动力学的两类基本问题(讲课用正式版)

牛顿第二定律的应用—动力学的两类基本问题

用牛顿第二定律解动力学的两类基本问题

1、已知物体的受力情况确定物体的运动情况

根据物体的受力情况求出物体受到的合外力，然后应用牛顿第二定律F=ma求出物体的加速度，再根据初始条件由运动学公式就可以求出物体的运动情况––物体的速度、位移或运动时间。【重点提示】物体的运动情况是由受力情况和初始状态(初速度的大小和方向)共同决定的． 2、已知物体的运动情况确定物体的受力情况

根据物体的运动情况，应用运动学公式求出物体的加速度，然后再应用牛顿第二定律求出物体所受的合外力，进而求出某些未知力。

求解以上两类动力学问题的思路，可用如下所示的框图来表示：

第一类

第二类

在匀变速直线运动的公式中有五个物理量，其中有四个矢量。运动学和动力学中公共的物理量是加速度a。在处理力和运动的两类基本问题时，不论由力确定运动还是由运动确定力，关键在于加速度a。

【重点提示】以上两类问题中a是联结运动学公式和牛顿第二定律的桥梁。

3、注意点：

①运用牛顿定律解决这类问题的关键是对物体进行受力情况分析和运动情况分析，要善于画出物体受力图和运动草图．不论是哪类问题，都应抓住力与运动的关系是通过加速度这座桥梁联系起来的这一关键．

②对物体在运动过程中受力情况发生变化，要分段进行分析，每一段根据其初速度和合外力来确定其运动情况；某一个力变化后，有时会影响其他力，如弹力变化后，滑动摩擦力也随之变化．

二、由受力情况求解运动学物理量

规律方法

1．明确研究对象，根据问题的需要和解题的方便，选出被研究的物体．

2．全面分析研究对象的受力情况，并画出物体受力示意图，确定出物体做什么运动(定性)．

3．根据力的合成法则或正交分解法求出合外力(大小、方向)，列出牛顿第二定律方程式，求出物体的加速度．(常以加速度方向为正方向)

4．结合题中给出的物体运动的初始条件，选择合适的运动学公式求出所需的运动学量． 例1．如图所示，用F =12 N 的水平拉力，使物体由静止开始沿水平地面做匀加速直线运动. 已知物体的质量m =2.0 kg ，物体与地面间的动摩擦因数μ=0.30. 求： (1)物体加速度a 的大小；

(2)物体在t =2.0s 时速度v 的大小.

（3） 物体开始运动后t = 2.0 s 内通过的位移x ．

变式一：地面上放一木箱，质量为10kg ，用50N 的力与水平方向成37°角拉木箱，使木箱从静止开始沿水平面做匀加速直线运动，假设水平面光滑，（取g=10m/s 2，sin37°=0.6，cos37°=0.8）（1）求物块运动的加速度的大小

（2）求物块速度达到s m v /0.4 时移动的位移

例2．如图7所示，一位滑雪者在一段水平雪地上滑雪。已知滑雪者与其全部装备的总质量m = 80kg ，滑雪板与雪地之间的动摩擦因数μ＝0.05。从某时刻起滑雪者收起雪杖自由滑行，此时滑雪者的速度v = 5m/s ，之后做匀减速直线运动。 求：

（1）滑雪者做匀减速直线运动的加速度大小；

（2）收起雪杖后继续滑行的最大距离。

图7

分子动力学概述

分子动力学 分子动力学方法是一种计算机模拟实验方法，是研究凝聚态系统的有力工具。该技术不仅可以得到原子的运动轨迹，还可以观察到原子运动过程中各种微观细节。它是对理论计算和实验的有力补充。 分子动力学总是假定原子的运动服从某种确定的描述，这种描叙可以牛顿方程、拉格朗日方程或哈密顿方程所确定的描述，也就是说原子的运动和确定的轨迹联系在一起。在忽略核子的量子效应和Born-Oppenheimer绝热近似下，分子动力学的这一种假设是可行的[1]。所谓绝热近似也就是要求在分子动力学过程中的每一瞬间电子都处于原子结构的基态。要进行分子动力学模拟就必须知道原子间的相互作用势。在分子动力学模拟中，我们一般采用经验势来代替原子间的相互作用势，如Lennard-Jones势、Mores势、EAM原子嵌入势、F-S多体势。然而采用经验势必然丢失了局域电子结构之间存在的强相关作用信息，即不能得到原子动力学过程中的电子性质[1]。 事实上，分子动力学就是模拟原子系统的趋衡过程。实际上，分子动力学方法就是确定某一描述与初始条件、边值关系的数值解。我们假定系统经过M步长之后达到稳定，而这

一稳定状态正是我们所求的。 １、分子动力学的算法分析 首先，我们假定我们研究的系统服从 Newton 方程所确定的描述，即： )(1 )(.. t F m t r = （1） 式中r(t)表征原子在t 时刻的位置矢量 F(t)表征原子在t 时刻所受到的力，它与所有原子的位置矢有关 m 表征原子的质量。 如果我们给定初始条件，即方程（１）的定解条件r(0)和v(0)，那么方程（１）的解就可以确定。６０年代中期发展了大量的分子动力学算法，如两步差分算法[2]、预测-校正算法 [3] 、中心差分算法[4]、蛙跳算法[5]等等。为了方便导出它们， 我们以Euler 一步法[6] 来讨论之。我们令)()(.. t r t v =（表征粒子 的速度），则有： ) ()()(1 )()(... . t v t r t F m t r t v === （２） 记??? ? ??????=? ? ? ???=)()(1)()()()(. t v t F m t f t r t v t w （３）

