球的动能与重力势能发生转化，空气阻力做功使小球的机械能转化为内能。（3）据此可以提出这样的推断：只有重力做功时物体的机械能守恒。这个推断是否正确，无疑就是接下来要通过理论推导来论证解决的问题。然而教材却声明“我们讨论物体只受重力的情况”，这显得有些突兀，使得演示实验分析与推断论证的衔接失去连贯性。

二、修改建议

第一，采用实验方法探究影响弹性势能大小的因素。如图1所示，用小木块A压缩一端固定的弹簧，放手后因弹力做功小木块被推出一段距离，弹簧压缩量越大，小木块被推出的距离越大，利用功能关系分析可得弹簧压缩量越大，弹性势能就越大；改用劲度系数不同的弹簧再次进行实验，分析可得弹簧劲度系数越大，弹性势能就越大。此实验所用器材简单，操作便捷，可在较短时间内判断得出：影响弹性势能大小的因素是弹簧的形变量x和弹簧劲度系数k。

第二，判断1/2mv2是否就是动能，教材应增加相应的提示，如“可以从表达式的物理量构成和单位来判断”，以此引导学生进行思考并做出确切的判断，加深对动能表达式的理解。

第三，把教材中“我们讨论物体只受重力的情况”这句话，改为论证实验推断的表述。如：“通过演示实验分析我们得到这样的推断：在只有重力做功情况下，物体的机械能守恒。这个推断是否正确，可以从理论上进行论证。”如此表述使演示实验与推断论证保持了研究思路的连贯性，同时也提高了教材的可读性。

参考文献

[1] 普通高中课程标准实验教科书《物理》（必2）[M].北京：人民教育出版社，2010.

物理机械 篇4

机械力化学是研究在给固体物质施加机械能量时固体形态、晶体结构等发生变化并诱导物理、化学变化的一门学科。其物理性质变化包括密度、比表面积和颗粒粒径等;其化学性质变化包括晶体物质的晶格缺陷、晶格畸变、结晶度降低、分子或原子的活性提高等,甚至变为无定形物质。这些结果将导致固体物质性质变化、化学活性提高、降低其与它种物质的反应条件,甚至诱发新的化学反应,使在普通条件下不能发生的反应也能发生等[1,2,3,4,5]。

锰渣是由锰铁合金冶炼过程中排放的高温炉渣经水淬而形成的一种高炉矿渣,将其磨细后用作水泥的掺合料,在宏观性能上可以获得较为满意的效果[6,7]。但是,锰渣经机械处理引发的机械力化学变化的研究工作还鲜有报道。所以,开展锰渣机械力化学的研究并且引入新的结构观念有着重要的现实意义。

本实验旨在锰渣机械研磨的基础上分析活化锰渣的密度、比表面积、颗粒群特征及结构特征等性质的变化,探讨机械力化学作用对锰渣结构和性能的影响,为机械活化锰渣的建材化使用提供理论依据。

1 实验

1.1 原材料

锰渣采用常州武进铁合金厂的锰铁高炉水淬渣,呈深棕色,疏松颗粒状,其化学组成见表1;基准水泥采用强度等级42.5的硅酸盐水泥,其比表面积为368m2/kg。

1.2 主要研究方法

(1)颗粒群特征分析:

采用LS-POP(Ⅲ)型号激光粒度分布仪器测试。

(2)XRD分析:

采用D8-FOCUS型X射线衍射仪测试,加速电压为40kV,电流为40mA,扫描角度为10～70°,扫描速率为2.4°/min,步长值为0.02[8]。

(3)SEM分析:

采用日本生产的JSM-5900型扫描电镜观察锰渣在机械研磨过程中的形貌变化[8,9]。

(4)力学性能检测:

按照GB/T17671-1999胶砂强度检验方法(ISO法)进行检测。

2 结果与讨论

2.1 锰渣机械研磨过程中的物理性能变化

采用高能球磨机将原状锰渣分别粉磨10min、20min、30min和40min后制成活化锰渣样,然后对其密度、比表面积和颗粒粒径变化进行分析。

2.1.1 锰渣粉体密度和比表面积随粉磨时间的变化

机械研磨锰渣样密度和比表面积测定的结果如表2所示。

从表2中可以看出,锰渣样的密度随粉磨时间的延长而增大,当粉磨时间为10～30min时,锰渣样的密度增大较快,30min后密度增大较慢。锰渣样的比表面积随球磨时间的延长而逐步增大。在粉磨前期(10～20min)比表面积的增大速度快于后期(30～40min)。这是因为在粉磨前期主要是锰渣大颗粒的破碎,颗粒粒度迅速减小,颗粒的比表面积迅速增大。在粉磨后期,颗粒达到一定细度后再破碎比较困难,出现了团聚现象,因此比表面积增大较慢。变化规律基本分2个阶段,第一阶段大颗粒不断被破碎,小颗粒增多,颗粒迅速被细化,比表面积增大较快;第二阶段,小颗粒被破碎到一定程度而粒度分布达到一定值时,在范德华力的作用下颗粒会出现团聚现象,比表面积随粉磨时间的延长而增大。所以锰渣颗粒经过机械研磨后,其比表面积比粉磨前大为增大,反应活性增强[10]。

2.1.2 锰渣的颗粒群特征分析

颗粒的粒度是粉体物性中最重要的特征值。颗粒群是指含有许多颗粒的粉体或分散体系中的分散相。实际所含颗粒的粒度大都有一个分布范围,成为多分散体系或颗粒群,粒度分布的范围越窄,其分散度越小,集中度越高。锰渣粒度分布随粉磨时间的变化规律如图1所示。

从图1中可以看出,粉磨40min的锰渣样其粒度分布范围最窄,粉磨10min的锰渣样的粒度分布范围最宽。随着粉磨时间的延长,粒度分布趋向于粒径小的方向,说明粒度分布随粉磨时间的延长呈现规律性变化。粗大颗粒不断被破碎,细小颗粒所占比例逐渐增大,粒度分布范围逐渐变窄;继续延长粉磨时间,细小颗粒的比例基本不变。

锰渣粉磨过程主要体现为2个阶段:(1)大颗粒被破碎细化,细小颗粒所占比例的迅速增大;(2)粉磨过程的平衡阶段,表现为颗粒的粒度分布波动很小,几乎不再变化。这与比表面积的测定结果分析一致。

2.2 锰渣机械研磨过程中的结构变化

2.2.1 锰渣粉体的XRD分析

不同粉磨时间锰渣样的XRD图谱如图2所示。从图2中可以看出,随着粉磨时间的延长,SiO2衍射峰的强度不断减弱。粉磨20min的锰渣样中SiO2衍射峰最高,粉磨40min的锰渣样中SiO2衍射峰强度减弱。由此可以得出,随着粉磨时间的延长,晶体的结晶度不断降低,产生无定形物质,锰渣的活性增强。

2.2.2 锰渣粉体的SEM分析

对粉磨20min和40min的锰渣样进行SEM测试,进而观察其表面形貌特征的变化。SEM图谱如图3和图4所示。

由图3(a)与图4(a)对比可以看出,在同样放大1000倍的条件下,粉磨20min的锰渣样大颗粒较多、小颗粒较少,粉磨40min的锰渣样颗粒较小且粒度分布较均匀;由图3(b)和图4(b)对比可以看出,在放大3000倍的条件下,粉磨20min的锰渣样颗粒较大、粒度分布不均匀且锰渣粉体颗粒外形为无规则形状,呈现凹凸不平的锯齿状,粉磨40min的锰渣样粒度明显减小,颗粒分布均匀,基本没有大颗粒,小颗粒增多且颗粒表面变光滑。这说明随着粉磨时间的延长,大颗粒不断被破碎,颗粒粒度减小,比表面积增大。

