《學髓之道:我的逆襲法典》第459章 小組首次活動:解析一道複雜的物理壓軸題(1)

作者:孟旬·8個月前

十一月九日,週六,學習小組第一次正式活動的早晨。

八點鐘的教室裡空蕩蕩的,只有靠窗的最後一排坐著三個人。陽光透過玻璃斜射進來,在桌面上投下明亮的光斑,灰塵在光束中緩緩浮動。

蘇雨晴把三份列印好的題目放在桌上,紙張在陽光下白得晃眼。

“這是我選的題。”她的聲音在空曠的教室裡顯得格外清晰,“去年物理競賽決賽的壓軸題,完整解答需要涉及力學、電磁學、能量轉化三個模組的深度綜合。”

凌凡拿起題目,目光掃過那些密密麻麻的文字和示意圖。題目描述了一個精巧的物理裝置:一個帶有電荷的小球,被約束在特殊形狀的軌道上運動,軌道處於變化的電磁場中,小球在運動過程中還會因為摩擦而損失能量,同時受到週期性外力的驅動。

題幹長達整整一頁,各種條件錯綜複雜地交織在一起。

趙鵬盯著題目看了半分鐘,額頭已經開始冒汗:“這……這真的是人能做的題嗎?”

“競賽題都這樣。”蘇雨晴平靜地說,“但正是因為難,才有討論的價值。按照規則,我們先各自獨立思考三十分鐘。”

她按下手機計時器。

教室裡瞬間安靜下來,只剩下筆尖劃過紙張的沙沙聲。

凌凡沒有急著動筆。他把題目從頭到尾仔細讀了兩遍,在腦子裡構建物理圖景:小球怎麼運動,軌道什麼形狀,電場磁場怎麼變化,摩擦力如何影響,外力怎麼作用……

虛擬大廳的控制檯全功率啟動,物理模組高速運轉,各種可能的分析路徑在意識中閃現又消失。

五分鐘後,他開始在草稿紙上畫圖。先畫出軌道的三維示意圖,標註關鍵引數。接著畫出電磁場的分佈圖,標出變化規律。然後是小球的受力分析,列出所有可能作用的力。

這個過程很慢,但很紮實。他知道,對於這種複雜問題,前期分析越透徹,後期解題越順利。

另一邊的蘇雨晴採用了完全不同的策略。她沒有畫圖,而是直接在草稿紙上列出所有已知條件和未知量,用符號建立起數學關係。她的思路更偏向數學建模——先把物理問題抽象成數學問題,再用數學工具求解。

趙鵬則盯著題目發呆。他的基礎還不夠紮實,面對這種級別的難題,連從哪裡入手都困難。但他沒有放棄,按照凌凡教他的方法——遇到看不懂的題,先拆解,把大問題拆成小問題。

他開始在草稿紙上寫:1.小球的運動軌跡;2.電磁場的作用;3.能量轉化關係;4.外力影響……

雖然暫時解不出來,但至少把問題結構理清了。

時間一分一秒流逝。

二十分鐘時,凌凡已經完成了初步分析,開始嘗試建立運動方程。但他很快遇到了障礙——由於軌道形狀複雜,小球的速度方向不斷變化,導致洛倫茲力的方向也在變,這給受力分析帶來了巨大困難。

他試了兩種座標系,都覺得不夠簡潔。

蘇雨晴那邊也卡住了。她的數學模型建立到一半時,發現方程數量少於未知量,這意味著有些隱含條件沒有用上。她重新審題,尋找遺漏的資訊。

趙鵬還在拆解問題,已經寫到了第七個小問題,但每個小問題他都解不出來。

“時間到。”蘇雨晴按下停止鍵。

三十分鐘結束,三人都沒有完整思路。

“先從我開始。”蘇雨晴把草稿紙推到桌子中央,“我採用的是數學建模法。把小球看作質點,建立直角座標系,列牛頓第二定律在三個方向的分量式。”

她在紙上寫出三個方程,每個方程都包含七八項。

“但我遇到了兩個問題。”她指著方程,“第一,這些方程是非線性的,求解困難。第二,方程數量不夠,需要補充條件。”

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