分子动力学的模拟过程

分子动力学的模拟过程 分子动力学模拟作为一种应用广泛的模拟计算方法有其自身特定的模拟步骤,程序流程也相对固定。本节主要就分子动力学的模拟步骤和计算程序流程做一些简单介绍。 1. 分子动力学模拟步驟 分子动力学模拟是一种在微观尺度上进行的数值模拟方法。这种方法既可以得到一些使用传统方法,热力学分析法等无法获得的微观信息,又能够将实际实验研究中遇到的不利影响因素回避掉,从而达到实验研宄难以实现的控制条件。 分子动力学模拟的步骤为: (1)选取所要研究的系统并建立适当的模拟模型。 (2)设定模拟区域的边界条件,选取粒子间作用势模型。 (3)设定系统所有粒子的初始位置和初始速度。 (4)计算粒子间的相互作用力和势能,以及各个粒子的位置和速度。 (5)待体系达到平衡,统计获得体系的宏观特性。 分子动力学模拟的主要对象就是将实际物理模型抽象后的物理系统模型。因此,物理建模也是分子动力学模拟的一个重要的环节。而对于分子动力学模拟,主要还是势函数的选取,势函数是分子动力学模拟计算的核心。这是因为分子动力学模拟主要是计算分子间作用力,计算粒子的势能、位置及速度都离不开势函数的作用。系统中粒子初始位置的设定最好与实际模拟模型相符,这样可以使系统尽快达到平衡。另外,粒子的初始速度也最好与实际系统中分子的速度相当,这样可以减少计算机的模拟时间。 要想求解粒子的运动状态就必须把运动方程离散化,离散化的方法有经典Verlet算法、蛙跳算法(Leap-frog)、速度Veriet算法、Gear预估-校正法等。这些算法有其各自的优势,选取时可按照计算要求选择最合适的算法。 统计系统各物理量时,便又涉及到系统是选取了什么系综。只有知道了模拟系统采用的系综才能釆用相对应的统计方法更加准确,有效地进行统计计算,减少信息损失。 2. 分子动力学模拟程序流程 具体到分子动力学模拟程序的具体流程,主要包括: (1)设定和模拟相关的参数。 (2)模拟体系初始化。 (3)计算粒子间的作用力。 (4)求解运动方程。 (5)循环计算,待稳定后输出结果。 分子动力学模拟程序流程图如2.3所示。

怎样说课——说课的基本步骤和方法

怎样说课——说课的基本步骤和方法 “说课“是在备课的基础上，面对同行或专家领导，在规定的时间内，针对具体课题，采用讲述为主的方式，系统地分析教材和学生等，并阐述自己的教学设想及理论依据。（然后由同行评议，达到互相交流，共同提高的一种教研活动。） 时间一般为15——20分钟，政治一般是两部分，一是先回答一个关于政治学科的问题，二是说课。 一、说课的内容 1．说教材——教材分析(2—3分钟） 说教材包括以下几个方面： （1）说教材的地位作用。 要说明课标对所教内容的要求，脱离课标的说课那就是无本之木、无源之水，会给人一种虚无缥缈的感觉。还有说明所教教学内容在节、单元、年级乃至整套教材中的地位、作用和意义，说明教材编写的思路与结构特点。 （2）说教学目标的确定。 三维的课程目标应是一个整体，知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观三个方面互相联系，融为一体。在教学中，既没有离开情感态度与价值观、过程与方法的知识与技能的学习，也没有离开知识与技能的情感态度与价值观、过程与方法的学习。 新课程背景下的课堂教学，要求根据各学科教育的任务和学生的需求，从“知识和能力”“过程和方法”“情感态度和价值观”三个方面出发设计课程目标。具体到教学实践，就是要把原来目标单一(即知识与技能)的课堂转变为目标多维(即知识与能力、过程与方法、情感态度与价值观三个维度)的课堂。 但是，思想政治课的教学目标是知识目标、能力目标、情感态度价值观目标。特别是情感态度价值观目标是思想政治课的本质和灵魂，一定要突出。 （3）说教材的重点难点。 教学重点除知识重点外，还包括能力和情感的重点。教学难点，是那些比较抽象、离生活较远或过程比较复杂，使学生难以理解和掌握的知识。并要具体分析教学难点和教学重点之间的关系。 2．说学生——学情分析(30秒左后） 就是分析教学对象。因为学生是学习的主体，因此教师说课必须说清楚学生情况。这部分内容可以单列，也可以插在说教材部分里一起说。说学生包括： （1）说学生的知识经验。这里说明学生学习新知识前他们所具有的基础知识和生活经验，这种知识经验对学习新知识产生什么样的影响。 （2）说学生的技能态度。就是分析学生掌握学习内容所必须具备的学习技巧，以及是否具备学习新知识所必须掌握的技能和态度。 （3）说学生的特点风格。说明学生年龄特点，以及由于身体和智力上的个别差异所形成的学习方式与风格。 3．说教法与手段（1-2分钟） 就是说出选用什么样的教学方法和采取什么样的教学手段，以及采用这些教学方法和手段的理论依据是什么。 （1）说教法组合及其依据。教法的组合，一是要考虑能否取得最佳效果，二是要考虑师生的劳动付出是否体现了最优化原则。一般一节课以一二种教学方法为主，穿插渗透其他教法。说教法组合的依据，要从教学目标、教材编排形式、学生知识基础与年龄特征、教师的

(完整版)动力学的两类基本问题

动力学的两类基本问题 一、基础知识 1、动力学有两类问题： ⑴是已知物体的受力情况分析运动情况； ⑵是已知运动情况分析受力情况，程序如下图所示。 2、根据受力情况确定运动情况，先对物体受力分析，求出合力，再利用__________________求出________，然后利用______________确定物体的运动情况(如位移、速度、时间等)． 3．根据运动情况确定受力情况，先分析物体的运动情况，根据____________求出加速度，再利用______________确定物体所受的力(求合力或其他力)． 其中，受力分析是基础，牛顿第二定律和运动学公式是工具，加速度是桥梁。 解题步骤 (1)确定研究对象； (2)分析受力情况和运动情况，画示意图(受力和运动过程)； (3)用牛顿第二定律或运动学公式求加速度； (4)用运动学公式或牛顿第二定律求所求量。 例1. 一个静止在水平面上的物体，质量是2kg ，在8N 的水平拉力作用下沿水平面向右运动，物体与水平地面间的动摩擦因数为0.25。求物体4s 末的速度和4s 内的位移。 例2. 滑雪者以v 0=20m/s 的初速度沿直线冲上一倾角为30°的山 坡，从刚上坡即开始计时，至3.8s 末，滑雪者速度变为0。如果雪 橇与人的总质量为m=80kg ，求雪橇与山坡之间的摩擦力为多少？ g=10m/s 2 . 运动学公式 a （桥梁） 运动情况：如v 、t 、x 等 受力情况：如F 、m 、μ m F a v = v o +at x= v o t + at 2 21v 2－ v o 2 =2ax