2.3 机械活化锰渣水泥的力学性能研究

将不同粉磨时间的锰渣以30%掺量掺杂水泥,按GB/T17671-1999(ISO法)规定的方法进行水泥胶砂强度试验。不同细度锰渣水泥的砂浆试件力学试验结果见表3。结果示意图如图5和图6所示。

注:编号中G为100%硅酸盐水泥;C30为30%锰渣+70%水泥;0、10、20、40为粉磨时间(min)

图5和图6表明,随着粉磨时间的延长,锰渣颗粒变细,锰渣掺量为30%的水泥砂浆试件无论是3天还是28天其抗折强度和抗压强度均呈增大趋势。总体规律是,锰渣细度愈小,强度值愈高。其中,在粉磨20min以内强度增大明显;粉磨时间继续延长,强度曲线增大趋于缓慢。锰渣颗粒越细,比表面积越大,水化反应越充分,凝结硬化的速度也越快,最终得到强度较高的硬化体[11,12,13]。

3 结论

(1)对锰渣进行机械球磨时,在粉磨初期废渣迅速细化,大颗粒含量迅速减少,小颗粒含量增加,比表面积迅速增大。但是随着粉磨时间的继续延长,由于颗粒受到机械力的挤压捏合以及分子间范德华力等作用,细小颗粒很难被破碎,表现为试样粒度和比表面积随粉磨时间的延长变化不大。

(2)随着粉磨时间的延长,废渣中晶体结构被破坏,产生缺陷,SiO2矿物转化成无定形状态程度加深;形貌观察表明,锰渣颗粒粒度随着研磨时间的延长而减小,颗粒分布均匀,小颗粒增多。其分析结果解释了机械研磨过程中机械力化学在结构上引起的变化。

初中物理机械能教案 篇5

机械能教案

一、教学目标：

1、知识与技能：

1.理解动能、重力势能，知道弹性势能。

2.能用实例说明物体的动能和势能，知道机械能包括动能和势能。

2、过程与方法：

1.学生通过观察物体具有动能、重力势能和弹性势能的一系列物理实验，学习观察物理实验现象的方法，提高观察能力。

2.通过实验探究活动，再次加深对控制变量法的认识。

3、情感态度与价值观： 通过学习有关动能、势能的知识及其在生活中的广泛应用，激发学生学习物理的兴趣，培养学生理论联系实际的观念。

二、教学重难点：

重点：探究动能、重力势能和弹性势能的影响因素，让学生体验探究的过程。难点：学生设计完成探究试验，并交流评估各自的实验方案

三、教学方法：

实验法，讲授法，指导阅读法，演示法

四、教学实验仪器：

乒乓球、沙子、小桌子、模型小汽车、铜块、细线、木块等

五、教学过程：

1、情景引入：

师：首先请同学们观看一个现象（老师在桌子上放上一张纸和一个乒乓球，用扇子扇风，纸和乒乓球被风吹走）同学们看到了什么现象？

生：风把纸和乒乓球吹走了。

师：那么风能把火车吹翻吗？

生：（一般）不能。

师：请同学们观看一个新闻片段。（风吹翻火车）

师：对此，你们有什么看法？

生：太可怕了，风怎么会有如此大的力量呢？

2、新课教学：

师：那么，我们带着疑问，走入今天的课堂。首先，请同学观察下面四幅图，分析一下这四幅图中的物体有什么共同的特征？

生：他们都在运动。

师：很好，那么结合前面我们所学功的知识，这些运动的物体能不能对别的物体做功呢？像这样，一个物体能够做功，我们就说他具有能。能够做的功越多，我们就说他具有更多的能。请注意，能够做功指的是他具有的本领，能不能确定他一定正在对别的物体做功呀？不能！！像刚刚那样的四个物体，是由于运动而具有对其他物体做功的能力，我们把这种能称为动能。那同学们能不能从生活实际中找到具有动能的物体呢？

生：……

师：其实，我们判断一个物体是否具有动能，主要是看这个物体是否在运动。那么，下面，我们一起来看看这辆运动的公交车发生了什么事情？（看视频）刚刚的视频中发生了什么事情呢？

生：公交车将小汽车撞飞出去了！

师：我这里也有一辆小汽车，（拿着道具模型）现在它也在运动，如果是这辆小汽车装上视频中的小汽车，会把小汽车撞飞出去吗？

生：不能；

师：那这说明，运动的物体都有动能，但是动能是不是都一样大呀？（不是）动能有大有小，那么这个动能的大小到底与什么因素有关呢？同学们大胆的猜想一下：

生：猜想：（质量；体积（乒乓球和小钢珠）；速度）

师：这都是我们的猜想，那要验证我们的猜想，我们应该怎么做呢？（实验）请同学们自己先运用自己手中的器材设计一下；

（控制变量法；做实验，得出结论）

师：现在，老师拿出一个铜块，放在这张桌子上，同学们会担心，铜块撞伤你吗？（不担心）那我用一根细绳将铜块吊起来，放在你的头上，你担心吗？为什么呢？

生：可能会回答担心绳子断了，砸到头。

师：这个铜块是因为动起来让你觉得担心吗？不是！是因为这个铜块被举高了而担心。那也就是说虽然这个铜块没有动起来，但是因为被举高了也具有了做功的能力。那这种因为被举高而具有的能就叫做重力势能。同样的，重力势能有大有小，我们根据动能的探究过程来探究一下重力势能的大小与那些因素有关！我这里有一盒沙子，在沙子上面，放上一张桌子，将一个铜块举高，松手，铜块将桌子砸进沙子中，桌子陷入沙子中越深，说明这个铜块能对桌子做更多的功，具有更多的能；反之，则不然。

（控制变量法；做实验，得出结论）

师：通过学习，我们得出，物体由于运动或者被举高都会具有能，由于运动而具有的能叫动能，由于被举高而具有的能叫重力势能。动能大小与物体的质量和运动的速度有关，而重力势能与物体的质量和被举高的高度有关；那我这里有根橡皮筋，现在既没有运动也没有被举高，是不是就不具有能，不能对物体做功呢？看个小实验，用橡皮筋将纸弹出去，橡皮筋能将纸弹出去，说明此时此刻的橡皮筋也具有能，但是这种能不是因为运动也不是因为被举高，而是因为发生了弹性形变而具有的能，这种能，我们就叫做弹性势能，由于时间关系，我们就不在课堂上讨论了，只是给同学看看老师已经做过的一个实验，同学能够知道弹性势能的大小也不是都一样的，与物体发生弹性形变的程度有关。

重力势能和弹性势能总的来说都是势能，我们把势能和动能的合起来称之为机械能。

六、课堂练习：

1、看图说出图中的物体各自具有的是什么样的能。

2、运用今天所学的知识解决情景引入中风吹翻火车，滴水川石。。。

七、课堂小结：（主要小结知识和实验方法）时间还很多的话，还可以让同学们讨论一下，通过本节课程的学习，对生活有哪些启示：比如火车被吹翻，公交车撞飞小汽车要注意控制好速度，又比如滴水穿石，不能小觑大自然的威力等等

八、课后作业：

荐初二物理《浮力》教学案例(5000荐

字)初二物理教案

物理机械 篇6

1.中职机械专业物理实验教学学生动手能力培养的原则

1.1互动性

学生的动手操作应当注重彼此间不同程度与各种方式的互动，像是竞争、帮助、探讨与交流等，教师应当提高学生的团队意识，要求学生进行合作和分工，为学生进行互动创设更多的条件，从而实现理想的实验效果。

