伊犁師范學(xué)院物理與電子信息學(xué)院 2009伊犁師范學(xué)院物理與電子信息學(xué)院 2009屆物理學(xué)專業(yè)課題研究#伊犁師范學(xué)院物理與電子信息學(xué)院 2009伊犁師范學(xué)院物理與電子信息學(xué)院 2009屆物理學(xué)專業(yè)課題研究的原理，在冬天由于氣溫較低，鋼筋混泥土就會(huì)體積收縮，而到夏季，由于氣溫較高，它們又會(huì)受熱體積膨脹，如果接口處沒有縫隙，就會(huì)使路面受到擠壓而變形甚至斷裂。（4）伊犁河大橋每一橋墩增加了四個(gè)小券，節(jié)省材料，減少橋的重量，而且，當(dāng)河流漲水時(shí)，一部分水可以從小券流過，既可以使水流暢通，又減少了洪水對(duì)橋的沖擊，保證了橋的安全。四個(gè)小券均勻?qū)ΨQ，打拱與小拱構(gòu)成一幅完整的圖畫，增加了造型的優(yōu)美感，更重要的是，這樣的設(shè)計(jì)符合結(jié)構(gòu)力學(xué)理論，提高了橋梁的承載能力和穩(wěn)定性。（三）伊犁特拜都拉清真清真寺的簡介：“拜都拉”在維吾爾語中是“天房”的意思，是穆斯林朝拜的神圣之地。原寺院相傳建于乾隆38年（1773年），由內(nèi)地能工巧匠建成。拜都拉清真寺建成后，伊犁穆斯林無不歡欣鼓舞，額手相慶。據(jù)說一位來自土耳其的著名大毛拉，看到該寺雄偉壯觀和它在北疆所處的地位，特冠以“拜都拉”

之名。拜都拉清真寺現(xiàn)在的總面積為6950平方米可一次性容納3000—3500人，由宣禮塔、禮拜殿、講經(jīng)堂組成。為阿拉伯穹頂式建筑，大殿上面一組 (1大4小)渾厚飽滿的白色穹頂，頂上一彎銀白色新月，形象上相互呼應(yīng)，尺度上恰成比例，組成了豐富的天際線，頗具鮮明的藝術(shù)效果。清真寺的物理學(xué)分析：禮拜殿的空間縱深很大，同時(shí)又要解決采光與防雨的問題，故禮拜殿為組合式坡屋頂，多者達(dá)五座屋頂勾聯(lián)相接。并且正是由于禮拜殿空間縱深大，可以以有比較好的室內(nèi)空間感，聲響效果明顯。當(dāng)穆斯林們?cè)谀罱?jīng)時(shí)，聲波在空間里多次反射，有加強(qiáng)原聲的效果。為什么會(huì)有增強(qiáng)聲音的效果？我們都知道室內(nèi)某一點(diǎn)接收到的聲音，可以看成是由直達(dá)聲、早期反射聲、混響聲三部分組成。聲音在房間里傳播時(shí)不但遵循聲音在大氣中的傳播規(guī)律，還會(huì)被房間天花板，地面，墻面反射回來，當(dāng)聲源不斷發(fā)射時(shí)入射波與反射波相疊加，形成復(fù)雜的室內(nèi)聲場(chǎng)。室內(nèi)中大的平表面會(huì)像鏡面一樣反射聲音，而且入射角等于反射角，內(nèi)凹型的表面會(huì)聚攏聲音，形成聲聚焦，外凸的表面能使聲音擴(kuò)散，當(dāng)房間表面起伏不平，而且尺寸接近或小于聲音波長時(shí)，聲音入射后將不會(huì)形成定向反射，而是向各個(gè)方向散射。窗戶都設(shè)置在高處，有非常好的透光效果，顯得室內(nèi)很亮堂。拜都拉清真寺的尖塔大概有5、6層樓高,與大門連建，使清真寺的標(biāo)志明顯，而且還可以節(jié)省許多建筑材料和人工。而大殿為平頂結(jié)構(gòu)，分為內(nèi)外兩殿，外殿前有棚檐。殿內(nèi)木柱林立，用以支撐碩大的平頂。平頂所受的巨大重力可以很好的均分在個(gè)個(gè)立柱之上，使建筑更加穩(wěn)定。