二、练习 1、如图所示，木块的质量m＝2 kg，与地面间的动摩擦因数μ＝0.2，木块在拉力F＝10 N作用下，在水平地面上从静止开始向右运动，运动5.2 m后撤去外 力F.已知力F与水平方向的夹角θ＝37°(sin 37°＝0.6，cos 37°＝ 0.8，g取10 m/s2)．求： (1)撤去外力前，木块受到的摩擦力大小； (2)刚撤去外力时，木块运动的速度； (3)撤去外力后，木块还能滑行的距离为多少？ （1）2.8N（2）5.2m/s （3）6.76m 2、如图所示，一个放置在水平台面上的木块，其质量为2 kg，受到一个斜向下的、与水平方向成37°角的推力F＝10 N 的作用，使木块从静止开始运动，4 s 后撤去推力，若木块与水平面间的动摩擦因数为 0.1.(取g＝10 m/s2)求： (1)撤去推力时木块的速度为多大？ (2)撤去推力到停止运动过程中木块 的加速度为多大？ (3)木块在水平面上运动的总位移为多少？ 3、如图5所示，在倾角θ＝37°的足够长的固定的斜面上，有一质量为m＝1 kg的物体，物体 与斜面间动摩擦因数μ＝0.2，物体受到沿平行于斜面向上的轻细绳的拉力F＝9.6 N的作用，从静止开始运动，经2 s绳子突然断了，求绳断后 多长时间物体速度大小达到22 m/s？(sin 37°＝0.6，g取 10 m/s2)

分子动力学模拟-经验谈

分子动力学攻略 此文为dddc_redsnow发表于biolover上的关于分子动力学的系列原创文章，相当经典与精彩，特此将系列文章整合，一起转载，望学习动力学的新手们共同学习，提高进步，在此特向dddc_redsnow本人表示感谢。 动力学系列之一（gromacs，重发） 在老何的鼓励下，发一下我的gromacs上手手册（我带人时用的，基本半天可以学会gromcas） ###################################################### # Process protein files step by step # ###################################################### pdb2gmx -f 2th_cap.pdb -o 2th_cap.gro -p 2th_cap.top -ignh -ter nedit 2th_cap.top editconf -f 2th_cap.gro -o 2th_cap_box.gro -d 1.5 genbox -cp 2th_cap_box.gro -cs -p 2th_cap.top -o 2th_cap_water.gro make_ndx -f 2th_cap_water.gro -o 2th_cap.ndx genpr -f 2th_cap_water.gro -n 2th_cap.ndx -o 2th_cap_All.itp genpr -f 2th_cap_water.gro -n 2th_cap.ndx -o 2th_cap_M.itp genpr -f 2th_cap_water.gro -n 2th_cap.ndx -o 2th_cap_C.itp nedit Flavo.itp grompp -f em.mdp -c 2th_cap_water.gro -p 2th_cap.top -o prepare.tpr genion -s prepare.tpr -o 2th_cap_water_ion.gro -np 1 -pq 1 ##################################################### # Minimize step by step # # 1. minimization fixing whole protein # # 2. minimization fixing maincharin of protein # # 3. minimization fixing Ca of protein # # 4. minimization without fix # ##################################################### grompp -np 4 -f em.mdp -c 2th_cap_water_ion.gro -p 2th_cap.top -o minimize_water.tpr mpirun -np 4 mdrun -nice 0 -s minimize_water.tpr -o minimize_water.trr -c minimize_water.gro -e minimize_water.edr -g minimize_water.log & grompp -np 4 -f em.mdp -c minimize_water.gro -p 2th_cap.top -o minimize_sidechain.tpr mpirun -np 4 mdrun -nice 0 -s minimize_sidechain.tpr -o minimize_sidechain.trr -c minimize_sidechain.gro -e minimize_sidechain.edr -g minimize_sidechain.log & grompp -np 4 -f em.mdp -c minimize_sidechain.gro -p 2th_cap.top -o minimize_sidechain_ex.tpr mpirun -np 4 mdrun -nice 0 -s minimize_sidechain_ex.tpr -o minimize_sidechain_ex.trr -c minimize_sidechain_ex.gro -e minimize_sidechain_ex.edr minimize_sidechain_ex.log & grompp -np 4 -f em.mdp -c minimize_sidechain_ex.gro -p 2th_cap.top -o minimize_all.tpr mpirun -np 4 mdrun -nice 0 -s minimize_all.tpr -o minimize_all.trr -c minimize_all.gro -e minimize_allx.edr -g minimize_all.log&

说课基本步骤和注意事项

1、开头话语不宜过长，最好直接切入课题，语言应干脆利落。 2、说课过程中尽量脱稿，注意与评委进行目光交流，脸上表情丰富一些，最好面带微笑。 3、说课语言声音宏亮、口齿清楚、使用普通话，不要重复，停顿、迟疑次数不能较多，注意语言的过渡、承转要顺畅，若能做到言简意赅、抑扬顿挫则更好。 4、教材分析要全面、重点突出，如地位和作用、教学目标、重点、难点等应条理清楚，详略得当。 5、教学过程和教材分析、教法与学法各环节应合理分配时间，把握重点，教学过程应略讲。 6、教法和学法设计要体现“学生为中心”的理念，一定要让学生活动起来。教学环节包括复习旧课、引入新课、师生互动、启发思考、迁移类比、重难解析等。教法和学法的设计立意要高，注重培养学生发散思维等能力。 7、板书设计应线索分明、科学新颖、版面布局合理，字号稍大、工整大方、书写速度不宜太慢。 8、布置作业巩固课堂所学知识，若作业能兼有拓展延伸旧知、引入后续新知等功能则更妙。 1、基本素质不错，教案完整、板书设计合理，语言流畅。