1.2过程性

在物理实验教学中，更加强调的是实验的整个过程，以及动手操作的所有环节、因素，从而提高中职学生的综合素质。教师在进行指导的时候，需要增强学生的“过程”观念，并且要消弱学生的“结果”思想，指导学生分析问题，从而找到解决问题的对策，与此同时，教师应当实施过程性的评价。

1.3综合性

尽管物质实验教学是学生动操作的载体，可是这并非完全一样上的物理实验，它是全面性和系统性的，应当坚持综合性的原则，这是由于不管是教育的功能，还是中职生动手的要求、动手的对象，都需要是综合性的，因此教师在进行教学评价与设置教学目标的过程中需要坚持综合性的原则。

1.4实践性

教师应当启发中职生动手动脑，在亲自感受事物的基础上，学会分析与解决问题的方法。教师应当懂得放手，确保中职生经历完整性的实验过程，与此同时，应当许可学生犯错误和走弯路。

2.中职机械专业物理实验教学学生动手能力的培养

2.1探究机动车的驾驶

在人们物质生活条件不断改善的影响下，机动车的使用越来越广泛。针对中职生而言，教师为他们讲解有关的机动车知识并且指导学生实践，这是非常关键的。在机动车上坡的时候，我们能够发现，车的速度变慢，发动机的声音变大，由公式P=FV，能够得知，在机动车发动机的输出功率P一定的时候，速度V和牵引力F是成反比的，要想加大牵引力，就应当减慢速度，因此车在上坡的过程中，司机需要进行换挡，以减慢速度，实现最大的牵引力。而在一定的速度V时，功率P和牵引力F是成正比的。因此车在上坡的过程中，要想使速度不变，就需要加大油门，从而加大输出功率，最终实现比较大的牵引力。这样，通过引导学生探究，不但使得中职生的驾驶知识得以丰富，而且还为他们将来的开车打下了基础，增强了学生的生活技能。中职学校过去物理实验的主导是理论性的知识，学生缺少学习的积极性和主动性，也学得比较费劲。事实表明，开展物理实训之后，调动了学生的学习兴趣，也提高了学生的技能。

2.2应用试电笔

从表面上看，试电笔一点儿也不复杂，可是针对中职生而言是比较陌生的。试电笔是由笔尾（接触端）、笔尖（测试端），以及显示窗所组成的。其中，弹簧、氖气管和高职电阻在笔身腔当中，它们笔尾和笔尖结合为一个整体，微弱电流通路在此构成，在电动机、人体、插孔和电线等设备带电的时候，如果用手触笔尾拿着笔，在设备上触及笔尖，那么这种电压就会通过大地、人体和电笔构成回路，这样微弱的电流就形成了，并且电压降在氖气管的两端出现。只要存在大概60伏的电压，氖管就会将橙黄色的光发出，但这个时候的电流是非常微弱的，因此显示窗有没有微光就能够对设备是不是带电进行判断。在物理实验当中，教师可以让中职生对电笔的握法与构造进行了解，在让学生对室内的供电插座进行测试，从而对零线与火线进行判断；对正在工作的微波炉的外壳进行测试，以看是不是带电；对电线的裸露位置进行测试，以测试是不是带电。这样，在物理实验教学中，学生不再害怕电，也懂得了怎样使用电是安全的，也保障了自身的安全。

2.3检修与安装日光灯

日光灯设备是十分常见的，可是大部分的中职生却是无法安装和检修日光灯。因此，教师在中职物理实验教学的过程中，需要认真地指导学生。日光灯电路的组成是起辉器、镇流器、灯管，起辉器是充满氖气的玻璃泡，而带铁芯的线圈就是镇流器，灯管里面是水银蒸汽，在导电的时候，紫外线在水银蒸汽出现，从而使得白光在荧光粉上出现。日光灯这种照明用具是十分多见的，它的特点是寿命长和亮度大。在相关的物理实验中，教师需要先让中职生明确日光灯的工作原理，再进行安装。在进行安装的时候，教师需要解决有关的常识，像是火线进开关、零线并排走、架空线不裸露，且要为学生讲解日光灯的检修知识和方法。中职生在实验当中也常常提出一系列的问题，像是不在火线上接开关，这是基于在检修与应用的时候避免触电；倘若起辉器损坏而无法更换的时候，只要将起辉器的2条线互相接触之后迅速地分开就能够使日光灯工作。这样，学生在一系列的物理实验当中，不但掌握了检修与安装日光灯的方法，也懂得了不少的用电常识。

总之，在当今中职生能力期望要求比较高和中职生的固有技能比较低存在矛盾，以及人才结构不合理（缺少技能型人才）的形势下，中职教育教学面临着非常严峻的挑战。物理学这门学科的基础就是实验，物理最为明显的特点就是实验性，因此物理实验教学为中职机械专业的学生提供了亲自动手的机会，从而有利于中职机械专业学生动手操作能力的提高。

机械建筑类职专物理教学探讨 篇7

一、目前机械建筑类职专物理教学现状

(1) 机械建筑类物理教学的目标。根据中等职业学校教学大纲要求, 机械建筑类职业教育中学习物理, 能够使学生掌握必要的物理基础知识和基本技能, 激发学生探索自然、理解自然的兴趣, 增强学生的创新意识和实践能力;使学生认识物理对科技进步, 对文化、经济和社会发展的影响, 帮助学生适应现代生产和现代生活;提高学生的科学文化素质和综合职业能力, 帮助学生形成正确的世界观、人生观和价值观。

(2) 中等职业学校学生学情分析。中等职业学校学生普遍存在学习基础差, 学习信心不足, 学习积极性不够等问题。而机械建筑类物理内容如力学、运动学、电磁学等等要求学生有一定的数学基础, 还要求学生具有分析、解决问题的综合能力, 而这些往往是职专学生所欠缺的。职业学校物理教学的目的又有别于以高考升学为目的的高中物理教学。这就造成了部分学生对物理学习重视程度不够。

(3) 机械建筑类物理教材内容分析。由基础模块、职业模块、拓展模块三大部分构成。目前由基础模块 (物理基础知识和基本技能) , 主要包括物理基础知识和基本技能, 职业模块 (适应学生学习相关专业需要的限定选修内容) 主要涉及对物理基础要求较高的专业, 拓展模块是满足学生个性发展和继续学习需要的任意选修内容。

(4) 职专物理教师队伍分析。职专物理教学应与学生专业课的学习有机结合, 与高中物理教学目标明显不同, 这就要求物理教师不能满足于纯粹的物理教学。职专物理教学强调服务于专业, 而物理教师本身又不熟悉专业的基本情况, 隔行如隔山, 专业课程的不了解, 行业发展的不明确, 都将成为教学中的盲点。要更好地服务于专业课程的教学, 服务于学生的专业技能, 服务于学生今后的工作和生活, 必然要求物理教师在教学中不断学习、不断进步。

二、机械建筑类职专物理教学的探讨

(1) 进行校本研究, 合理取舍教材, 使教学内容与所学专业紧密联系。物理教师应进行校本研究, 根据本校学生实际情况, 在完成基本教学任务的前提下, 着眼于行业需要, 服务于专业需求。在教学内容上, 以实用、够用、好用为原则进行合理取舍。例如电磁、光学、热学、原子物理与机械建筑类专业联系不大, 应进行精简, 对内容进行降低要求处理;而力学内容与机械建筑类专业课程如工程力学、材料力学、机械原理有着紧密的联系, 应强化处理, 尤其应突出物理知识在机械、建筑工程领域的应用。例如:起重机械是建筑施工工程中广泛采用的起重运输设备, 起重机在允许起吊重量范围内, 无论有否吊起货物, 货物重或轻, 起重机械都应保持力矩平衡, 才不会使起重机械发生翻倒事故, 保证工作安全。起重机械是机械建筑类专业所研究内容之一, 而它的平衡调节正是物理转动平衡类问题所研究的范围。对这部分内容的学习可以对学生提出更高一些的要求。而热学、光学等内容与机械建筑类专业联系不大, 可以降低要求。