同時(shí)可以產(chǎn)生很大的室內(nèi)空間。這種平頂結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)在于可以較好的適應(yīng)新疆地區(qū)雨量少、風(fēng)沙大的氣候條件，建筑結(jié)構(gòu)簡單、省工省料，比起脊式屋頂靈活，不必受屋頂?shù)氖`和制約，平面布置富有隨意性。外殿成敞廊式，天熱時(shí)可在此禮拜；內(nèi)殿較嚴(yán)緊，利于冬冷時(shí)禮拜。伊犁的建筑還有很多，我們所分析的只是其中的一小部分，物理學(xué)被廣泛的應(yīng)用于建筑及生活的很多地方。伊犁是一個(gè)各名族聚居的地方，擁有很多的傳統(tǒng)及特色的物品，下文將對(duì)幾種物品進(jìn)行分析。伊利特色名族物品的物理學(xué)分析（一）哈薩克族傳統(tǒng)樂器：冬不拉冬不拉的簡介哈薩克族的“冬”是樂器彈奏之聲，“不拉”為定弦之意，即指彈弦之意。也有人認(rèn)為“冬”為粗糙的木刻，“不拉”為張弦之意，就是在一個(gè)挖空的木頭上張弦的樂器。冬不拉的構(gòu)造及特點(diǎn)：琴桿細(xì)長，音箱有瓢形和扁平的兩種。一般用松木或桑木制作，琴頸即指板，過去多用整木斫成。音箱上有發(fā)音小孔，有羊腸弦兩根，琴身有羊腸弦品位，是一種哈薩克族民間流行的彈撥樂器。音箱是用松木或樺木制成，或扁平或瓢形。冬不拉由面板、背板、東不拉琴桿、琴頭、弦軸、馬子和縛弦等構(gòu)成。面板用松木制作，背板、琴桿和弦軸等用硬質(zhì)木料做成。面、背板膠合成共鳴箱，呈扁平瓢形，琴桿細(xì)長,上有指板并嵌有音品。

冬不拉的物理學(xué)分析冬不拉的發(fā)聲原理為弦振動(dòng)冬不拉全長80?90厘米，面板上開有一個(gè)圓形音孔，通過聲音的反射使音量得到了擴(kuò)大，圓孔的大小不同，從而改變音量的大小。冬不拉有十四個(gè)品格，不同的品格使弦振動(dòng)的頻率不同，從而使音調(diào)的咼低不同。弦振動(dòng)包含一系列復(fù)雜運(yùn)動(dòng)，其總振動(dòng)系由多種不同的振動(dòng)形態(tài)組成。橫振動(dòng)是最基本的，其全長振動(dòng)產(chǎn)生基音,決定該弦音咼，(基音一般的聲音都是由發(fā)音體發(fā)出的一系列頻率、振幅各不相同的振動(dòng)復(fù)合而成的。這些振動(dòng)中有一個(gè)頻率最低的振動(dòng)，由它發(fā)出的音就是基音，其余為泛音)。分段振動(dòng)產(chǎn)生一系列諧音決定音色。振動(dòng)幅度決定音強(qiáng)?？v振動(dòng)是隨橫振動(dòng)引起的沿弦長方向的周期性伸縮位移運(yùn)動(dòng)，對(duì)橫振動(dòng)起增強(qiáng)某些諧音振幅的作用。共鳴箱為瓢形，用7塊木板拼合而成。共鳴箱之所以制作成瓢形，是有利于聲音更好的被反射，從音孔射出，傳遞出更清晰的樂音。共鳴箱薄而大為了達(dá)到增強(qiáng)音量的目的?弦本身纖細(xì)，不能驅(qū)動(dòng)足夠密度和面積的空氣媒質(zhì)及于人耳,僅靠弦振動(dòng)所發(fā)的聲音是極微弱的。