关于机械能相关问题的讨论

关于机械能相关问题的讨论

一、机械能相关问题的讨论(论文文献综述)

窦培增[1](2021)在《高中物理规律教学的课堂知识结构研究 ——以“机械能守恒定律”为例》文中指出

林小雨[2](2021)在《高中物理守恒观念研究 ——以能量守恒为例》文中提出

张瑶敏[3](2021)在《利用四个标记点与六个标记点计算撑杆跳躯干能量的比较》文中提出研究背景:撑杆跳高,是一项技术复杂的田径运动项目。运动员借助竿子的形变,以悬垂、摆体、举腿、引体等竿上动作使身体越过一定高度。撑杆跳高的技术动作复杂,关键的技术有两个,即运动员起跳前的加速过程和起跳过程。其中,运动员-杆之间能量相互作用一直以来为人们所关注。在该项运动中,运动员将跑动的运动动能转变为运动员升高体位的势能,但该过程并不是一个直接的过程,第一次能量转换发生在插杆起跳阶段,运动员将助跑中所获得的动能转化成升高体位的势能;第二次能量转换发生在拱顶支撑阶段,该阶段运动员又将势能转化成为动能。有研究表明,运动员的运动成绩受运动员与杆干之间的能量相互作用的影响,分析运动员动能与势能的转换过程,有可能对运动技术有益。在能量计算中,躯干能量的计算比其他环节复杂,使用最为广泛的模型为汉纳范人体模型。但是,在应用人体模型时需要根据具体的运动项目进行选择。在一些无躯干弯曲的运动、如短跑,马拉松等,可以采用将躯干视为一个环节的人体模型。但是,在撑杆跳、跳水、或者一些背越式跳高项目中,躯干的弯曲不能忽略,躯干的质量和形变较大,这时就需要采用将躯干划分为多个环节的人体模型。从能量计算角度来看,记录人体运动学特征的标记点越多越好,计算的准确性越高,但从采集数据角度来看,在运动员身上的标记点越少越好,所以必须适当选取标记点的数量。研究目的:通过更改运动员躯干标记点数量,从四点增加为六点,划分躯干环节为单一环节和上下两环节,比较不同标记点数量计算出的躯干平动动能、重力势能、转动动能之间的差异,为从能量计算精确度和采集数据经济性两个相互对立的因素中选取适当的标记点数量提供依据。研究方法:选取七名高水平(一级以上)男子撑杆跳高运动员为研究对象,使用Qualisys运动捕捉系统搭建运动学采集平台、Kistler三维测力台记录运动员不同时刻的地面反作用力,根据Visual 3D建立人体模型的需要,给运动员身上粘贴反光点,其中,躯干环节在原有的两个肩峰、两个大转子总计四个标记点的基础上增加两个点,这两个标记点位于背部肩峰与大转子连线中点内侧5cm处。根据躯干运动情况,将躯干视为由单一刚体或上下两个均质圆柱刚体计算其在运动过程中的平动动能、重力势能、转动动能。采用配对样本t检验对躯干利用四个标记点和六个标记点两种不同标记点数量计算出的各个平动动能、重力势能、转动动能能量进行统计学分析。研究结果:对两种标记点数量计算各种能量(平动动能、重力势能、转动动能)平均值的差值进行统计学分析得出:躯干利用不同数量标记点计算出的机械能均值之间的差值未发现显着性差异且误差δ<2.5%;躯干利用不同数量标记点计算出的平动动能均值之间的差值未发现显着性差异且误差δ<4%,躯干利用不同标记点计算出的重力势能均值之间的差值未发现显着性差异且误差δ<2%,躯干利用不同数量标记点计算转动动能平均值的差值呈显着性差异P<0.05。研究结论:(1)躯干利用不同数量标记点计算转动动能存在显着性差异P<0.05。(2)我们计算不同数量标记点下的机械能差异小于2.5%,从数据采集经济性的角度出发,如果要求计算误差小于某一确定值,例如:在男子一级以上撑杆跳运动员躯干机械能要求误差δ<5%的情况下,可以采用四个标记点进行撑杆跳躯干能量计算。

李杏莲[4](2021)在《科学本质视野下两岸高中物理力学部分教材比较与实践研究》文中研究指明在新一轮的基础教育改革中,科学教育的一个重要目标就是提高全体学生的科学素养。科学本质作为科学素养的一个重要组成,如何通过科学教育来促进学生对科学本质的理解成为目前研究的热点。教材是学生在学校学习中接触到的最直接资源,也是理解科学本质的重要载体。本研究以中国大陆人教版、司南版和台湾翰林版、龙腾版高中物理教材力学部分为研究对象,从科学本质的视角展开教材的比较分析,并基于理论研究成果开展教学实践。具体的研究内容及成果包括以下3点:(1)采用内容分析法,梳理当前科学本质理论研究成果,确立本研究框架下科学本质的内涵及维度要素。在此基础上比较两岸课程标准(纲要)对科学本质的要求;利用本研究建立的教材分析工具,定量比较两岸教材科学史内容对科学本质的体现情况。研究表明,两岸的课程标准(纲要)都对科学本质提出显性要求,但是两者在实践指导层面上各有优势和不足之处;人教版科学史数量最多,但人教版和司南版科学本质体现频次大致相同,各版教材都出现了科学史及其体现的科学本质分布不均的情况,且多数科学史内容都以旁批、注释的形式出现,不利于培养学生的科学本质观。(2)选择高中物理力学专题下的4个重要知识点,挖掘宝贵的科学史及科学本质教育资料,并在相关的发展史背景下定性分析四版教材的编写差异,最后结合教材分析结果和相关科学史资料,提出教学建议。(3)结合理论分析成果,以“自由落体运动”一课为例,开展教学实践研究。结果表明,基于科学本质的自由落体运动教学取得良好的课堂教学效果,有利于培养学生的物理学科核心素养和科学本质观,且没有妨碍学生掌握知识。