(2) 引入新知识、新技术, 拓宽学生的知识面。兴趣是最好的老师, 各种研究表明, 适当地在物理教学中引入新知识、新技术, 可以起到拓宽学生的知识面, 激发学生学习兴趣的作用。例如对于建筑专业建筑物如何避雷是一个需要考虑的问题, 常见的避雷针都是一根柱状的金属, 而北京奥运会主会场“鸟巢”表面却是平滑的, 并没有一般建筑物上的避雷针。原来设计师将“鸟巢”的金属屋面、钢结构中的钢构件以及钢筋混凝土中的钢筋, 通过焊接方式进行有效连接, 这样“鸟巢”自身就形成了一个巨大的避雷网, 而“鸟巢”的钢结构就成为了一个巨大的接收闪电的装置, 能把闪电迅速导入地下。“鸟巢”自身钢结构接收闪电, 会不会影响到“鸟巢”内观众的安全呢?为了防止雷击对人体的伤害, 场馆内人能触摸到的部位, 比如钢结构上, 都做了特殊处理, 抵消了雷电对人的影响, 绝对不会伤害到人;同时, “鸟巢”内几乎所有的设备都与避雷网做了可靠连接, 保证雷电来临的瞬间, 能顺利将巨大电流导入地下, 保证了场馆自身、仪器设备和人身安全。通过这样的介绍, 可以使学生产生强烈的求知欲激发学生的学习兴趣。

(3) 贴近生活, 在机械建筑类物理学习中渗透“科学·技术·社会”教育。作为职专物理教师在教学过程中应注意贴近学生生活, 渗透“科学·技术·社会”教育, 使学生感觉到物理在生活中无处不在, 能够通过对物理现象的科学研究, 转化为生产力, 转化为技术, 从而服务社会。例如, 摩擦力在机械建筑类各专业的学习中都是一个经常要考虑的因素, 而在传统的物理教学中往往是先给出摩擦力的定义, 找出摩擦力产生的条件, 并要求学生能够区分静摩擦力和滑动摩擦力, 会计算两种摩擦力的大小, 会判断摩擦力的方向。这样的处理和要求对于高中生来说当然是必要的, 但是对于职专学生要求就太高了。学生会觉得摩擦力的概念太抽象, 离我们的生活似乎很遥远。造成这样的感觉原因, 是我们对学生的要求脱离了生活实际。我们可以这样处理:先让学生思考讨论人走路、洗衣服、车辆的行驶, 机器的运转这些常见的生活现象, 学生就会得出结论, 原来摩擦力就是普遍存在于我们生活中的一种普遍现象, 机械建筑类很多专业课内容都与摩擦力有关。比如汽车车轮与地面之间存在的摩擦力, 如果太小车轮会打滑, 这时就需要增加摩擦力, 而轮胎表面上那些凸凹相间的花纹就起到了这种作用。各种机械转动部分和滑动部分在机械运行时产生的摩擦不仅会消耗能量, 降低效率, 甚至会损坏零件, 缩短机器寿命, 由这里就引入了怎样减少这些有害摩擦的问题。通过以上对研究摩擦力问题方法的处理, 就可以达到贴近生活, 把“科学·技术·社会”教育渗透进去的目的。

(4) 改革物理实验, 结合机械建筑类专业特点大胆开展探究实验。物理是一门以实验为基础的学科, 实验是学习物理知识、体验物理乐趣、探索物理规律的重要途径。改进实验以期达到其最佳效能是物理教师梦寐以求的心愿。实验对培养学生良好的素质, 科学作风和各种能力有重要作用。职专物理实验教学的根本目的是培养学生运用所学的知识与技能, 能够在老师的指导下独立进行实验的能力。长期以来职专物理实验教学模式单一, 教学内容陈旧, 教学方式过死, 实验内容基本是验证性和测量性的, 缺乏由学生自己设计的带有研究性的内容。一个班的学生读相同的教材, 在相同的仪器上做相同的实验, 仪器也都由老师安排好, 学生只要按教材上的步骤去做, 就能成功测量数据完成实验。这种呆板的千篇一律的实验教学内容和方式在一定程度上限制了学生的主动性与积极性, 难以激发他们独立思考的兴趣和激情, 抑制了学生的个性发展。

机械建筑类物理实验应体现与专业相结合的特点, 例如研究机械振动的相关实验传统上是对单摆的振动情况进行研究, 虽然也能够达到一定的教学目的, 但是与机械建筑专业联系不大, 难以引起学生重视。如果把实验改为探究机床的振动及控制的探究实验, 就能起到良好的教学效果。具体来说, 可以先通过介绍机械加工中必不可少的机械——“机床”在加工过程中经常产生的强烈振动能够造成的危害, 引导学生进入探究实验的学习情境中来, 进一步提出问题:机床的振动有哪些危害?机床的振动与哪些因素有关?怎样有效地控制机床的振动?通过探究实验让学生在探究知识的过程中主动获取知识, 在探究中培养科学的探究能力、实事求是的科学态度和敢于创新的探索精神。

以上是我对如何搞好机械建筑类职专物理教学提出的一些看法, 其中可能有的看法是不成熟的甚至是错误的, 希望我的看法能起到抛砖引玉的作用, 从而探讨出适合职教发展的物理教学模式, 为职教事业发展作出贡献。

摘要：机械建筑类职专物理的教学不同于高中物理教学, 本文在分析了职专物理教学现状的基础上, 对改善机械建筑类物理教学进行了一些探讨。

关键词：机械建筑,学情,兴趣

参考文献

[1]邵合义.挖掘课程资源改进物理实验[J].新课程, 2010 (7) .

物理机械 篇8

改革开放的不断深入使得人民群众的生活发生 了翻天覆地的变化,空调已成为寻常百姓家普遍拥有的电器。每年我国各大城市所淘汰的空调数量十分巨大,因此空调回收产业具有相当大的发展前景,而如何更好地回收空调换热器,则成为废弃空调处理工作的重点。西方国家一般不会单独处 理空调的核心部件———换热器,而是通常先整 体将空调 器破碎掉,然后再分级筛选内部可循环使用的各种元器件。这种回收方 法具有较大的实用性,能在尽量节约劳动力的前提下取得较为满意的回收成果。但空调破 碎并不是 轻松的工 作,破碎机损 耗较大,并且工作时会产生巨大的噪音,影响周围居民的正常生活,因此要大范围地运用该方法还需进行一定的改善。在我国以往的废旧空调处理工作中,整个流程主要是人工完成,即雇佣工人对废弃空调进行锤、铲、锯等处理,这种手工拆解的方法费时又费力,虽然能将金属材料完全分离出来,但分离过程 面临着更多的负面问题,假如操作不达标更是容易发生安全 事故,给工人的人身安全造成极大的威胁。