2、切入标题应直接，多余废话不说，大标题应板书在黑板中上。 3、啰嗦语言尽量避免，语言要具有亲和力、喜闻乐见、幽默，能体现“寓教于乐”思想最好。说课过程中表述不能出错，引经据典、广泛联系实际时留心遣词造句的细节，如“建构主义”不能说成“构建主义”；说课中若能随口说出一些饱含哲理、寓意深刻的教育教学经典名句则更能令评委感觉耳目一新。 4、教学目标设定应是“三维目标”。 5、板书设计应简洁、工整、大方，板书书写应和说课同步进行，不要等到最好再进行，不要让评委等待看你写板书。 6、说课小结能起到由厚变薄、提纲挈领、画龙点睛之用。 说课基本步骤 今天我说课的课题，准备从四个方面进行：（宜开门见山、直接切题） 一、说教材 1、教材地位分析（强调承前启后、继往开来、宏观把握，说课时语言分段、清晰、适时停顿） 2、教学目标（必须设定三维目标） 3、教材重点和难点（透彻分析教材得出，重点和难点不宜太多） 二、说教法（教学设计思路，说出教学实践、行为的理论依据）

【学术讲坛】分子动力学介绍

【专业】计算物理 【研究方向】分子动力学模拟 【学术讲坛】 1、分子动力学简介： 分子动力学方法是一种计算机模拟实验方法，是研究凝聚态系统的有力工具。该技术不仅可以得到原子的运动轨迹，还可以观察到原子运动过程中各种微观细节。它是对理论计算和实验的有力补充。广泛应用于材料科学、生物物理和药物设计等。经典MD模拟，其系统规模在一般的计算机上也可达到数万个原子，模拟时间为纳秒量级。2006年进行了三千二百亿个原子的模拟（IBM lueGene/L）。 分子动力学总是假定原子的运动服从某种确定的描述，这种描叙可以牛顿方程、拉格朗日方程或哈密顿方程所确定的描述，也就是说原子的运动和确定的轨迹联系在一起。在忽略核子的量子效应和Born-Oppenheimer绝热近似下，分子动力学的这一种假设是可行的。所谓绝热近似也就是要求在分子动力学过程中的每一瞬间电子都处于原子结构的基态。要进行分子动力学模拟就必须知道原子间的相互作用势。 在分子动力学模拟中，我们一般采用经验势来代替原子间的相互作用势，如 Lennard-Jones势、Mores势、EAM原子嵌入势、F-S多体势。然而采用经验势必然丢失了局域电子结构之间存在的强相关作用信息，即不能得到原子动力学过程中的电子性质。 详细介绍请见附件。 2、分子模拟的三步法和大致分类 三步法： 第一步：建模。包括几何建模，物理建模，化学建模，力学建模。初始条件的设定，这里要从微观和宏观两个方面进行考虑。 第二步：过程。这里就是体现所谓分子动力学特点的地方。包括对运动方程的积分的有效算法。对实际的过程的模拟算法。关键是分清楚平衡和非平衡，静态和动态以及准静态情况。 第三步：分析。这里是做学问的关键。你需要从以上的计算的结果中提取年需要的特征，说明你的问题的实质和结果。因此关键是统计、平均、定义、计算。比如温度、体积、压力、应力等宏观量和微观过程量是怎么联系的。 有了这三步，你就可以做一个好的分子动力学专家了。推而广之，其实所谓的介观模拟，蒙特卡罗模拟、有限元模拟都是一个道理。

说课的基本步骤与要求

说课的基本步骤与要求 说课时，说课教师应报告课题，说明本课题选自哪一版本的教材、在教材中处于哪一册、哪一课时。说课的主要内容按顺序介绍如下： 一、说教材 1．教材分析（教材的地位和作用）：本节教学内容是在学生已学哪些知识基础上进行的，是前面所学哪些知识的应用，又是后面将要学习的哪些知识的基础，在整个知识系统中的地位如何。在学生的知识能力方面有哪些作用，对将来的学习有什么影响等。 2．教材处理：根据课堂教学需要，不盲目地依赖教材而循规蹈矩，创造性地对教材内容进行授课顺序调整和补充，以纵横知识联系，降低学生认知难度。把有关知识、技能、思想、方法、观点等用书画文字等形式加工整理，转化为导向式的教学活动。教材处理的目的是使学生容易接受、融会贯通，体现教师熟悉教材的程度，把握教材的能力。 3．教学目标：教学目标包括①知识技能、②数学思考、③问题解决、④情感态度。要阐述确定教学目标的依据。 4．重点难点：指出本节的教学重点和难点以及确定重点和难点的依据。 二、说教法 “教学有法，教无定法，贵在得法”。选择教学方法的基本依据是：①教学任务，②教学内容，③学生的年龄特征、学生的认识规律和发展水平。选择教学方法不要局限于某种方法，要灵活多样，对症下药，一把钥匙一把锁。使学生灵活地掌握知识、培养能力、发展智力。要说明通过什么途径有效地运用这些教学方法，要达到什么效果。如何发挥教师的主导作用。 三、说学法 阐述如何引导学生运用正确的学习方法完成本节课的教学活动，怎样让学生进入角色充当课堂教学的主体，怎样帮助学生自觉、生动地进行思维活动。使学生既学到了知识又掌握了学习方法，既培养了能力又发展了智力。 四、说教学程序 说教学程序是说课中最重要的环节。因为只有通过这一过程的分析才能看到说课者独具匠心的教学安排，它反映了教师的教学思想、教学个性与风格。也只