所以，弦必須借助于與某種共鳴箱結(jié)合;當(dāng)弦振動(dòng)時(shí)，使共鳴箱受迫振動(dòng)，幫助把弦的振動(dòng)能量大面積地向空氣輻射傳播出去。所以人聽到的冬不拉的聲音，實(shí)際是源自弦而發(fā)自共鳴箱兩者之間的藕合關(guān)系、共鳴箱以及其面板與弦相結(jié)合。這里既有弦振動(dòng)，又有板的振動(dòng)。冬不拉的面板和背板受弦振動(dòng)的激勵(lì),整個(gè)共鳴箱及腔內(nèi)空氣也隨之振動(dòng)，各有各自的固有頻率，形成整個(gè)琴體的頻響。支點(diǎn)。支點(diǎn)特性。弦和琴體各部分的固有頻率組合呈現(xiàn)一系列共振頻率的峰和谷。 這些峰和谷在頻率上的分布較均勻，樂器的發(fā)音一般是好的，否則就可能出現(xiàn)高低音不均衡的現(xiàn)象。弦樂器上的共鳴箱與弦不是發(fā)生共振，而是受迫振動(dòng)。（二）省力工具一一核桃鉗子核桃鉗子的簡介：核桃鉗子是一款專門為剝核桃而設(shè)計(jì)的簡單機(jī)械工具，核桃鉗子整體弧形設(shè)計(jì)，手感非常的舒服，堅(jiān)固耐用。核桃鉗子適用于小核桃、榛子、長壽果、薄皮核桃、鮑魚果等果殼堅(jiān)硬的堅(jiān)果。一般是剛性材質(zhì)，超強(qiáng)耐用兩手柄可以張開180°角。還可以開啟帶螺紋的瓶蓋。核桃鉗子的物理學(xué)分析：（1）杠桿原理亦稱“杠桿平衡條件”。要使杠桿平衡，作用在杠桿上的兩個(gè)力（動(dòng)力和阻力）的大小跟它們的力臂或反比。動(dòng)力X動(dòng)力臂=阻力X阻力臂，用代數(shù)式表示為Fi?Li=F2?L2式中，F(xiàn)i表示動(dòng)力，Li表示動(dòng)力臂，F(xiàn)2表示阻力，1_2表示阻力臂。從上式可看出，欲使杠桿達(dá)到平衡，動(dòng)力臂是阻力臂的幾倍，動(dòng)力就是阻力的幾分之一。在使用杠桿時(shí)，為了省力，就應(yīng)該用動(dòng)力臂比阻力臂長的杠桿；如欲省距離，就應(yīng)該用動(dòng)力臂比阻力臂短的杠桿。因此使用杠桿可以省力，也可以省距離。但是，要想省力，就必須多移動(dòng)距離；要想少移動(dòng)距離，就必須多費(fèi)些力。要想又省力而又少移動(dòng)距離，是不可能實(shí)現(xiàn)的。由受力分析圖所示，核桃鉗是一種省 AF3力杠桿。F3圖中，o點(diǎn)為支點(diǎn)，F(xiàn)i，F(xiàn)2為動(dòng)力，F(xiàn)3,F4為阻力，OAOB為動(dòng)力臂，OC,OD為F4阻力臂。由圖可知?jiǎng)恿Ρ鄞笥谧枇Ρ郏瑒t由杠桿平衡原理 ：FiXOA=F3XOC,OA>OC,則可得FivF3,核桃鉗子為省力杠桿。核桃鉗子手柄處有塑料膠皮，其上有紋路，這樣做增大了手與手柄接觸面的粗糙程度，從而增大了它們之間的摩擦力，在使用時(shí)使鉗子不易從手中滑落。核桃鉗子鉗口處成鋸齒形，一方面增大了核桃與鉗口之間的摩擦力，在使用時(shí)使核桃更好的固定于鉗口間；另一方面，鋸齒形狀的鉗口，可以減小與核桃的受力面積，增大了的壓力的作用效果，使核桃更易發(fā)生形變。