在我国与空调回收有关的专利中,很多都对空调换热器的回收进行了深入探 讨,总结出了 多种有较 强实用性 的分离方式,但这些方法都不是完美的,其在一定领域内都有着极 大的局限性。由于空调自身的结构在发生变化,换热器当中的精细部件也越来越多,因此想要用这些专利成果来设计分离装置还有相当长的一段路要走。由于我国采用的传统人工分离 方法分离效果较好,一般能得到较为完整的材料,因此专家在 仔细分析人工分离与机械分离之间的差异后,研究出了机械物理法这种全新的分类方法,通过预处理、挤压、破碎等工 艺,能高效地分离出换热器中的铜、铝两种金属。

1换热器的构型及材料组成

对一套完整的空气调节系统来说,其制冷与制热的实现都是建立在一定的基 础上的。一般 的空调主 要由压缩 机、冷凝器、蒸发器等核心 部件组成,能对空气 进行降温 或升温处 理。我们常说的换热器主要是蒸发器与冷凝器这两个部件,它们分别在空调的室外机与室内机中起着决定性的作用。换热器有两个关键部件———铜管和铝翅片,当前市面上的换热器一般有管式、板式等形状,在空调中广泛使用的是管式换 热器。对换热器的分离与回收实际上就是分离回收铜管与铝翅片的过程。

根据形状的不同,换热器中的铜管主要分成L形、平板形和U形。在换热器的制作流程中,一般会将一定形状的铜管与半圆管连接在一起,让二者通过铝翅片并与铝翅片紧密贴 合,形成一个结构整体。回收空调中可循环使用的金属材料,也就是回收冷媒管路中的铜材及换热器中的铝材。换句话说,换热器涵盖了整个空调机中大部分的可回收材料,是回收工作的重头戏。

2采用机械物理法回收换热器中的材料

所谓机械物理法,主要是利用不同材料之间的物理特性差异,以密度、表面特性、磁 场等物理 特性来对 材料进行 系统分类,往往能够得到较为满意的回收结果。其在废旧电子电气设备回收工作中得到了广泛应用,不仅能有效回收电子废物中可回收利用的材料,还能保证不对环境产生过大的影响,与火法、湿法等其他回收方法相比,机械物理法污染少、整体成本较低、回收效率高,具有较高的实用性。在完成回收工作 之后,回收得到的废弃材料不是都能投入再利用的,应当首先对废弃材料进行分析与检测,检测合格的材料才能在经过处理后在二手市场中再次循环。对于那些检测之后不达标、不能再次使用的材料,应运送至工业企业进行再次冶炼,以确保废弃金属材料 不会流失、浪费。机械物理法主要包括预处理、切割、挤压、辊轧、破碎、分选等工序。

2.1预处理

在这个工序中,主要完成的是改变换热器形状以及去除铁制部件的工作。一般空调换热器有三种形状,预处理要将所有形状都改造成平板形。2形和3形换热器形状改造有着一定的区别,2型结构的预处理要复杂一些,要先用切割机将其切割成3型结构,然后再进行处理,而3形结构的换热器则只需施以外力将其压扁成平板形。也就是说,不同形状的换热器的处理都是形状上的处理,即都处理成平板形即可。

2.2切割

切割工序的核心机械是切割机,在切割机 的作用下,换热器被切割成数量不等的方块,以便在后继流程中进行更加深入的处理。

2.3挤压

在完成了切割工作之后,对得到的小方块还要进行压力挤压,从而为接下来的轧辊工作做好铺垫。一些作坊在挤压处理时将小方块完全挤扁,这样虽然能使其顺利进入轧辊装置,但降低了挤压效率。在实际工作中,可以选择只挤压小方块的一边,让其能够顺利进入轧辊装置即可,而没有必要进行完全挤压。

2.4辊轧

轧辊装置主要对已经完成了挤压工序的小方块进行辊轧,进一步减小其厚度,同时也能将铜管与铝翅片适当分离 开来,减轻破碎时机器的负担。铜管与铝翅片的辊轧方式并不一样,铜管的辊轧应沿着轴线方向进入,以便提升辊轧效果,使铜管与铝翅片更易剥离,这样处理也可使破碎作业更加轻松。

2.5破碎

经过切割、挤压、辊轧之后的换热器部件,其内部铜管与铝翅片之间的粘着力明显下降,进行破碎也变得更加轻松,最后只需使用破碎机来处理小块换热器部件即可。所谓的破碎,并不是要把换热器变成碎颗粒状的东西,而是要分离铜管与铝翅片,然后将铝翅片分成一个一个小的碎片。小碎片形状与重量均不相同,能帮助风选工序更好地将不同的部件分离开来。有的铝翅片较薄,只要稍加拉扯就能将其破碎。而在辊轧工序中铜管已经被压扁,在面对破碎机施加的外力时,能够保持 其原有形状不变。

2.6振动分选

在完成破碎工序之后,换热器已经过 了相当程 度的处理,能够方便地进行分离工作,因此应当进行第一次筛选———振动分选。通过高频率的振动,彻底分离开上述几个工序中没有分离开的铜管与铝翅片。振动分选最终得到的是较大的铝 片与铜管。

2.7风力分选

振动分选只是粗略地对换热器小件进行筛选,而后继的风力筛选才是整个分选工作的重点。风力筛选较好地利用 了不同元器件质量与密度不同的物理特性,采用一定的风速将不同的材料吹出。完成振动分选之后,在小块体积相 同的条件 下,段状扁铜管质量要明显大于铝材。在相同的风速下,质量较小的铝材被风吹走,而质量较大的铜管则保留了下来,这就是风力分选的核心原理。

3结语

机械粉磨对玻璃粉物理性能的影响 篇9

辅助胶凝材料的活性与无定形体结构的破坏的难易程度有关,而决定潜在火山灰性的大小因素是无定形体含量和Ca /Si摩尔比,摩尔比决定玻璃体中[Si O4]4 -高低[6]。从表1 化学成分[7,8]来看,玻璃粉和粉煤灰非常相似,其中废玻璃含有72. 2%Si O2、2. 55% Al2O3和7. 11% Ca O等;从结构来看,废玻璃是一种无定形结构,化学键非常牢固,难以破坏;并且氧化物都是含有大量[Si O4]4 -、[Al]3 +网状结构。故玻璃粉是一种具有潜在胶凝性的无定形材料,有着巨大的应用前景;但需要通过一定的方式,例如:机械激发、化学激发、高温激发,将其潜在的活性激发出来。近几年,国内外学者开展的机械力化学效应研究表明,机械粉磨并不是单一的物理过程,而是复杂的物理化学过程。固体物质在受到冲击冲击或摩擦等机械力作用后发生的变化是复杂的,整个过程中伴随着晶体细化,结晶程度的衰退和晶体内缺陷产生;并且促使颗粒外观形貌,结构,物理性能变化等[9]。矿物掺合料的颗粒形态及表面性能不仅会影响水泥的工作性能,而且会影响其本身的胶凝性能。Tongsheng Zhang[10]研究过水化过程中表面改性粉煤灰对水泥的胶凝性影响。结果发现粉煤灰、矿渣这类玻璃态结构的矿物掺和料经适当机械活化,表面改性处理后,其颗粒形态及表面形貌特征都发生明显变化,形成物理活化效果(形态效应和微集料效应);而且其活性也得到明显改善。当废玻璃粉颗粒的比表面积(400 ~ 600 m2/ kg) 时,废玻璃粉作为混凝土辅助胶凝材料表现出类似于粉煤灰的活性[11];显然,提高废玻璃粉的比表面积对于提高掺和料的水化活性有十分积极的作用。当前研究成果主要集中在不同颗粒细度的废玻璃粉对火山灰活性[12]和碱硅反应(ASR)[13]的影响,对其的机械活性激发机理还未深入研究。基于此,实验采用激光粒度分析仪和扫描电镜分析,研究废玻璃粉的机械力化学效应及其对粉体物理性能的影响,对于探索废玻璃粉回收再利用,扩大废玻璃粉应用领域,具有十分重要的意义。