分子动力学作业概要

分子动力学(MD) 1 分子动力学（MD）基础 1.1 MD分类 1.2 MD简介 1.3 MD适用范围 2 分子动力学运动方程数值求解 2.1 基础知识 2.1.1 运动方程 2.1.2 空间描述 2.1.3 最小作用量原理 2.1.4 拉格朗日(Lagrange)方程 2.1.5 哈密顿(Hamilton)方程 2.2 粒子运动方程的数值解法 2.2.1 Verlet算法 2.2.2 欧拉(Euler)预测—矫正公式 2.2.3 Gear预测—矫正方法 3 分子动力学原胞与边界条件 3.1 分子动力学原胞 3.2 边界条件 3.2.1 自由表面边界 3.2.2 固定边界 3.2.3 柔性边界 3.2.4 周期性边界 4 势函数与分子力场 4.1 势函数 4.1.1 两体势 4.1.2 多体势 4.2 分子力场 4.2.1 分子力场函数的构成

4.2.2 常用力场函数和分类 5 分子动力学模拟的基本步骤 5.1 设定模拟所采用的模型 5.2 给定初始条件 5.3 趋于平衡计算 5.4 宏观物理量的计算 6 平衡态分子动力学模拟 6.1 系综 6.2 微正则系综的分子动力学模拟6.3 正则系综的分子动力学模拟

1 分子动力学（MD）基础 1.1MD分类 微正则系综（VNE） 正则系综（VNP） 平衡态MD 等温等压系综（NPT） 经典MD 等焓等压系综（NPH） 巨正则系综（ＶＴμ） 非平衡态ＭＤ 量子MD 1.2分子动力学(MD)简介 分子动力学是在原子、分子水平上求解多体问题的重要的计算机模拟方法。分子动力学方法为确定性模拟方法，广泛地用于研究经典的多粒子体系的研究中,是按该体系内部的内禀动力学规律来计算并确定位形的转变。 分子动力学方法是通过建立一组分子的运动方程，并通过直接对系统中的一个个分子运动方程进行数值求解，得到每个时刻各个分子的坐标与动量，即在相空间的运动轨迹，再利用统计计算方法得到多体系统的静态和动态特性, 从而得到系统的宏观性质。 在分子动力学中，粒子的运动行为是通过经典的Newton运动方程所描述。系统的所有粒子服从经典力学的运动规律，它的动力学方程就是从经典力学的运动方程——拉格朗日(lagrange)方程和哈密顿(Hamilton)方程导出。 1.3适用范围 原则上，分子动力学方法所适用的微观物理体系并无什么限制。这个方法适用的体系既可以是少体系统，也可以是多体系统；既可以是点粒子体系，也可以是具有内部结构的体系；处理的微观客体既可以是分子，也可以是其它的微观粒子。 实际上，分子动力学模拟方法和随机模拟方法一样都面临着两个基本限制：

说课的基本步骤

说课的基本步骤 一、说教材 1、教材的地位：从地位上、结构上、内容上、教育意义上等方面论述本节教材在本课、本书中的地位和作用。 2、教学目标： 根据新课程标准的要求、学生年龄特点、生活经验、认识问题的层次、程度、学生发展的需要等方面制定出三维学习目标。#https://www.wendangku.net/doc/0810179735.html, 3、教学重点、难点： 从教学内容、课标要求、学生实际、理论层次、对学生的作用等方面找出确立重点难点的依据并确定教学的重点和难点。 二、说教法 依据《纲要》、课标的四性、新理念、新教法等理论具体说明将在课堂设计中运用那些方法。这里可以从大的方面，从宏观上来说一下，具体详细可以放在下一个教学程序里说明。如： 1、参与式 2、讨论式 3、互动式 4、体验式 5、研究性学习 6、谈话、对话、辩论、调查、情景模拟、亲历体验、小活动等 三、说学法 依据新的教学理念、学习方式的转变，说出所倡导自主、合作、探究等方式方法。达到体验中感悟情感、态度、价值观；活动中归纳知识；参与中培养能力；合作中学会学习。 四、说教学程序 主体部分：说出教学的基本环节、知识点的处理、运用的方法、教学手段、开展的活动、运用的教具、设计的练习、学法的指导等。并说出你这样设计的依据是什么。 五、说板书 一般正规的说课如果时间允许的情况下，是要在说教学程序的过程中写出板书提纲的。如果时间很紧张，你可以提前写在一张大纸上，张贴在黑板上也可以。能够配合讲解适时出示，达到调控学生、吸引注意、使师生思路合拍共振的目的#https://www.wendangku.net/doc/0810179735.html, 说出这样设计的理由。如：能体现知识结构、突出重点难点、直观形象、利于巩固新知识、有审美价值等。 六、说课中应注意的几个问题 1、要正确认识上课与说课的区别。 上课是教师在特定的环境中,依据自己所编制的教案,实现教学目的,完成教学任务的过程.上课有具体的教学主体对象,有具体的师生配合过程,有一定的教学程序和具体的操作方法,是具体的教学实践活动.说课则不同,是由说课教师给特殊听众(领导,专家或同行)唱"独角戏",它侧重于理论阐述,属于教研活动的范畴. 2、要正确处理好备课与说课的关系。 备课和说课都是围绕一个具体的教学课题展开的,二者有着并列,相辅相成的关系,

第2节 牛顿第二定律 两类动力学问题(教案)