唐晓庆[5](2021)在《基于STEM教育理念的初中物理课程设计与实施》文中提出随着全球化信息时代的到来,未来社会对综合性人才提出更高的要求。各国为了培养出更为卓越的综合性人才力求引进先进的教育理念。STEM教育理念正是在这样的背景下应运而生。STEM教育注重学习与现实世界的联系、注重跨学科综合能力、注重学习的过程。本文基于STEM教育理念,结合义务教育阶段物理学科特点,探索STEM教育理念与义务教育阶段物理学科教学相结合的可行性,为物理学科学习提供一条可操作性的新途径,为义务教育阶段物理学科课程开发提供新的视角,并辅以实际案例进行了相关探索。在研究过程中,得出了具有积极意义的研究成果,为下一步更深入的推广展开提供了有效支持。本论文主要分为如下五个部分:第一、阐述了STEM教育理念融入义务教育阶段物理课程的研究背景及意义,在对国内外现有的研究进行梳理总结的基础上分析STEM教育理念引入义务教育阶段物理教学的可行性。明确研究的问题及方法。第二、是从理论分析的角度分析STEM教育理念与物理学科相结合的必要性。阐述了STEM物理课程的设计原则及影响因素。第三、开发调研学情的问卷、梳理中考试题及教材内容,为确立主题提供客观依据。第四、根据学情及教学目标选取两个物理教学案例进行设计与实施,教学目标的设定、真实情境选择、设计实验方案、研究准备、具体实施、数据分析、论文撰写以及总结等方面探讨了STEM教育理念融入义务教育阶段物理课程学习的过程与方法。第五、结论。对整个研究进行了梳理和总结。由于时间有限,在案例实施过程中还存在部分问题没有深入探讨解决,我们将在以后的教学中进一步落实。

陆元超[6](2021)在《农业物联网中低功耗传感器的新型供能器件的研究和制备》文中研究表明为了推进与完善我国的农业现代化,农业物联网被列为现代农业的核心发展方向之一。农业物联网是一种基于对农作物环境、生理参数进行感知监测、传输与分析,得出调控命令并执行以实现农田精细化、智能化、自动化管理的技术,包括农田参数感知监测层(传感器)、农田参数信号传输层(信号传输器件)以及系统应用层(系统决策与执行器)。其中,对环境、生理参数进行感知监测的各类传感器是农业物联网的基础。在农业物联网中,为保证传感器的正常工作,需要大量供能器件包括电池与电路。这些供能器件能否稳定运行将影响农业物联网的可靠性与稳定性。随着低功耗传感器的发展、能源危机的临近、绿色发展理念的逐渐深入以及生态文明建设的不断推进,人们对农业物联网中低功耗传感器的供能器件提出了新的要求,包括:小型化与集成化、低能耗(低化石能源消耗)、绿色等。此外,为了获取更多类型的农作物生理参数,人们对非规则结构处(如植物茎干、叶片表面等)低功耗传感器的供能需求逐渐上升。然而,传统供能器件难以满足上述要求。因此,本论文将以农业物联网中低功耗传感器的新型供能器件作为研究目标,对新型储能器件与新型能量收集转换器件进行研制,以满足柔性、小型化与集成化、低能耗、绿色等需求。本研究主要研究内容与研究结果如下所示:(1)基于PEDOT:PSS的柔性复合储能电极的研制本研究研制了一种基于PEDOT:PSS的柔性复合储能电极以满足农业物联网对非规则结构处低功耗传感器的供能需求。该柔性复合储能电极由柔性、高导电性、高电容性能的PEDOT:PSS与高稳定性、低导电性的2H MoS2纳米片复合而成。结果表明:在电极制备与浓硫酸后处理过程中,MoS2纳米片的晶体结构基本保持不变,复合电极中PSS链含量大幅降低;当2H MoS2纳米片/PEDOT:PSS质量比为10%时,2H-P-H-10复合电极具有最高电容性能,为89 F g-1@0.1 A g-1,说明该复合电极具有高的电容性能;在低质量比(2H MoS2纳米片/PEDOT:PSS≤10%)时,1T和2H MoS2纳米片复合电极电容性能基本相同;而在高质量比(20%-40%)下,1T MoS2纳米片复合电极电容性能高于2H MoS2纳米片复合电极,说明2H MoS2纳米片电容性能的主要影响因素是复合电极的导电性;经4000次恒电流充放电(GCD)循环,2H-P-H-10复合电极的电容保留率达到98%,说明该复合电极具有长使用寿命和高稳定性;最后,基于2H-P-H-10复合电极制备出三明治型超级电容器,分别置于植物叶片、茎干表面,并实现对低功耗LED的持续供能。综上,2H-P-H-10复合电极是一种柔性、高性能的储能电极,在农业物联网中非规则结构处低功耗传感器的供能上具有较大应用前景。(2)基于石墨烯的柔性小型化储能器件的研制为了在(1)的基础上进一步提升储能器件的小型化、集成化程度以便批量生产,本研究研制了一种柔性、高性能、非对称的平面叉指微型超级电容器(Micro-supercapacitor,MSC)。FGO-FrGO MSC由电化学剥离得到的表面功能化氧化石墨烯(Functional graphene oxide,FGO)纳米片与化学还原得到的表面功能化还原氧化石墨烯(Functional reduced graphene oxide,FrGO)纳米片复合而成。结果表明:FGO与FrGO纳米片表面含有丰富的官能团,且两种纳米片表面官能团存在差异;在弯曲、扭曲下,FGO-FrGO MSC表现出良好柔性;FGO-FrGO MSC最大面积比电容为7.3 m F cm-2@5 m V s-1,说明FGO-FrGO MSC具有高电容性能;经5000次GCD循环,FGO-FrGO MSC的电容保留率为100%,说明FGO-FrGO MSC具有长的使用寿命与优良的循环稳定性;最后,制备出“三串三并”MSCs置于植物叶片表面,对农业物联网中的低功耗温湿度传感器进行持续供能。综上,FGO-FrGO MSC是一种柔性、高性能、小型化的储能器件,具有极大前景被用作农业物联网中与低功耗传感器进行集成的小型化供能器件。(3)雨水能量收集转换的滤纸基水驱动纳米发电机的研制(1)(2)中研制的储能器件,难以解决农业物联网对化石能源高消耗的问题。为了收集转换雨水能量,以满足农业物联网中低功耗传感器的低能耗要求,本研究研制了一种滤纸基纳米发电机(Filter paper-based nanogenerator,FPNG)对雨水能量进行收集转换。结果表明:滤纸与改性MWCNTs墨水浆料的表面Zeta电位分别为-25 m V与-54.7 m V,均为负电位,说明滤纸上阴离子可通过静电吸附作用与雨水中阳离子构建出双电层且改性MWCNTs墨水浆料涂布在滤纸表面将增强滤纸对雨水中阳离子的吸附能力;将1 m M Na Cl溶液以20 m L h-1注射速度逐滴滴落到放置角度为75°的定量中速滤纸FPNG表面,FPNG将产生最大流电压,所产生的流电压、流电流与功率分别为每滴2.09±0.121 m V、4.75±0.0725 n A和9.91±1.39 p W;使用FPNG对雨水能量进行收集转换,得到的流电压、流电流与功率分别为每滴0.698±0.0056 m V、3.3±0.55 n A3和2.4±0.65 p W;最后,置于植物叶片表面的FPNG可以实现对雨水能量的收集转换和对不同雨量具有不同流电压响应。综上,本研究验证了滤纸基纳米发电机对雨水能量收集转换的可行性。所制备的FPNG可以为农业物联网的低功耗传感器提供一种基于雨水能量收集转换的供能器件。(4)普鲁兰多糖复合膜摩擦纳米发电机(TENG)的研制为了在(3)的基础上降低农业物联网对低功耗传感器进行供能而产生的环境影响,以及探究天然生物高分子材料在能量收集转换器件上的应用,本研究研制了一种普鲁兰多糖复合膜TENG。该膜的制备方法简单、绿色。结果表明:普鲁兰多糖复合膜是透明的且具有柔性;当添加牛血清白蛋白(BSA)、羧甲基纤维素(CMC)与丙三醇(GLA)后,普鲁兰多糖复合膜的拉伸性能得到了明显提升;掺杂添加剂后,普鲁兰多糖复合膜TENG的电学性能得到显着提升,其中,无添加的普鲁兰多糖膜(P-P)TENG的开路电压最低,为43 V;而Na F掺杂的普鲁兰多糖复合膜(F-P)TENG的开路电压最高,为79 V;当负载电阻约为7 MΩ时,P-P TENG具有最大输出功率密度,为41.7 m W m-2;在1000 s长时间循环测试中,P-P TENG的开路电压基本保持不变;在5次循环利用中,P-P TENG的开路电压基本相同;利用P-P TENG成功点亮了29个LED串联阵列以及基于F-P TENG实现了对人手部弯曲动作的感知监测;最后,置于植物叶片表面的P-P TENG成功收集转换了风吹动叶片产生的机械能,并将P-P TENG收集转换的能量用于对(2)中所研制的“三串三并”MSCs充电,从而实现对植物附近低功耗温湿度传感器的持续供能。综上,该柔性、高性能、可循环利用、绿色的普鲁兰多糖复合膜TENG实现了对农业物联网中绿色能量(农业系统中无序微小的机械能)的收集转换,为农业物联网中低功耗传感器提供一种绿色供能器件。