1 实验

1. 1 原材料

为了实现废弃玻璃资源化利用,便于以后批量生产,实验选用了不同种类、不同颜色的混合玻璃,包括无色的废弃玻璃瓶、无色的啤酒瓶、绿色的啤酒瓶及无色的平板玻璃等。

1. 2 实验设备

使用的主要仪器设备有:桂林理工大学改进的自主专利装置开流选粉磨对废弃玻璃进行粉磨、X'Pert PRO型X射线衍射仪、Je M—6380LV扫描电子显微镜、LS—POP(III) 型激光粒度分析仪等。对样品颗粒粒度、密度、比表面积、颗粒形貌等物理性能进行表征。

1. 3 实验过程

从废品收购站买回废弃玻璃后,由于废玻璃上有许多污染物,为了除去其对试验的影响,首先将废弃玻璃进行清洗,同时去除酒水饮料瓶上的标签等。将清洗过后的废弃玻璃自然晾干,如图1 所示。

人工破碎后的废玻璃颗粒粒径大约为1 ~ 3cm,送入鄂式破碎机进行破碎,为了节省后期试验磨球磨时间,机械破碎重复进行几次,使得废弃玻璃颗粒初步粉末化,颗粒粒径基本小于1 mm,图2 为机械破碎后人工筛分废玻璃颗粒及重复破碎后的废弃玻璃颗粒。

使用球磨机粉磨废弃玻璃颗粒前,先用河砂(桂林市本地天然河砂)洗磨15 min,把磨体内的上次粉磨后产生的余物料清除干净,后卸掉河砂;再用原料即本次试验的废弃玻璃颗粒洗磨15 min,卸掉洗磨用的原料废弃玻璃颗粒,完成上述操作后正式开始粉磨废弃玻璃颗粒。

为得到各个粒径的废弃玻璃粉末,探究对应粒径下废弃玻璃粉末的物理性能,本实验设计废弃玻璃粉的研磨时间分别为15 min、25 min、35 min、45min、60 min等5 个时间段,得到对应设计时间粉磨的废弃玻璃粉样品。

2 实验结果与讨论

2. 1 样品密度和比表面积的变化

对固体颗粒进行粉磨时,也会导致颗粒堆积状态的变化,进而引起物质堆积密度的变化。实验利用比重法、煤油法对不同球磨时间的废玻璃粉密度、比表面积进行分析,结果见表2 和图3。

表2 和图3 的结果表明:在粉磨初期,由于机械力的冲击,物理球磨,使得废玻璃粉中棱角状,薄片状和碎屑状等颗粒之间的空隙和颗粒内部的裂缝被挤压,引起密度迅速增加,直至到达最大值2. 55 g /cm3,废玻璃粉颗粒逐渐细化,颗粒粒径在20 μm以下数目逐渐增加;但是当球磨时间至45 min后,颗粒粒径细化不明显,整个粉磨过程伴随着团聚效应;但随着粉磨时间的增加,整体颗粒的分散状态良好,颗粒的整体密度减小;随着粉磨过程至60 min后,整个废玻璃粉体系达到了颗粒细化和颗粒二次团聚的动态平衡,废玻璃粉颗粒长时间的机械力作用下,颗粒之间的裂缝与空隙进一步密实。并且,随着粉磨时间的增加,比表面积持续增大,粉磨时间至15min,玻璃粉颗粒的比表面积为365. 7 m2/ kg;粉磨时间至60 min后,颗粒比表面积达到979. 1 m2/ kg,废玻璃粉表现出易磨性质。

2. 2 样品粒度的变化

采用LS-POP(III)型激光粒度分析仪对粉磨不同时间的样品进行粒度分布测试,结果如图4 所示。

从图4 中可见:废玻璃粉的样品随着粉磨时间的增加呈规律性变化,整个过程可以分为5 个阶段:1较大粒径的颗粒初步破碎和细化。在粉磨时间15 min时,样品的粒径范围主要在233 ~ 282 μm,颗粒粒径较大,范围较广。2颗粒粒径逐渐细化。粉磨时间至25 min后,颗粒粒径的分布范围从宽变窄,大颗粒破碎,细化,整个玻璃粉颗粒迅速变小,粒径范围主要集中在61 ~ 159 μm。3从粉磨初期过渡中期,颗粒继续破碎和细化。整体颗粒细化,比表面积增大,颗粒粒径的范围分布在0. 92 ~ 23. 6 μm。4粉磨至45 min后,颗粒粒径细化不明显,粒径的范围稍微缩小,颗粒相对变细,样品粒度主要集中在0. 63 ~ 16. 11 μm,颗粒粒径较小,范围较窄。5 粉磨至60 min后,同时细小颗粒发生团聚现象,废玻璃粉颗粒变大,颗粒粒径整体范围变宽,范围分布在0. 63 ~ 19. 5 μm,并且19. 5 μm颗粒数目增加。

2. 3 样品扫描电镜分析

为了进一步观察废玻璃粉在机械化学力过程下颗粒物体形貌、颗粒粒径以及分散形态的变化,实验采用扫描电镜分析(SEM),研究5 种研磨时间下的废弃玻璃粉的颗粒形貌特征,并探讨废玻璃粉颗粒形态特征与废玻璃粉机械化学力效应之间的关系。图5 分别是研磨了15 min、25 min、35 min、45 min、60 min的废玻璃粉SEM照片。

从15 min的玻璃粉颗粒形貌观察到,玻璃粉的微观颗粒形貌大多呈现不规则的棱角状,薄片状和碎屑状等,颗粒表面较为光滑,随着粉磨时间的增加至25 min后,大部分表面有棱角的颗粒逐渐变为圆形颗粒,不规则的颗粒形貌变得规则化,球状玻璃体减少,粉磨时间增加至35 min后,大的片状,针刺状颗粒基本消失,玻璃体体积减小,带毛刺的圆状细小颗粒明显增加。粉磨至45 min和60 min后,细小颗粒进一步增加,但是颗粒形貌改变趋于稳定,团聚现象逐渐明显,体系中分散的大颗粒与团聚的小颗粒共存,整体颗粒形状趋于球形状,粒径在10 μm以下的颗粒占大多数。

通过SEM和激光粒度分析,废玻璃粉在机械粉磨过程中,物理活化激发使玻璃粉产生物理效应(颗粒和晶体的细化,比表面积增大等)、晶体效应(晶格缺陷和畸变,自身晶体结构的变化以及无定形化等),使废玻璃粉颗粒活性提高。但是,粉磨过程中,废玻璃粉细小颗粒团聚效应的发生,使颗粒粒径变大,粒径范围变宽,也是废玻璃粉活性下降的主要原因。另一方面,随着废玻璃粉颗粒比表面积增大,从而扩大玻璃粉颗粒与外界接触面积;网状体的分解,化学键的断裂也使玻璃粉整体活性提高。事实上,过分强调球磨时间的增加也会大幅提高制备成本。由此可知适当的粉磨时间对玻璃粉的活性尤为重要,过分提高粉磨时间,使颗粒比表面积增大,也有可能会导致活性损失较快。

3 结语

(1)废玻璃粉的密度、比表面积随着粉磨时间(15 ~ 60 min)增加呈上升趋势,初期密度、比表面积提升非常明显,随着粉磨时间增加,中期废玻璃粉密度、比表面积增长较为缓慢,后期密度、比表面积持续提升,废玻璃的表现出的易磨性,也为废玻璃粉磨-选粉一体化提供了可操作性。