第2节牛顿第二定律两类动力学问题 一、教学目标 1．物理知识方面的要求： (1)加深理解牛顿第二定律的物理意义及提高公式的运用能力 (2)熟练掌握牛顿第二定律的应用方法 2．通过例题分析、讨论、练习使学生掌握应用牛顿定律解决力学问题的方法，培养学生的审题能力、分析综合能力和运用数学工具的能力。 3．训练学生解题规范、画图分析、完善步骤的能力。 二、重点、难点分析 1．重点内容是选好例题，讲清应用牛顿第二定律解决的两类力学问题及解决这类问题的基本方法。2．应用牛顿第二定律解题重要的是分析过程、建立图景；抓住运动情况、受力情况和初始条件；依据定律列方程求解。但学生往往存在重结论、轻过程，习惯于套公式得结果，所以培养学生良好的解题习惯、建立思路、掌握方法是难点。 动力学的两类基本问题 (1)已知受力情况求运动情况． 根据牛顿第二定律，已知物体的受力情况，可以求出物体的加速度；再知道物体的初始条件(初位置和初速度)，根据运动学公式，就可以求出物体在任一时刻的速度和位置，也就求出了物体的运动情况 (2)已知运动情况求受力情况． 根据物体的运动情况，由运动学公式可以求出加速度，再根据牛顿第二定律可确定物体的合外力，从而求出未知力，或与力相关的某些量，如动摩擦因数、劲度系数、力的方向等．

(3)两类动力学问题的解题思路图解： (4)两类动力学问题的解题步骤: （一）已知物体的受力情况，求解物体的运动情况 【例题1】如图所示，质量m=2kg的物体静止在光滑的水平地面上，现对物体施加大小F=10N与水平方向夹角θ＝370的斜向上的拉力，使物体向右做匀加速直线运动。已知sin370=0.6，cos370=0.8取g=10m/s2，求物体5s末的速度及5s内的位移。 问：a、本题属于那一类动力学问题？ B、物体受到那些力的作用？这些力关系如何？ C、判定物体应作什么运动？

两类动力学问题

牛顿运动定律的应用——两类动力学问题 一、引入 本单元应以牛顿第二定律为核心，要求学生熟练掌握之．然而，关于物体的“惯性”和作用力与反作用力关系及判断，学生也是极易出错的，因此也要求熟练掌握． 二、教学过程 1.加深对牛顿第二定律的理解 ①对定律中三个关键字的理解 “受”———是指物体所受的力，而非该物体对其他物体所施加的力。 “合”———是指物体所受的所有外力的合力，而非某一分力或某些分力的合力 “外”———是指物体所受的外力，而非内力（即物体内部各部分间的相互作用力，如一列火车各车厢间的拉力）。 ②牛顿第二定律确定了三个关系 大小关系：a ∝ m F ，加速度的大小与物体所受的合外力成正比，与物体的质量成反比． 方向关系：加速度的方向与合外力的方向相同． 单位关系：F ＝kma 中，只有当公式两边的物理量均取国际单位制中的单位时，比例系数k 才等于 1，公式才可简化为 F 合＝ma 。

③牛顿第二定律反映了加速度和力的五条性质 、m和a都是相对于同一物体而言的． 同体性——F 合 矢量性——牛顿第二定律是一个矢量式，求解时应先规定正方向．独立性——作用在物体上的每个力都将独立地产生各自的加速度，合外力的加速度即是这些加速度的矢量和． 同时性——加速度随着合外力的变化而同时变化． 瞬时性——牛顿第二定律是一个瞬时关系式，它描述了合外力作用的瞬时效果．如果合外力时刻变化，则牛顿第二定律反映的是某一时刻加速度与力之间的瞬时关系． ④力、加速度和速度的关系 关于力、加速度和速度的关系，正确的结论是：加速度随力的变化而变化，但力（或加速度）和速度并没有直接的关系，其变化规律需根据具体情况分析。例如，在简谐运动中，回复力、加速度最大时，振子的速度为零；而回复力、加速度为零时，振子的速度最大．2．什么样的问题是“牛顿第二定律”的应用问题(即物理问题的归类) 凡是求瞬时力及其作用效果的问题；判断质点的运动性质的问题(除根据质点运动规律判断外)都属“牛顿第二定律”的应用问题．动力学的两类基本问题即： ①由受力情况判断物体的运动状态；②由运动情况判断的受力情况

分子动力学介绍

1、分子动力学简介： 分子动力学方法是一种计算机模拟的实验方法，是研究凝聚态系统的有力工具。该技术不仅可以得到原子的运动轨迹，还可以观察到原子运动过程中各种微观细节。它是对理论计算和实验的有力补充。广泛应用于材料科学、生物物理和药物设计等。经典MD模拟，其系统规模在一般的计算机上也可达到数万个原子，模拟时间为纳秒量级。 分子动力学总是假定原子的运动服从某种确定的描述，这种描叙可以牛顿方程、拉格朗日方程或哈密顿方程所确定的描述，也就是说原子的运动和确定的轨迹联系在一起。在忽略核子的量子效应和绝热近似（Born-Oppenheimer）下，分子动力学的这一种假设是可行的。所谓绝热近似也就是要求在分子动力学过程中的每一瞬间电子都处于原子结构的基态。要进行分子动力学模拟就必须知道原子间的相互作用势。 在分子动力学模拟中，我们一般采用经验势来代替原子间的相互作用势，如Lennard-Jones势、Mores势、EAM原子嵌入势、F-S多体势。然而采用经验势必然丢失了局域电子结构之间存在的强相互作用的信息，即不能得到原子动力学过程中的电子性质。

2、分子模拟的三步法和大致分类 三步法： 第一步：建模。包括几何建模，物理建模，化学建模，力学建模。初始条件的设定，这里要从微观和宏观两个方面进行考虑。 第二步：过程。这里就是体现所谓分子动力学特点的地方。包括对运动方程的积分的有效算法。对实际的过程的模拟算法。关键是分清楚平衡和非平衡，静态和动态以及准静态情况。 第三步：分析。这里是做学问的关键。你需要从以上的计算的结果中提取年需要的特征，说明你的问题的实质和结果。因此关键是统计、平均、定义、计算。比如温度、体积、压力、应力等宏观量和微观过程量是怎么联系的。 大致分类： 2.1电子模拟（量化计算，DFT） 量子化学计算 一般处理几个到几十个原子 常见软件：GAUSSIAN，NWCHEM等 密度泛函（DFT） 可以算到上百个原子 常见软件：V ASP 2.2分子模拟（分子动力学，蒙特卡洛） 2.2.1分子级别的模拟 以分子的运动为主要模拟对象。采用经验性的分子间作用函数