李兴[7](2021)在《基于自供能的石油井下智能通讯系统》文中研究指明石油是世界上最重要的能源之一。石油资源的勘测和开采从地球浅层发展到地层深处和海洋,对其中钻探与开采系统提出新的要求,特别是其通讯系统已经远远不能满足未来钻探开采的自动化、智能化与无人化要求。目前石油钻井井下通讯系统存在两个主要问题,第一个问题是信息无线传输速度太慢,贝克休斯设计的泥浆脉冲系统传输速率约为40 bps/s,斯伦贝谢的Anadrill系统传输速率约为12 bps/s,本文设计的井下无线通讯系统传输速率可达115 kbit/s。第二个问题是石油钻井通讯设备以及传感等设备供能问题,目前采用集中供能方式,其设备主要采用泥浆发电机和一次性电池短节,实际应用中都存在工作时间短和成本高的问题。分布式供能是目前研究的前沿,如何利用自驱动分布式供能技术克服石油钻井井下通讯系统的瓶颈,既是实现未来无人智能钻探开采自动化系统的核心技术,也是自供能技术研究的前沿领域。针对上述两个问题,本文提出基于自供能的石油井下智能通讯系统,旨在解决石油钻井井下通讯和供能问题。在通讯方面,本文提出无线中继传输系统,采用钻杆内部有线传输,钻杆与钻杆之间无线传输的方式,将井下数据高速传输到地面。这种混合通讯方式不需要对钻杆结构进行特殊设计,还能提升石油钻井井下通讯系统的信息传输速率。在通讯系统供能方面,本文采用环境能量收集技术,将流体运动产生的机械能转化为电能。本论文将石油井下智能通讯系统与环境能量收集技术相结合,设计和实现基于自供能的石油井下智能通讯系统,并从理论和实验角度验证了整个系统的可行性。本文的主要研究内容可概括如下:(1)本文第一章主要介绍石油井下智能通讯系统的研究背景;第二章对采用环境能量收集的分布式供能技术解决传统智能钻杆通讯系统核心的供能问题进行了讨论,介绍了基于环境能量收集的能量中性原则,提出了基于能量片的设计策略,并基于该策略开发了相关控制流程;(2)本文第三章设计了基于自供能的石油井下智能通讯系统,详细介绍了石油井下智能通讯系统各个部分的工作流程,并对石油井下智能通讯系统的通信部分进行了实验验证;(3)第四章分别采用电磁发电、摩擦纳米发电机和压电换能装置对石油井下智能通讯系统的自供能形式进行了原理性验证。