(2)废玻璃粉粒径随着研磨时间的增加呈规律性变化,微观颗粒形貌大多呈现不规则的棱角状,薄片状和碎屑状的细小颗粒,通过机械粉磨,较大颗粒破碎细化,细小颗粒逐渐增多,且玻璃粉表面附着有许多圆形度高的细小颗粒,粉磨过程中伴随着团聚效应。

(3)通过激光粒度和SEM分析,废玻璃粉机械粉磨过程中,颗粒粒径变小,粒径范围变窄,颗粒朝无定形态发展,整体活性提高,机械粉磨对废玻璃粉提着积极的活化作用。

摘要：为提高废玻璃回收再利用率及用作水泥辅助胶凝材料时活性激发的最佳机械力化学处理条件,采用机械粉磨的方式激发玻璃粉的潜在活性。研究不同种类废玻璃粉体在粉磨过程中的机械力活化效应及其物理性能变化,确定废玻璃粉体粉磨-选粉一体化工艺。利用激光粒度测试仪,煤油法,SEM扫描电镜分析对粉磨不同时间段的废玻璃粉粒径分布、比表面积、密度和颗粒形貌等物理性能进行表征。研究结果表明:废玻璃粉密度、比表面积随粉磨时间增加而增大;不规则棱角、片状颗粒形貌明显减少,带毛刺的圆状细小颗粒明显增加;机械粉磨对废玻璃粉活性呈积极效应。

物理机械 篇10

1 物理工具软件开发和应用存在的问题

1.1 知识内容问题

物理软件,顾名思义就是对物理这一领域的全面理解之后形成的一种信息化手段,目前大部分的物理软件都是知识内容的动态化解释,主要展现的是物理中的相关概念及原理,而在物理的教学阶段,由于物理教师将大部分的时间和精力都放在了物理知识的讲解上,对整个学习过程中的监控以及学习者掌握方法、提高能力的支撑度是不够的,方法论指导相对比较缺乏,使得学生在教学阶段没有全面的了解物理知识,导致后续的物理软件设计出现了问题。

1.2 软件设计问题

当前对于物理发展,主要缺乏的就是对软件的整体设计,现阶段大部分的物理知识点都是独立设计存在的,物理开发团队对整合点的分类不明确,一旦整合点出现不准确的问题,就会直接造成软件没有实质性的内容,知识点与实际的生产生活存在脱节的现象。

1.3 软件应用问题

现阶段,大部分的软件主要是用来激发人们的兴趣,客观感知会体会的多一些,但是用概念来巩固物理知识就非常少。虽然物理软件具备一定的教育功能,但是物理软件没有办法对实际情况进行修改,说得直白一些就是物理软件的通用性相对比较缺乏。理想化的物理工具软件也要能够符合教学的实际需求,满足不同用户需求才能够将知识转化为能力,更好地促进物理工具软件的发展。

2 机械波工具软件的总体设计

2.1 设计原则

2.1.1 可视化原则

在物理的机械波知识中,有一部分知识点都是在教学阶段学习的,因为学生在日常教育活动中看不到机械波,所以学生在现阶段就对机械波缺乏直观的了解,尤其是对波的传播以及叠加等知识更是知之甚少。

2.1.2 快捷化原则

在教学阶段开展机械波学习的过程中,物理教师通常会画各种波的图形和振动图像,然后再让学生将二者进行对比分析,这样的教学模式虽然可以很好地发散学生的思维,但是软件设计则能够更加直接地让物理学科的内容变得更加受学生欢迎,同时也更加精准,出现误查的几率会非常小。

2.2 设计思路

当研究人员在对软件进行设计的时候,首先要做的就是明确设计的目标,只有目标明确,才能够理清设计的思路,然后对软件的内容进行具体的分析和理解,最后在进行教学过程的设计,找到其中的整合点。

2.3 目标定位

对机械波进行学习前,首先要为学生和用户营造一个机械波的智能仿真模拟环境,这样做可以让学生和用户真切的感受到机械波运行的真正状态,有助于学生和用户对机械波进行深入理解。而且在教学阶段,教师和学生可以任意改变波环境,这样对非常直观的分析机械波的产生和传播过程都非常有帮助,而且还能够及时的发现波介质中质点的运动特点。

2.4 内容本体分析

2.4.1 概念本体分析

对机械波进行分析前,由于其中的部分教学知识主要是帮助学生理解机械波的产生和传播的。而研究人员也是在这样的一种理念下建立起的机械波。另外,要会分析横波的图像,能够根据波的传播情况分析质点的运动情况,同时也能够根据质点的运动情况来判断波的传播情况。二者相互促进,相互补充。

2.4.2 方法本体分析

在机械波的学习过程中,除了要理解上述内容以外,还要掌握以下方法。首先是理想化方法,这一方法就是在机械波中,将振动物体理想化成为质点的一种方法。其次就是分析法,这种方法在多个领域都有非常广泛的应用。在研究机械波的传播问题上,一般都会用到这种方法,而且有时候根据实际情况还会用到条件分析方法和逆推方法。

3 理想机械教学设计

3.1 教学阶段设计

这里所说的教学设计,主要是按照教学的实际内容以及学习过程,在没有考虑教学条件的前提下,实现的一种突破时间和空间来构造教学课堂的步骤,这样能够极大的提升教学阶段学生的学习质量。而对于机械波部分的学习,最好就是能够营造机械波的生成过程,能够对任意振动质点进行细致的观察。首先要观察的是波的形成过程,其次是观察任意时刻波形的变化,再次是观察两列波相遇的时候出现的各种状况,并做好详细的记录。

3.2 整合点分析

在完成教学阶段设计之后,还要及时诊断出教学过程中存在的相关整合点,对于机械部分来说,波的形成过程以及任意时刻对波形的观察和分析都是非常重要的。除此之外,还要注意的是简谐振动过程中各物理量变化难以直观呈现。再就是教学过程中,教师绘图不是特别的直观,学生观察不到实际运动情况,所以很多的学生只能是依靠想象力来完成相关的学习任务。而且手绘图像必定会出现较大的误差,只要是出现了误差,无论大小都会对最终的教学效果产生误导。

4 功能设计

此次设计的机械波平台主要提供的是机械波的图像和质点的振动情况。总体设计情况如图1所示。

4.1 机械波

在整个机械波运行过程中,主要提供的是振子和坐标系,因为在任意一个波形中,机械波都可以对振幅、频率等组成结构进行设置,能够显示振子的位移、加速度、速度等物理量。而且为了能够观察振子的振动情况,研究人员还将辅助线进行了显示。这样一来,就可以更好地为广大用户理解波传递的知识能量。

4.2 振动图像

为了能够更好地理解某一振子的振动情况,还要对机械波中的任意一个振子进行观察,在振动图像中要能提供相位和坐标轴。

5 结语

在物理机械波工具软件的设计及应用中,技术只是一种手段,而工具软件的出现正好是与技术的有机整合。在设计工具软件时,不仅要对其有详细的了解,还要理解教学内容,掌握教学方法。这样的工具软件才能真正地有利于物理机械波工具软件的设计,将其更好地运用在实际的生产生活中,为社会创造真正的价值。

摘要：机械波是机械运用中相对比较复杂的运动形式,由于机械波的产生与传播都是动态的,这一部分的内容相对比较抽象,常规的教育教学手段没有办法完全展现出机械波的动态过程,而且学生在学习这部分知识的时候也会遇到很大困难。针对此类现象,主要提出了基于整合点理论的工具软件设计思路及原则,并根据实际需求设计物理机械波的平台。

关键词：物理,机械波,工具软件,设计,应用,分析,研究

参考文献

[1]钟绍春,张琢,李吉南,等.信息技术与课程有效整合的方法与实践[J].中国电化教育,2007,(10):129-130.

