費馬原理在競賽運動學中的應用

2021-01-07 物理李李老師

瀏覽器版本過低,暫不支持視頻播放

費馬原理在競賽運動學中的應用

一、光的折射,全反射:

二、費馬最短時間原理:光在任意介質中從一點傳播到另一點,沿所需時間最短的路徑傳播。(光走極值)

例題:

1、步行者想要在最短時間內從田野A處出發到達田野B處,A、B兩處相距1300m,一條直路穿過田野,A處離道路600m,B處離道路100m,步行者沿田野的步行速度是3km/h,沿道路的步行速度是6km/h,問步行者應選擇什麼樣的路徑時間最短?最短時間是多少?討論A、B兩處位於道路同側和道路異側兩種情況。 23.08min 24.12min

2、在很大的一湖岸邊(可視湖岸為直線)停放著一隻小船,由於纜繩突然斷開,小船被風颳跑,其中方向與河岸成15°,速度為v=2.5 km/h。同時岸上有一人,從同一地點追趕小船,已知他在岸上跑的速度為v1=4 km/h,在水中遊的速度為v2=2 km/h,問此人能否追上小船,小船能被人追上的最大速度是多少?

相關焦點

  • 費馬原理對摺射定律的證明
    如果你是屬於數學超常體系,如果你是物理怪咖、理論大牛,你一定聽過費馬大定理、費馬原理、費馬點。
  • 費馬小定理與歐拉定理Ⅰ
    費小定理與歐拉定理Ⅰ費馬小定理我們對費馬小定理和歐拉定理應該非常熟悉。
  • 微積分先驅|費馬
    解析幾何  費馬是解析幾何的兩個發明者之一。在笛卡兒的《幾何學》發表之前,他在1629年就已發現了解析幾何的基本原理。他考慮任意曲線和它上面的一般點M(見圖1):費馬敘述了他的一般原理:「只要在最後的方程裡出現了兩個未知量,我們就得到一條軌跡,這兩個量之一,其末端就繪出一條直線或曲線」。圖中對於不同位置的E,其末端M,M1,M2……就把「線」描出。  費馬採用韋達的代數符號給出了直線和圓錐曲線的方程。他還領會到坐標軸可以平移或旋轉,並給出一些較複雜的二次方程及其化簡後的形式。
  • 費馬小定理
    客觀地說,帕斯卡獨立解出了這個問題,並提出了「數學期望」(mathematical expectation)這個概率學中經典的概念。不過當時,帕斯卡仍然覺得需要與人討論,於是寫信與另一個人討論——這個人就是費馬(Pierre de Fermat,皮耶·德·費馬,1601年8月17日-1665年1月12日)。
  • 費馬(Fermat)引理
    費馬(Fermat)引理是實分析中的一個定理,以皮埃爾·德·費馬命名。
  • 中考數學「費馬點」問題,王者再度歸來
    費馬點在最新教材中已不再提及,數學老師通常在課堂上作為拓展知識來講解,但正是由於是拓展知識,很多學生不會太重視,甚至當初耳邊風。10年前的中考題裡,考察這一知識點的情況比較常見。近年來,為了給學生減負,費馬點問題不再作為考試大綱的考點。但是,有時候還是會以探索類的題型出現,就是換著花樣來考。
  • 如何學好高中數學競賽
    專題學習與思維養成   這部分一共分為代數、平面幾何、數論、組合四個模塊,學生應當對四塊作專題學習,並在學習過程中熟悉並運用競賽思維。整個學習過程最後可以有教練引導,但學生的自主學習意願與自主學習能力尤為重要。   3. 專題分析與訓練   競賽中有很多重要的題型或是模型最好是由教練來點撥,輔之以足夠的訓練可以收穫良好的效果。
  • 費馬的副業:說說賭博和概率論
    三四百年前,歐洲的貴族生活奢靡,到處盛行著賭博活動,在賭博過程中,經常會出現因「賭金分配」不均而出現的種種糾紛.有這樣一個典型的例子:在一場賭博中,規定賭博雙方誰先勝六局就算贏.在一個賭徒勝了5局,另一個賭徒勝了2局的情況下,賭局被中斷了,那麼賭金應該怎麼分?有人認為,應該按5︰2的比例,把賭金分給雙方.
  • 重視拓展知識點的總結提煉,費馬點問題,王者再度歸來
    什麼是費馬點費馬問題是十七世紀法國數學家、被譽為業餘數學家之王的皮埃爾·德·費馬提出的一個著名的幾何問題。在一個三角形所在平面,找到一點,到三角形三個頂點的距離之和最小。費馬成功的找到了這樣的點,即「費馬點」。費馬點在最新教材中已不再提及,數學老師通常在課堂上作為拓展知識來講解,但正是由於是拓展知識,很多學生不會太重視,甚至當初耳邊風。
  • 光折射原理被推翻?科學家發現新雷射束推翻費馬原理