张立平[8](2021)在《高中物理教学中传统实验和DIS实验的对比与整合研究》文中提出随着课程改革的逐步深入和《普通高中物理课程标准(2017年版)》的贯彻实施,自2019年起,人民教育出版社发行的《普通高中物理》教科书对实验部分的教学内容进行了重大调整,减少了验证性实验的数目,增加了探究性实验的比重,精选了大量包括DIS实验在内的实验参考案例。DIS实验是数字化信息实验的简称,指在物理实验中使用各种类型的传感器来测量实验数据,并通过数据采集器以数字的形式实时输送到计算机软件上,最终由实验软件完成对实验过程和实验结果的实时显示、记录、监控、绘制图线、数据处理的实验方式。由此,DIS实验不仅在一线城市被广泛应用,也开始进入了进入更多城市的中学物理课堂,被更多教师和学生喜闻乐见。人们不禁要问,相比于传统实验,DIS实验拥有哪些独特的优势?传统实验是否应该就此被淘汰?在实际的调查研究中可以发现,随着新课改的有效推进,传统的实验教学发生了显着变化。现行教材在演示和学生分组实验部分所提供的参考案例无论是在实验思路、测量原理方面,还是在实验器材、实验步骤等方面都进行了改进和创新;另一个重大变化是自制教具在教学中开始有了更加重要和突出的作用和地位,广大师生有意识根据教材内容,选取生活中常见的物品,积极开发并使用自制教具,为传统实验教学注入了新的活力,也成为了实验条件匮乏地区实验教学的重要手段。传统实验教学仍然是基础实验教学的重要组成部分,其作用并不能完全被数字化信息实验所取代,而应该谋求一条传统实验与DIS实验更好的整合之路,寻求物理实验教学中传统实验方式和数字化实验方式优势互补的平衡点,构建出切实有效的传统实验和DIS实验的整合模式。因此在研究过程中主要进行了如下工作:1、对目前上海地区和其他一些城市的部分高中进行问卷调查研究,以了解当前的实验教学情况和教师、学生对传统实验和DIS实验的看法;2、通过调查和研究定性评述高中物理教学中传统实验和DIS实验在实验设备及误差和影响学生核心素养两个方面的优势与不足;3、对比分析《高中物理课程标准(2017年)版》中的21个学生实验课题在传统实验和DIS实验两种模式下的实验过程及其效果,并提出相应的教学建议;4、鉴于上述研究,提出了传统实验和DIS实验整合应用的三种方案,并设计了多个教学案例;5、在实际教学中进行实证研究,通过数据直接证明了所提整合方案的可行性和有效性。综上,本文构建了一个以传统实验过程为主,鼓励学生通过观察提出假设,并能够使用数字化信息实验手段进行数据处理、定量研究、探究验证及拓展实验的新型实验教学模式,以便更有效地改变学生的认知和学习方式,使学生形成自主、合作的研究态度,使学生的实验操作能力和分析解决问题的能力得到有效提高。

周可馨[9](2021)在《基于学习进阶的中学物理“机械能”概念衔接研究》文中研究表明不少学生从初中阶段进入高中阶段后就感到高中物理学习难度大,内容跨度也大。为了减小初、高中内容跨度,帮助学生顺利完成由初中到高中的知识过渡,实现初、高中物理教学的紧密衔接。本研究以中学物理“机械能”概念为例,首先希望通过学习进阶理论,建构出初、高中“机械能”的学习进阶,然后依据建构的学习进阶运用合适的教学策略,进行教学设计。因此,本论文的研究主要分为以下三部分:第一部分,对比初、高中阶段“机械能”主题课标要求。比较初、高中“机械能”主题课程标准的内容要求,寻求初高中“机械能”的知识跨度,为学习进阶的进阶中间水平和进阶终点的确定提供参考。第二部分,建构初、高中“机械能”的学习进阶假设。首先,对初中阶段关于“机械能”概念的已有研究成果进行分析,以便了解到绝大多数初三学生对于初中“机械能”这部分的学习情况,为学习进阶起点的制定提供依据;其次,对高中阶段“机械能”概念的研究成果进行剖析,梳理出学生在高中阶段“机械能”的学习过程中存在的错误概念为高中阶段“机械能”概念测试卷的编制提供参考;然后运用SOLO分类理论对概念的理解进行不同层次的划分,以便制定出高中阶段“机械能”主题下有关4个重要概念的调查问卷,选择高二年级段的学生作为被试,对调查问卷的结果进行数据分析,归纳出学生分别对这4个概念的掌握情况和存在的错误前概念,为细致划分学习进阶的中间水平提供依据;最后,从“功是能量转化的量度”这一基本观点出发,选择定性、定量、以及系统能量转化三个维度,构建初高中“机械能”的学习进阶假设。第三部分,基于初、高中“机械能”学习进阶假设设计概念转变教学活动。以“功”为例,利用概念转变的教学策略,设计教学活动,进而帮助学生缩小跨度,完成学习目标。本研究的主要结论有以下几点:一是学生在初中阶段所获得的有关“机械能”的前概念可以作为高中阶段新知识的生长点,促进学生在高中阶段对“机械能”相关知识的进一步理解。二是利用纵向研究建构出的学习进阶,既可以仔细描绘学生思维发展的轨迹,又能为教师教学找到初高中“机械能”内容的最近衔接点,促进中学“机械能”概念的有效衔接。三是利用SOLO分类理论编写调查问卷,可以发现学生在不同阶段存在的错误前概念和“障碍阶”。针对学生存在的这些问题,进行合理的概念转变教学设计。从而实现“机械能”教学内容的层层递进、紧密衔接。