物理机械 篇11

一、内能转化为机械能—酒精蒸汽爆炸装置

苏科版初中物理教材第十二章第四节《机械能与内能的相互转化》中的实验:演示点火爆炸—将内能转化为机械能, 教材中有一张装置图片, 但实验室没有现成的成套器材, 需要自制。

制作材料:电子点火枪、塑料盒、5号电池、电烙铁。

材料来源:电子点火枪从液化气加气站门市部购得, 每把15元左右 (饭店多灶头点火工具) ;塑料盒可用照相馆的废弃胶卷盒, 其他塑料盒也可以, 但盒体和盖配合应是压扣式而不是螺旋式。

制作方法:自制该实验装置主要是模仿教材中的设计, 但教材中的文字叙述存在一些问题, 如“在透明塑料盒的底部钻一个孔, 把电子式火花发生器的放电管紧紧地塞进孔中, 打开塑料盒盖, 向盒中滴入数滴酒精, 再将盒盖盖紧, 然后按动电子火花发生器的按钮。你观察到什么现象?”

问题1:钻这个孔需要选用多大直径的钻头?

问题2:如何确保孔和放电管紧密配合?

问题3:滴入数滴酒精?是2滴还是3滴或是更多?

问题4:观察到什么现象?是用眼睛来观察吗?这与塑料盒透明有关吗?

笔者的做法是:用烧热的电烙铁在盒盖上烫一个孔, 趁孔的四周塑料还是柔软时就将放电管塞进去, 这样孔的大小和放电管就匹配了, 冷却后虽有间隙但不会影响实验效果, 不必“紧紧地塞进孔中”。酒精量的控制为, 不管滴入多少酒精, 摇晃几下塑料盒, 然后将盒底朝上倒掉多余的酒精。如果一定要说量的多少, 应是用滴管滴2~3滴。做演示实验前在盒外试一下电子枪, 观察有没有电火花, 也就是说电子枪是否正常。塑料盒盖上盖子后, 一只手拿电子枪, 另一只手握住塑料盒, 将其加热一下, 这一步很重要, 因为我们点燃的是酒精蒸汽, 用手掌加热一下塑料盒是为了加快酒精的蒸发, 等待5~10秒, 让盒内的酒精基本变成酒精蒸汽, 这时就具备了点火条件, 按动按钮就行了。

确保实验成功的条件有两个:一是电火花正常, 如果是用打火机改装就无法确保电火花强劲和稳定;二是酒精蒸汽的浓度达到爆炸要求 (参数为:爆炸极限浓度3.5%~18.0% (V/V) ) 。由于爆炸是在瞬间完成, 学生基本上是听到爆炸声。

二、做功改变物体的内能—空气压缩引火仪

苏科版初中物理教材第十二章第四节《机械能与内能的相互转化》中的实验:空气压缩引火仪。这一实验是物理传统实验, 各种版本的教材上都有, 有成熟的产品可供采购, 也有很多关于它的使用和改进的好建议, 但笔者认为要研究它, 还是从仪器说明书入手比较好。

空气压缩引火仪说明书中的使用方法:取绿豆大小的普通棉花, 置于活塞端部, 盖好简盖, 用手心按住手柄, 用力将活塞快速一压使气缸内空气骤然压缩, 即可看到棉花燃烧发光的现象, 并有白烟。当再做实验时, 应先排除气缸内废气吸进新鲜空气。

注意事项: (1) 演示时棉花不宜放得过多, 用量以绿豆大小为宜。 (2) 活塞应保持含油状态, 否则会干裂老化。 (3) 使用前在活塞上涂上油脂 (蓖麻油或清洁机油) 。 (4) 使用后应擦去气缸内的污物。

疑问1:绿豆大小是压紧的还是疏松?

疑问2:快速一压有多快?力气小的女教师能行吗?

疑问3:活塞应保持含油状态, 活塞上的橡胶圈应该这样保管吗?

疑问4:使用前在活塞上涂上油脂, 这个方法对吗?

笔者的操作方法:引火仪圆筒内壁要保持干燥、清洁。不能有油渍, 必要时要用布条擦拭。硝化棉用量不是绿豆大小而是要将硝化棉撕开, 取薄薄的一小块, 有半个指甲盖大小就行, 若论质量应是毫克级, 类似于一片小雪花。实验操作分三步:第一步, 用专用清洁棒将硝化棉推至空气压缩引火仪圆筒的底部。再将压缩杆放入圆筒, 旋转圆筒盖子。第二步, 竖直放好空气压缩引火仪, 将压缩杆向下试压一下, 再拉起3 cm左右。第三步, 用手掌对压缩杆用力一拍, 实验就成功了。

为什么不能使用油脂?橡胶及其制品在加工、贮存和使用过程中, 由于受内外因素的综合作用而引起橡胶物理化学性质和机械性能的逐步变差, 最后丧失使用价值, 这种变化叫做橡胶老化。表面上表现为龟裂、硬化等。橡胶老化的因素:氧、臭氧、热、光、机械应力、水分、油类等。

如何做一根空气压缩引火仪专用清洁棒?教师在使用空气压缩引火仪中往往存在这样的问题:放入圆筒内的硝化棉或火柴头没有点着, 由于受到挤压又很难倒出。多次积累后会影响后面实验的成功率。怎样清除?笔者做了一种专用清洁棒, 它的顶端是楔形刀口, 这个楔形刀口具有挖掘功能, 能将压紧的物品挖松, 从而使之轻松地倒出来。怎样制作这个清洁棒?可以利用旧的实验器材微小压强计中的金属棒, 这个金属棒长度、粗细和硬度正好合适, 利用砂轮机斜斜地磨去金属棒顶端的一部分而形成楔形, 由于尖端在圆棒的边缘呈圆弧形, 方便对圆筒内壁的污垢进行清洁, 不过楔形的边缘要用磨刀石修整光滑, 以防损伤圆筒内壁, 用一块薄布裹在金属棒上沾些酒精就能将圆筒壁擦拭干净。

如何制作硝化棉? (1) 仪器、药品:浓硝酸, 浓硫酸, 大号磨口试剂瓶及磨口塞, 玻璃棒, 大号镊子。 (2) 配置混酸:在大号的磨口试剂瓶中加入浓硝酸:浓硫酸=1:3~4 (V/V) , 注意要把硫酸倒入硝酸中, 防止溅洒, 混合后用玻璃棒轻轻搅拌或微微晃动瓶身, 盖上玻璃塞冷却至室温备用。 (3) 硝化:要慢慢加, 棉花不要加太多, 刚好能被混合酸完全浸泡即可, 将脱脂棉一小块一小块地加入混合的酸液中, 同时用玻璃棒将其间的空气泡挤出, 最后使瓶中留有5 mm的酸液层 (被硝化物不要露出酸液表面) , 泡1~2小时。 (4) 清洗:大号镊子取出硝化棉, 用大水冲洗至闻不出酸味, 晾干即可。 (5) 保存:装入高密度聚乙烯瓶 (平时装固体化学药剂的容量瓶) , 外部套上黑色塑料袋, 干燥、阴凉保存。 (6) 质量鉴定:点燃, 强棉只会留有微量残渣, 无酸味。硝化棉会自行分解, 长期存放时要定期检查变质状况, 可以取少量硝化棉点燃, 闻闻燃烧后的烟气酸味重不重, 若有强烈的刺激性酸味, 则质量不好, 但轻微变黄并不影响使用。