(完整版)说课的基本步骤和说课稿模板(非常有用)

说课的基本步骤和说课稿模板（非常有用） 一、说教材 1、教材的地位： 从地位上、结构上、内容上、教育意义上等方面论述本节教材在本课、本书中的地位和作用。 2、教学目标： 根据新课程标准的要求、学生年龄特点、生活经验、认识问题的层次、程度、学生发展的需要等方面制定出三维学习目标。 3、教学重点、难点： 从教学内容、课标要求、学生实际、理论层次、对学生的作用等方面找出确立重点难点的依据并确定教学的重点和难点。 二、说教法 依据《纲要》、课标的四性、新理念、新教法等理论具体说明将在课堂设计中运用那些方法。这里可以从大的方面，从宏观上来说一下，具体详细可以放在下一个教学程序里说明。如： 1、参与式(participatory approach) 2、讨论式(discussion approach) 3、互动式(interaction approach) 4、体验式(experienced method) 5、研究性学习(project-based learning/inquiry learning) 6、谈话、对话、辩论、调查、情景模拟(scenario simulation)、小活动等 三、说学法 依据新的教学理念、学习方式的转变，说出所倡导自主、合作、探究等方式方法。达到体验中感悟情感、态度、价值观；活动中归纳知识；参与中培养能力；合作中学会学习。 四、说教学程序

主体部分：说出教学的基本环节、知识点的处理、运用的方法、教学手段、开展的活动、运用的教具、设计的练习、学法的指导等。并说出你这样设计的依据是什么。 五、说板书 一般正规的说课如果时间允许的情况下，是要在说教学程序的过程中写出板书提纲的。如果时间很紧张，你可以提前写在一张大纸上，张贴在黑板上也可以。能够配合讲解适时出示，达到调控学生、吸引注意、使师生思路合拍共振的目的 说出这样设计的理由。如：能体现知识结构、突出重点难点、直观形象、利于巩固新知识、有审美价值等。 六、说课中应注意的几个问题 1、要正确认识上课与说课的区别。 上课是教师在特定的环境中,依据自己所编制的教案,实现教学目的,完成教学任务的过程.上课有具体的教学主体对象,有具体的师生配合过程,有一定的教学程序和具体的操作方法,是具体的教学实践活动.说课则不同,是由说课教师给特殊听众(领导,专家或同行)唱"独角戏",它侧重于理论阐述,属于教研活动的范畴. 2、要正确处理好备课与说课的关系。 备课和说课都是围绕一个具体的教学课题展开的,二者有着并列,相辅相成的关系,但其表现内容不同.备课是教师在吃透教材,掌握大纲和课程标准的基础上精心编写教案的活动.它有明确的教学目标,具体的教学内容,有连贯而清晰的教学步骤,有启发学生积极思维的教学方法,有板书设计和检测试题等.而说课,则是教师在总体把握教材内容的基础上,说出在教学过程中,教师对各个环节具体操作的想法和步骤,以及这些想法和采用这些步骤的理论依据.简单地说,说课主要是回答自己为什么这样备课的问题.因此,说课教师不能只按照自己写好的教案把上课的环节作简单概述. 3、说课应重视新课程标准 重视新课程标准,就是要有新的教育理念.所以课标本身既是说课的内容,又是说课内容的依据,它是教师的执教之纲.它对教学工作提出了具体的安排与要求,为教师掌握教学内容规定了必须达到的标准,具有最高的权威性和指导性.说课重视课标应该说什么呢一是要说所教内容是否是课标要求的内容,二是要说课标中规定的本部分内容对学生的能力要求. 4、加大学法指导的力度

牛顿第二定律两类动力学问题及答案解析

牛顿第二定律两类动力学问题 知识点、两类动力学问题 1．动力学的两类基本问题 第一类：已知受力情况求物体的运动情况。 第二类：已知运动情况求物体的受力情况。 2．解决两类基本问题的方法 以加速度为“桥梁”，由运动学公式和牛顿第二定律列方程求解，具体逻辑关系如图： 对牛顿第二定律的理解 1．牛顿第二定律的“五个性质”

2．合力、加速度、速度的关系 (1)物体的加速度由所受合力决定，与速度无必然联系。 (2)合力与速度夹角为锐角，物体加速；合力与速度夹角为钝角，物体减速。 (3)a＝Δv Δt 是加速度的定义式，a与v、Δv无直接关系；a＝ F m 是加速度的决定式。 3．[应用牛顿第二定律定性分析]如图1所示，弹簧左端固定，右端自由伸长到O点并系住质量为m的物体，现将弹簧压缩到A点，然后释放，物体可以一直运动到B点。如果物体受到的阻力恒定，则( ) 图1 A．物体从A到O先加速后减速 B．物体从A到O做加速运动，从O到B做减速运动 C．物体运动到O点时，所受合力为零 D．物体从A到O的过程中，加速度逐渐减小 解析物体从A到O，初始阶段受到的向右的弹力大于阻力，合力向右。随着物体向右运动，弹力逐渐减小，合力逐渐减小，由牛顿第二定律可知，加速度向右且逐渐减小，由于加速度与速度同向，物体的速度逐渐增大。当物体向右运动至AO间某点(设为点O′)时，弹力减小到与阻力相等，物体所受合力为零，加速度为零，速度达到最大。此后，随着物体继续向右运动，弹力继续减小，阻力大于弹力，合力方向变为向左。至O点时弹力减为零，此后弹力向左且逐渐增大。所以物体越过O′点后，合力(加速度)方向向左且逐渐增大，由于加速度与速度反

说课的基本步骤和说课稿模板(1)