余科鹏[10](2021)在《高中物理教科书内容组织维度对比分析 ——以人教版新旧高中物理教科书为例》文中认为当前我国基础教育正处在由“三维目标”向“核心素养”转变的关键时期,高中物理教科书内容组织的编排正在逐渐完善。教科书内容组织作为教科书开发的理论基础,是对课程标准的体现,其研究领导着教师的思想,影响着学生的学习,这就要求一线教师熟练掌握教科书内容组织特点来完成教学任务。论文在文献综述基础上,依据所选指标建立对应操作方法,围绕研究主题将人民教育出版社《普通高中教科书物理(2019版)》与《普通高中课程标准实验教科书物理(2010版)》两版教科书进行内容组织对比分析。具体分为以下步骤:第一步建立分析工具指标体系。通过文献综述教科书内容组织研究现状,确定本研究指标依据。第二步依据各项指标,确定实际操作方法。依据各项指标理论要求,通过查阅相关文献、资料,确定每一项指标的实际操作方法。第三步依据指标要求,进行分析。在仔细研读人教版新旧两版高中物理教科书内容基础上,分别从教科书体例结构、内容顺序性、内容衔接性、内容统整性和栏目合理性五个方面分别进行教科书内容组织对比分析。第四步根据两版教科书各项指标对比分析结果,对新版教科书内容组织特点进行总结归纳:一、体例结构更加丰富,呈现方式有所创新,更加注重体现科学探究过程和步骤,注重让学生经历科学探究过程,解释并体现科学方法在探究中的重要性;二、注重章节内容的相对独立性,在合乎学科逻辑基础上愈加注重学生心理发展逻辑。三、内容衔接性虽在旧版教科书基础上有所提高,但总体还是呈现内容衔接性不强的特点。四、从内容统整性看,课程结构更加清晰、完整。五、栏目种类愈加丰富,栏目总量有所增加,体现环境的教育的重要性,更加注重知识的拓展,注重强调科学思想、方法。依据内容组织特点为教学提供参考性建议:一是依据教科书体例结构和栏目设置:突出学科特点——强调科学思维和科学精神、转变教学思想——重视探究过程、优化教学方法——引导自主学习;二是依据教科书内容顺序变化情况,重新架构教科书知识逻辑;三是依据初高中内容,具有衔接意识;四是依据内容统整性情况,具有对内容更加全面、系统的整合意识。综上所述,本研究旨在帮助一线教师进一步认识新版高中物理教科书内容组织特点提供参考。

二、机械能相关问题的讨论(论文开题报告)

(1)论文研究背景及目的

此处内容要求:

首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。

写法范例:

本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。

(2)本文研究方法

调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。

观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。

实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。

文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。

实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。

定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。

定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。

跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。

功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。

模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。

三、机械能相关问题的讨论(论文提纲范文)

(3)利用四个标记点与六个标记点计算撑杆跳躯干能量的比较(论文提纲范文)

摘要
Abstract
1 前言
    1.1 选题依据
    1.2 研究目的与意义
    1.3 研究假设
2 文献综述
    2.1 撑杆跳的回顾与发展
    2.2 撑杆跳高动作阶段的划分
    2.3 撑杆跳相关研究
        2.3.1 国外相关研究
        2.3.2 国内相关研究
    2.4 撑杆跳高的生物力分析
        2.4.1 持杆助跑阶段与能量分析
        2.4.2 插穴起跳阶段与能量分析
        2.4.3 撑杆回弹阶段与能量分析
    2.5 撑杆跳高中的能量计算
    2.6 躯干环节的划分
    2.7 总结与展望
3 研究方法
    3.1 实验对象
    3.2 实验仪器
    3.3 实验方案
        3.3.1 粘贴反光点
        3.3.2 撑杆跳高动作的采集
        3.3.3 原始数据的导出和处理
        3.3.4 比较参数的设置
    3.4 躯干能量计算方法
        3.4.1 撑杆跳躯干四个标记点能量计算方法
        3.4.2 撑杆跳躯干六个标记点能量计算方法
    3.5 统计学分析
    3.6 实验流程图
4 实验结果
    4.1 躯干利用不同数量标记点计算机械能
    4.2 躯干利用不同数量标记点计算平动动能
    4.3 躯干利用不同数量标记点计算重力势能
    4.4 躯干利用不同数量标记点计算转动动能
    4.5 躯干利用不同数量标记点各部分能量
    4.6 各部分能量统计分析结果
5 讨论
    5.1 躯干环节对各部分能量的影响
        5.1.1 躯干环节对平动动能的影响
        5.1.2 躯干环节对重力势能的影响
        5.1.3 躯干环节对转动动能的影响
    5.2 利用不同数量标记点划分躯干环节
    5.3 局限性分析
6 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 展望
参考文献
致谢
    撑杆跳利用四个标记点计算能量程序
    撑杆跳利用六个标记点计算能量程序

(4)科学本质视野下两岸高中物理力学部分教材比较与实践研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 选题的背景
        1.1.1 提高学生科学素养的诉求
        1.1.2 对我国科学教育现状的思考
        1.1.3 科学史是科学本质教学的重要资源
    1.2 国内外研究现状分析
        1.2.1 国外研究现状
        1.2.2 国内研究现状
    1.3 研究目的与意义
        1.3.1 研究目的
        1.3.2 研究意义
    1.4 研究内容与思路
        1.4.1 研究内容
        1.4.2 研究思路
    1.5 研究对象与方法
        1.5.1 研究对象
        1.5.2 研究方法
第2章 核心概念与理论基础
    2.1 概念界定
        2.1.1 教材
        2.1.2 科学史
    2.2 理论基础
        2.2.1 科学本质内涵
        2.2.2 科学哲学领域的科学本质观
        2.2.3 科学教育领域的科学本质观
第3章 两岸教材力学部分科学本质呈现情况比较
    3.1 两岸课程标准(纲要)对科学本质要求比较
        3.1.1 大陆《课程标准》对科学本质的要求分析
        3.1.2 台湾《课程纲要》对科学本质的要求分析
        3.1.3 海峡两岸课程标准(纲要)比较分析
    3.2 四版教材力学部分科学本质呈现情况定量比较
        3.2.1 教材比较研究设计
        3.2.2 四版教材科学史内容统计结果
        3.2.3 四版教材科学本质呈现情况比较分析
    3.3 小结
第4章 科学本质视野下力学重要知识点比较分析
    4.1 伽利略的自由落体运动
        4.1.1 “自由落体运动”科学史及其科学本质价值
        4.1.2 两岸四版教材内容编写特点比较分析
        4.1.3 基于培养学生科学本质观的教学建议
    4.2 牛顿第二运动定律
        4.2.1 “牛顿第二运动定律”科学史及其科学本质价值
        4.2.2 两岸四版教材内容编写特点比较分析
        4.2.3 基于培养学生科学本质观的教学建议
    4.3 万有引力定律
        4.3.1 “万有引力定律”科学史及其科学本质价值
        4.3.2 两岸四版教材内容编写特点比较分析
        4.3.3 基于培养学生科学本质观的教学建议
    4.4 机械能守恒定律
        4.4.1 “机械能守恒定律”科学史及其科学本质价值
        4.4.2 两岸四版教材内容编写特点比较分析
        4.4.3 基于培养学生科学本质观的教学建议
第5章 基于培养学生科学本质观的教学实践研究
    5.1 教学实践研究的目的与计划
        5.1.1 研究目的
        5.1.2 研究思路
        5.1.3 测量工具设计
        5.1.4 样本选择
    5.2 基于科学本质的“自由落体运动”教学设计
        5.2.1 教学模式的选择
        5.2.2 教学片断案例
    5.3 实践研究过程及结果分析
        5.3.1 研究实施过程
        5.3.2 研究结果与讨论
        5.3.3 研究结论
第6章 总结与展望
    6.1 研究总结
    6.2 不足和展望
参考文献
附录1:教材科学史内容统计示例
附录2:教材科学史内容体现的科学本质分析示例
附录3:教材科学史内容对科学本质的体现情形统计结果
附录4:高中生科学本质观调查问卷
附录5:自由落体运动知识测试卷
附录6:教学效果评估问卷
附录7:教学设计
致谢
攻读学位期间承担的科研任务与主要成果