    中佛羅裡達大學的研究人員已經開發出一種新型的雷射束,它不遵循長期以來關於光如何折射和傳播的原理。該發現最近發表在《自然光子學》上,可能對光通信和雷射技術產生巨大影響。UCF光學與光子學院的教授,該研究的主要研究者Ayman Abouraddy說:「這種新型的雷射束具有普通雷射束無法共享的獨特特性。」
  • 光折射原理被推翻?科學家發現新的雷射束,推翻了費馬原理
    中央佛羅裡達大學的研究人員已經開發出一種新型的雷射束,它不遵循長期以來關於光如何折射和傳播的原理。該發現最近發表在《自然光子學》上,可能對光通信和雷射技術產生巨大影響。「相反,時空波包可以安排成以通常的方式運行,根本不改變速度,甚至在密度更大的材料中異常加快速度,」 Abouraddy說。「因此,這些光脈衝可以同時到達空間中的不同點。」「想想裝滿水的玻璃杯中的勺子在水和空氣相遇的那個界面,勺子好像是被折斷了一樣。」 Abouraddy說。空氣中的光速不同於水中的光速。
  • 素數中的數學知識:費馬二平方定理
    業餘數學之王費馬在1640年提出了一個著名的猜想:奇質數能表示為兩個平方數之和的充分必要條件是該質數被4除餘1,這就是數論中的費馬二平方定理,但費馬沒有給出嚴格的證明,一直到100年之後的1747年歐拉給出了該猜想的嚴格證明,才使得這個猜想變成了數學定理,如果你沒有一定的數論知識歐拉的巧妙證明你是很難理解的,本篇我們就來了解下該定理首先所有素數可以分成兩類
  • 高考和競賽中的化學反應原理問題怎麼解決?
    化學反應原理是化學反應所遵循的基本原則和規律,主要包含化學熱力學和化學動力學的內容,涉及到化學反應能否進行;若可進行,能進行到什麼程度;可以進行,進行的程度也很大,進行的快慢如何等內容。化學反應原理實際是定性和定量研究化學反應的基本規律,是一個反應從可能性到現實性轉化的研究歷程,在歷年高考和競賽試題中佔有比重比較大,也是很多同學感覺很難的地方。今天會給大家介紹下怎麼掌握這部分內容。首先要弄清楚基本概念,如焓變,熵變,吉布斯自由能變,平衡常數,速率常數,活化能等等,一定要結合具體反應深刻理解才行,很多時候都是因為沒有弄懂基本概念才失分的。
  • 高中物理競賽典型例題精講——滑塊光滑軌道內運動時間
    04-02-10_滑塊光滑軌道內運動時間本期高中物理競賽試題,我們共同來研究一個較為簡單的動量守恆、機械能守恆與運動過程向結合的典型題目,其實從本質上來說,本期題目應該是一個動力學和運動學相結合的題目,因為通常在應用動量守恆和機械能守恆處理題目時
  • 解析幾何的真正發明權,除了笛卡爾還有他,業餘數學之王——費馬
    1637年,笛卡爾在他劃時代的巨作《幾何學》中論述了代數與幾何的結合,證明了幾何結構與代數運算的等價性,建立了點與實數的對應關係,把「形」(點、線、面)和「數」統一起來,建立了曲線和方程的對應關係,標誌著解析幾何的誕生,因此,笛卡爾也被後人尊稱為解析幾何之父。笛卡爾其實除了笛卡爾,還有一位數學家為解析幾何的誕生做出了巨大貢獻,他就是業餘數學之王——費馬。
  • 費馬:猜想還在繼續 - 遇見數學
    猜想的提出費馬是一位業餘數學家,在數學領域裡被譽為「業餘數學之王」,在他逝世後,人們在整理他的書稿時發現了這個猜想,因為他巨大的影響力,以「費馬大定理」之名公布,之後,從他的描述語境中,數學家們試圖重塑他的或是找到猜想的證明過程,不服氣的專業數學家們幾乎所有的都有研究過
  • 費馬和他的猜想
    費馬和他的猜想      費馬是17世紀法國數學家。
  • 從組合數學角度理解費馬小定理
    在數論中,有兩個以法國數學家皮埃爾·德·費馬(Pierre de Fermat)命名的定理,一個叫做
  • 初中關於著名幾何極值問題-「費馬點」模型的應用,你會用麼?
    答案呢,既是要建立在費馬點上。關於費馬點,相信很多同學也都知道了。它是由十七世紀法國數學家、被譽為業餘數學家之王的皮埃爾·德·費馬(Pierre de Fermat,1601–1665)提出的一個著名的幾何問題。我們今天就來分享一下這個費馬點模型。那到底這個模型是什麼呢?
  • 高中物理競賽典型例題精講——物體光滑木板上移動摩擦力
    03-01-21_物體光滑木上移動摩擦力本期高中物理競賽試題,我們共同來研究一下運動學方程在動力學解題中的應用方法和手段,通過牛頓第二定律可以知道,在動力學方程中與運動學有非常緊密關係的物理量其實只有加速度,通過加速度即可以從運動學入手解決受力問題