哈薩克族傳統(tǒng)農(nóng)具扇鐮扇鐮的簡介哈薩克族的草場(chǎng)多為山區(qū)，面積較大，地勢(shì)不平，草類雜多，高低不齊，而打草時(shí)間只有1星期左右，所以就要哈薩克族高效率的完成工作，由此便有了扇鐮。扇鐮是哈薩克族人打草的主要工具。扇鐮頭長約為八十公分，厚約 2mm鋼鐵制成，頭部尖細(xì)并向內(nèi)彎曲，尾部有一個(gè)約為十公分的柄，垂直刀身且呈一定角度扭轉(zhuǎn)彎曲。扇鐮柄是1.5-2.0m的強(qiáng)直木柄，頭粗尾細(xì)，在中間部位有一個(gè)垂直于木柄的u型手柄；扇鐮頭與扇鐮柄用鐵制的扇鐮箍固定，可折疊，攜帶方便。扇鐮中所蘊(yùn)含的物理學(xué)原理使用扇鐮時(shí)，長長的柄，垂直的

手柄，讓牧民不必彎腰就能使用扇鐮，更為省力方便，揮動(dòng)扇鐮，割到的草呈扇形倒下，長長的木柄，長長的刀身，增加了割到草的面積。（2）尖而彎曲的刀尖很好的將草分開，使沒有割到的草直立不倒下，方便對(duì)其采割；尾部的短柄呈一定角度的彎曲，使牧民不必彎腰，刀身就能呈水平狀態(tài)，能夠采割更為低矮的草。（3）采用扇鐮箍，是因?yàn)樵诓皇褂玫臅r(shí)候可以將刀頭折疊，方便攜帶，避免傷人；最有特點(diǎn)的是木柄中間的u型手柄,為采割時(shí)提供了著力點(diǎn)，增大了人體身體扭動(dòng)，帶動(dòng)扇鐮的橫掃面積。（四）哈薩克族傳統(tǒng)農(nóng)具酸奶席酸奶席子的簡介右圖為制作酸奶疙瘩的席子，它是哈薩克名族人制作酸奶的傳統(tǒng)用具，它是由一樣粗細(xì)大小的芨芨草按照席子的方法編織而成。酸奶席子的物理分析：制作奶疙瘩的席子與吐魯番的葡萄干房有異曲同工之處。我們知道增快蒸發(fā)的條件是增大接觸面積，通風(fēng)，以及提高溫度。而席子可以增大酸奶疙瘩的接觸面積，同時(shí)席子間大小相似的縫隙可以將迎來的風(fēng)分成很多份，這也就使奶疙瘩有了很好的通風(fēng)效果。同時(shí)，由于新疆的高溫也為酸奶的制成提供了自然環(huán)境?？偨Y(jié)無論是草原上的白色宮殿，宏偉的伊犁河大橋，富有名族特色的拜圖拉清真寺，還是阿肯彈奏的冬不拉，傳統(tǒng)的扇鐮和酸奶席子，無處不蘊(yùn)含著物理知識(shí)。而對(duì)于伊犁這個(gè)美麗又特殊的地方，這些生活中點(diǎn)點(diǎn)滴滴的物理知識(shí)成為了教育孩子們的鮮活例子。這里學(xué)生不會(huì)再覺得物理是一門枯燥無用的課程，而是我們觸手可及的東西。從現(xiàn)在的小學(xué)到大學(xué)，我們一直在研究如何上好一堂物理課，而我們也清楚的看到，很多農(nóng)牧地區(qū)的教育學(xué)狀況由于種種原因難以跟上教改的步伐， 沒有將物理真正的融入到生活當(dāng)中，沒有讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到物理課程存在的重要性和趣味性。 當(dāng)然，作為教師和準(zhǔn)教師的我們，應(yīng)花費(fèi)更多的時(shí)間做物理課題的研究，一個(gè)老師只有以自身為榜樣才能更好的教育學(xué)生。在這一次的課題研究中，雖然我們并未列盡伊犁地區(qū)特色建筑和物品，但對(duì)于早知道的，我們都進(jìn)行了詳細(xì)的說明和總結(jié)，希望能為伊犁地區(qū)的物理教育事