(5)基于STEM教育理念的初中物理课程设计与实施(论文提纲范文)

摘要
Abstract
一、引论
    (一)研究背景
    (二)研究意义
    (三)研究现状
    (四)研究内容
    (五)研究思路与方法
二、概念界定与理论基础
    (一)概念界定
    (二)理论基础
三、理论探讨
    (一)跨学科学习过程中动手能力具有重要意义
    (二)基于STEM教育理念的初中物理课程的设计原则
    (三)基于STEM教育理念的初中物理课程的设计与实施的影响因素
    (四)基于STEM教育理念的初中物理课程设计与实施的可行性
四、中学生物理学习现状调查
    (一)研究的总体设计
    (二)问卷维度设计
    (三)调查实施
五、基于STEM教育理念的中学物理课程设计依据
    (一)在教学中STEM课堂类型的操作步骤
    (二)课程主题选择依据
    (三)确定课程主题
六、基于STEM教育理念的中学物理课程设计
    (一)新授课《天平的构造及使用》课程内容设计
    (二)初高中衔接课《弹珠的运行轨迹》课程内容设计
七、基于STEM教育理念的初中物理课程实施
    (一)《天平的构造及使用》课程的实施
    (二)《弹珠的运行轨迹》课程的实施
八、结论
    (一)研究结论
    (二)研究建议
    (三)研究不足展望
参考文献
附录
    附录一 中学生物理学习现状的调查
    附录二 《天平的构造及使用》前测问卷
    附录三 《弹珠的运行轨迹》前测问卷
    附录四 《天平的构造及使用》访谈问卷
    附录五 《弹珠的运行轨迹》后测问卷
致谢

(6)农业物联网中低功耗传感器的新型供能器件的研究和制备(论文提纲范文)

致谢
摘要
Abstract
主要英文缩略表
第一章 绪论
    1.1 研究背景
    1.2 对农业物联网中低功耗传感器的传统供能器件的改进与优化
        1.2.1 硬件改进
        1.2.2 控制优化
    1.3 农业物联网中低功耗传感器的新型供能器件
        1.3.1 新型储能器件
        1.3.1.1 超级电容器
        1.3.1.2 平面微型超级电容器
        1.3.2 新型能量收集转换器件
        1.3.2.1 雨水能量的收集转换器件
        1.3.2.2 机械能的收集转换器件
    1.4 研究目的、内容与技术路线
        1.4.1 研究目的与内容
        1.4.2 技术路线图
    1.5 本章小结
第二章 基于PEDOT:PSS的柔性储能电极的研制
    2.1 引言
        2.1.1 聚吡咯(PPy)
        2.1.2 PEDOT:PSS
    2.2 基于PPy的储能电极的研究
        2.2.1 实验与方法
        2.2.1.1 材料与试剂
        2.2.1.2 仪器设备
        2.2.1.3 材料合成、电极制备与表征
        2.2.2 结果与讨论
        2.2.2.1 不同纳米结构PPy与MWCNTs复合电极的表征和电化学性能
        2.2.2.2 不同碳纳米材料与c-PPy复合电极的表征和电化学性能
    2.3 基于PEDOT:PSS的柔性储能电极的研究
        2.3.1 实验与方法
        2.3.1.1 材料与试剂
        2.3.1.2 仪器设备
        2.3.1.3 材料预处理、电极制备与表征
        2.3.2 实验结果与讨论
        2.3.2.1 柔性自支撑复合膜的表征
        2.3.2.2 柔性自支撑复合膜的电化学性能
        2.3.2.3 柔性三明治型超级电容器对农业物联网中低功耗LED供能
    2.4 本章小结
第三章 基于石墨烯的柔性小型化能量存储器件的研制
    3.1 引言
    3.2 实验与方法
        3.2.1 材料与试剂
        3.2.2 仪器设备
        3.2.3 材料制备、电极制备与表征
        3.2.3.1 表面功能化氧化石墨烯悬浮液的制备
        3.2.3.2 表面功能化还原氧化石墨烯悬浮液的制备
        3.2.3.3 柔性FGO、FrGO膜和叉指FGO-FrGO膜的制备
        3.2.3.4 叉指FGO-FrGO MSC的制备
        3.2.3.5 电极的电化学测试
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 FGO与FrGO纳米片悬浮液的表征
        3.3.2 柔性FGO与FrGO膜的电化学性能
        3.3.3 柔性平面叉指FGO-FrGO MSC的电化学性能
        3.3.4 集成化FGO-FrGO MSC对农业物联网中低功耗温湿度传感器供能
    3.4 本章小结
第四章 基于滤纸的雨水能量收集转换器件的研制
    4.1 引言
    4.2 实验与方法
        4.2.1 材料与试剂
        4.2.2 仪器设备
        4.2.3 改性浆料制备、FPNG制备与表征
        4.2.3.1 改性MWCNTs墨水浆料的制备
        4.2.3.2 滤纸基纳米发电机的制备
        4.2.3.3 测量与表征
    4.3 结果与讨论
        4.3.1 FPNG的表征
        4.3.2 FPNG工作条件优化
        4.3.3 FPNG输出功率及对雨水能量的收集转换
        4.3.4 FPNG在植物叶片上对雨水能量的收集转换
    4.4 本章小结
第五章 基于普鲁兰多糖的能量收集转换器件的研制
    5.1 引言
    5.2 实验与方法
        5.2.1 材料与试剂
        5.2.2 仪器设备
        5.2.3 复合膜与TENG的制备
        5.2.3.1 普鲁兰多糖膜与普鲁兰多糖复合膜制备
        5.2.3.2 普鲁兰多糖复合膜TENG的制备
    5.3 结果与讨论
        5.3.1 普鲁兰多糖复合膜的表征
        5.3.2 复合膜构建的TENG工作原理以及工作条件优化
        5.3.3 普鲁兰多糖复合膜TENG的循环利用可行性
        5.3.4 普鲁兰多糖复合膜TENG对机械能收集转换的应用示例
        5.3.5 普鲁兰多糖复合膜TENG对农业物联网中低功耗温湿度传感器的供能
    5.4 本章小结
第六章 总结与展望
    6.1 研究工作内容与结论
    6.2 本研究的主要创新点
    6.3 对未来工作展望
参考文献
作者简历