21、《真想变成大大的荷叶》说课稿 瞿靖中心小学滕兴伟 一、说教材 1、教材的地位： 《真想变成大大的荷叶》是苏教版小学语文二年级下册中的一篇教材。这是一首儿童诗，展现了孩子在夏天的美丽遐想，洋溢着浓浓的童真童趣。全诗共5小节。第一节写夏天这位小姐姐问我在夏天像变点什么；第二、三、四节分别写“我”为什么“真想变成大大的荷叶”。诗歌蕴涵丰富，语言浅近明快，富有儿童情趣。 2、教学目标： 1.能正确流利有感情的朗读课文，背诵课文。 2.学会本课9个生字，两条绿线内的2个生字只识不写。理解有生字组成的词语。 3.通过对课文的朗读感悟，激发学生对美好大自然的向往，体会亲近自然的愉快。 3、教学重点、难点： 1．理解生字词，感情朗读并背诵课文；激发学生对美好大自然的向往，体会亲近自然的愉悦。 2．理解“我”为什么“最想”变成大大的荷叶。 根据通过对课文的朗读感悟，激发学生对大自然的热爱，让学生充分发挥想象，由感而发，真情表露。 二、说教法 本课教学我主要采用了这样几种方法教学： 采用创设情境法，利用课文插图和多媒体创设情境，感悟夏天池塘的美丽；用运朗读指导法，培养学生的语感。 三、说学法 利用图文对照学习法，加深对课文内容的理解；运用想象法，感悟荷叶给小动物们带来的快乐；采用诵读积累法，强化对课文内容的理解与记忆。 四、说教学程序 一、复习词语 热情绿叶游入花丛穿梭嬉戏透明的雨滴清凌凌的小河眨眼的星星弯弯的星月小小的荷塘大大的荷叶一柄大伞 二、借助媒体，创设情境，激趣导入 1、(媒体出示1)（今天，老师给大家带来了一部小电影，不过必须要小朋友闭上眼睛，仔细听，这样才能看到精彩的画面。）播放

动力学的两类基本问题

4.6用牛顿运动定律解决问题（一） 【学习目标】 知识与技能 1．知道应用牛顿运动定律解决的两类主要问题。 2．掌握应用牛顿运动定律解决问题的基本思路和方法。 过程与方法 1．通过实例感受研究力和运动关系的重要性。 2．帮助学生学会运用实例总结归纳一般问题的解题规律的能力。 情感态度与价值观 1．初步认识牛顿运动定律对社会发展的影响。 2．初步建立应用科学知识的意识。 【学习重点】应用牛顿运动定律解决问题的基本思路和方法。 【学习难点】物体的受力分析及运动状态分析，解题方法的灵活选择和运用。正交分解法的应用。 【学习过程】 一、自主学习 1、理解牛顿第一定律的含义 揭示了力与运动的关系，力不是维持物体运动的原因，而是。 对于牛顿第一定律，你还有哪一些理解？ 2、理解牛顿第二定律是力与运动联系的桥梁 牛顿第二定律确定了_______________的关系，使我们能够把物体的___________情况和_________情况联系起来。 类型一：从受力确定运动情况 如果已知物体的受力情况，可以由牛顿第二定律求出物体的___________，再通过__________就可以确定物体的运动情况。 类型二：从运动情况确定受力 如果已知物体的运动情况，根据运动学公式求出物体的加速度，于是就可以由牛顿第二定律确定物体所受的___________。 3、能运用牛顿第三定律分析物体之间的相互作用 物体之间的作用力和反作用力总是 当一个物体的受力不容易分析的时候，我们能不能分析对它施加力的物体？ 分析的时候应该注意什么问题？ 跟踪练习 1．一个静止在水平面上的木箱，质量为2 kg，在水平拉力F=6 N的作用下从静止开始运动，已知木箱与水平面间滑动摩擦力是4N，求物体2 s末的速度及2 s内的位移。（g取10 m/s2）

说课的基本步骤和方法

说课的基本步骤和方法 “说课”是一种新兴的教研形式，指执教者在特定的场合，在精心备课的基础上，面对同行或教研人员讲述某节课(或某单元)的教学设想及其理论依据，然后由听者评议，说者答辩，相互切磋，从而使教学设计趋于完善的一种教研活动。说课也可以说是一种教学的艺术表现。说课不仅要说清“怎样教”，而且要说清“为什么这样教”。这是提高教师教学素养，增强教学能力的一种有效的教学活动，现在已经成为师资培训的一种有效的组织形式。 “说课“是在备课的基础上，面对同行或专家领导，在规定的时间内，针对具体课题，采用讲述为主的方式，系统地分析教材和学生等，并阐述自己的教学设想及理论依据，然后由同行评议，达到互相交流，共同提高的一种教研活动。 说课的基本步骤和方法 一、精心搜集和选用材料是使说课深刻生动的根基课题确定后，你的说课能否深刻、生动，从而吸引人、说服人，那么材料的搜集和选用是最关键的一步。 否则，说课的内容不充实，只能显示出一种浅薄，而缺乏一种厚重感。应依据哪些标准？选取哪些材料呢？ 1．教学课标中的教学目标，教参对教材内容的分析。 2．有关的教育教学理论及教学原则。 3．学生的起点行为情况。这包括学生原有的知识、技能、能力、学习方法、学习态度等非智力因素情况。 4．为了突破或分散本节难点，而需要的有关铺垫材料。 二、削枝强干，锤炼说课内容是使说课深刻充实的保证说课的显著特点在于说理，即内容与说理的有机融合要体现在整个说课过程中。 这样，靠内容的充实和环环相扣，使说课具有科学性、逻辑性、深刻性。要给听者留下深刻的印象，必须做到“说主不说次”、“说大不说小”、“说精不说粗”。所以要对说课的内容进行锤炼，削枝强干。怎样锤炼说课的内容呢？ 1．要具有清晰的结构能抓住听者心弦的说课，必须有一个经得起推敲的逻辑结构，要在注意把握教材自身内容联系的条件下，组织好说课的结构。