(7)基于自供能的石油井下智能通讯系统(论文提纲范文)

摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 石油井下智能通讯系统研究背景
    1.2 石油井下智能通讯系统研究现状
        1.2.1 有线传输方式
        1.2.2 无线传输方式
    1.3 本文的主要研究内容与创新点
    1.4 本文的结构安排
第二章 石油井下智能通讯系统供能研究
    2.1 传统石油井下智能通讯系统供能分析
    2.2 环境能量收集技术
        2.2.1 太阳能发电技术
        2.2.2 振动能量收集技术
        2.2.3 温差发电技术
        2.2.4 电磁能收集技术
    2.3 基于能量片的设计策略
    2.4 问题描述
    2.5 本章小结
第三章 自供能石油井下智能通讯系统设计
    3.1 自供能石油井下智能通讯系统设计
        3.1.1 自供能石油井下智能通讯系统
        3.1.2 自供能石油井下智能通讯系统数据采集端
        3.1.3 自供能石油井下智能通讯系统中继传输系统
    3.2 石油井下智能通讯系统通信实验
    3.3 本章小结
第四章 基于环境能量收集技术的自供能石油井下智能通讯系统实验验证
    4.1 基于电磁发电的自供能石油井下智能通讯系统实验与讨论
    4.2 基于摩擦纳米发电机的自供能石油井下智能通讯系统实验与讨论
        4.2.1 摩擦纳米发电机
        4.2.2 摩擦纳米发电机结构
        4.2.3 摩擦纳米发电机输出性能
        4.2.4 实验结果与分析
    4.3 基于压电换能装置的自供能石油井下智能通讯系统实验与讨论
        4.3.1 压电发电机
        4.3.2 压电换能装置结构
        4.3.3 压电换能装置输出性能
        4.3.4 实验结果与分析
    4.4 本章小结
第五章 总结与展望
    5.1 总结
    5.2 展望
致谢
参考文献
攻硕期间的研究成果

(8)高中物理教学中传统实验和DIS实验的对比与整合研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题的研究背景
        1.1.1 基础教育课程改革的要求
        1.1.2 DIS实验教学在我国的传播与发展
        1.1.3 传统实验教学的新面貌
    1.2 课题的内容与意义
        1.2.1 研究的内容
        1.2.3 研究的意义
    1.3 课题研究的现状
        1.3.1 国外DIS数字化信息系统发展水平研究
        1.3.2 国内DIS数字化信息系统发展水平研究
        1.3.3 国内DIS数字化信息系统的研究状况及水平
第2章 高中物理实验教学的理论基础
    2.1 新课改关于物理实验教学的改革
    2.2 教育教学理论的支持
        2.2.1 建构主义学习理论
        2.2.2 布鲁纳的表征系统理论和“发现学习”的教学思想
        2.2.3 奥苏泊尔有意义学习理论
        2.2.4 元认知理论
第3章 传统实验和DIS实验在物理实验教学中的应用分析
    3.1 物理实验在高中物理教学中的地位和作用
        3.1.1 物理实验在物理教学中的地位
        3.1.2 物理实验在物理教学中的作用
    3.2 高中物理实验教学现状调查及分析
        3.2.1 问卷的编制
        3.2.2 调查的实施
        3.2.3 调查问卷的数据处理及结果分析
第4章 高中物理教学中传统实验和DIS实验教学模式的比较研究
    4.1 实验设备及误差的比较研究
        4.1.1 实验设备的比较
        4.1.2 误差分析的比较
    4.2 影响学生核心素养的比较研究
        4.2.1 对学生形成物理观念难易度的比较
        4.2.2 对学生科学思维和科学探究培养的比较
        4.2.3 对学生科学态度与责任的培养的比较
    4.3 新课标中的学生实验在两种模式下的比较研究
        4.3.1 必修1
        4.3.2 必修2
        4.3.3 必修3
        4.3.4 选择性必修1
        4.3.5 选择性必修2
        4.3.6 选择性必修3
第5章 传统实验和DIS实验的优化整合
    5.1 传统实验与DIS实验优化整合的研究
        5.1.1 传统实验与DIS实验优化整合的意义
        5.1.2 传统实验与DIS实验优化整合的原则
    5.2 传统实验与DIS实验优化整合的三种方式
        5.2.1 实验设备的整合
        5.2.2 实验方式的整合
        5.2.3 与探究性教学的整合
    5.3 传统实验与DIS实验优化整合的案例设计
        5.3.1 实验设备的整合案例:探究加速度与力、质量的关系
        5.3.2 实验方式的整合案例:观察电容器的充、放电现象
        5.3.3 与探究性教学的整合案例:验证机械能守恒定律
    5.4 传统实验与DIS实验优化整合的有效性验证
        5.4.1 促进学习成绩验证
        5.4.2 培养创新能力验证
        5.4.3 提高学习兴趣验证
第6章 研究结论与反思
    6.1 研究结论
    6.2 研究中存在的问题
    6.3 研究过程中存在问题的反思
    6.4 前景与展望
参考文献
附录A 《实验:探究加速度与力、质量的关系》教学设计
附录B 《电容器的电容》教学设计
附录C 《实验:验证机械能守恒定律》教学设计
攻读学位期间取得的研究成果
致谢

(9)基于学习进阶的中学物理“机械能”概念衔接研究(论文提纲范文)

摘要
abstract
1 导言
    1.1 研究背景与缘由
        1.1.1 研究背景
        1.1.2 研究缘由
    1.2 研究目的及内容
        1.2.1 研究目的
        1.2.2 研究内容
    1.3 研究方法和思路
        1.3.1 研究方法
        1.3.2 研究思路
2 文献综述
    2.1 “学习进阶”的相关研究
        2.1.1 学习进阶的定义
        2.1.2 学习进阶的组成要素与特征
        2.1.3 学习进阶的研究现状
        2.1.4 学习进阶的研究方法
        2.1.5 学习进阶的案例分析与启示
    2.2 “概念转变教学”的相关研究
        2.2.1 相关概念的含义与联系
        2.2.2 概念转变的教学模式
        2.2.3 概念转变的教学策略
        2.2.4 概念转变的教学过程
    2.3 小结
3 初、高中“机械能”课程标准的对比研究
    3.1 对比初高中“机械能”课程标准的内容要求
    3.2 初步划分初高中“机械能”内容要求水平
    3.3 小结
4 建构初、高中“机械能”的学习进阶
    4.1 初中“机械能”的已有概念测试研究
        4.1.1 选取已有的初中机械能概念测试研究
        4.1.2 结果分析
    4.2 高中“机械能”的概念测试研究
        4.2.1 高中“机械能”的已有概念研究
        4.2.2 基于SOLO分类理论的调查问卷编写
        4.2.3 基于SOLO分类理论的概念调查问卷检测
        4.2.4 依据SOLO分类理论的概念测试分析
    4.3 构建初、高中“机械能”的学习进阶
        4.3.1 学习进阶终点的确定
        4.3.2 学习进阶起点的确定
        4.3.3 构建进阶水平
    4.4 小结
5 基于初高中“机械能”学习进阶的概念转变教学设计
    5.1 构建“功”的学习进阶
    5.2 利用概念转变教学策略进行教学设计
6 结论与反思
    6.1 研究结论
    6.2 研究反思
参考文献
附录
附录Ⅰ 正确反映样式及初测数据统计
附录Ⅱ SOLO分类理论下高中“机械能”概念测试卷
致谢
在校科研成果

(10)高中物理教科书内容组织维度对比分析 ——以人教版新旧高中物理教科书为例(论文提纲范文)

摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 研究背景
    1.2 研究问题、目的和意义
        1.2.1 研究问题
        1.2.2 研究目的
        1.2.3 研究意义
    1.3 研究综述
        1.3.1 教科书内容组织研究现状
        1.3.2 教科书评价系统研究现状
        1.3.3 文献综述总结
    1.4 研究对象和内容
        1.4.1 研究对象
        1.4.2 研究内容
    1.5 研究方法
        1.5.1 文献法
        1.5.2 比较研究法
        1.5.3 内容分析法
    1.6 研究思路
2 概念界定
    2.1 教科书
    2.2 教科书视角界定内容组织概念
        2.2.1 教科书内容组织
        2.2.2 内容组织指标
3 高中物理教科书内容组织分析工具制定
    3.1 建立分析工具指标体系的依据
    3.2 分析工具指标体系的建立
        3.2.1 顺序性
        3.2.2 衔接性
        3.2.3 统整性
        3.2.4 栏目合理性
4 高中物理教科书内容组织对比分析
    4.1 教科书体例结构对比分析
        4.1.1 教科书框架结构对比分析
        4.1.2 教科书框架内容对比分析
    4.2 教科书内容组织指标对比分析
        4.2.1 教科书内容选择对比分析
        4.2.2 顺序性对比分析
        4.2.3 衔接性对比分析
        4.2.4 统整性对比分析
        4.2.5 栏目合理性对比分析
5 研究结果、建议与展望
    5.1 新版高中物理教科书内容组织特点总结
    5.2 新版高中物理教科书教学建议
    5.3 展望与不足
参考文献
攻读学位期间学术成果
致谢
附录1 人教版旧版高中物理教科书全册节末习题分布统计
附录2 人教版新版高中物理教科书全册节末习题分布统计
附录3 人教版新版高中物理教科书章节目录表
附录4 人教版旧版高中物理教科书章节目录表
附录5 人教版初中物理教科书章节目录表

四、机械能相关问题的讨论(论文参考文献)

  • [1]高中物理规律教学的课堂知识结构研究 ——以“机械能守恒定律”为例[D]. 窦培增. 南京师范大学, 2021
  • [2]高中物理守恒观念研究 ——以能量守恒为例[D]. 林小雨. 南京师范大学, 2021
  • [3]利用四个标记点与六个标记点计算撑杆跳躯干能量的比较[D]. 张瑶敏. 上海体育学院, 2021(12)
  • [4]科学本质视野下两岸高中物理力学部分教材比较与实践研究[D]. 李杏莲. 闽南师范大学, 2021(12)
  • [5]基于STEM教育理念的初中物理课程设计与实施[D]. 唐晓庆. 东北师范大学, 2021(12)
  • [6]农业物联网中低功耗传感器的新型供能器件的研究和制备[D]. 陆元超. 浙江大学, 2021(01)
  • [7]基于自供能的石油井下智能通讯系统[D]. 李兴. 电子科技大学, 2021(01)
  • [8]高中物理教学中传统实验和DIS实验的对比与整合研究[D]. 张立平. 上海师范大学, 2021(07)
  • [9]基于学习进阶的中学物理“机械能”概念衔接研究[D]. 周可馨. 四川师范大学, 2021(12)
  • [10]高中物理教科书内容组织维度对比分析 ——以人教版新旧高中物理教科书为例[D]. 余科鹏. 四川师范大学, 2021(12)

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关于机械能相关问题的讨论
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