题记：

今年9月起，某人开始学中学物理了。

突然，我发现自己的处境有点危险了——如果某人学不好物理，岂不是我的责任？滥竽充数、鱼目混珠的帽子大概不请自来了。这岂不是给中科院丢脸？哇，细思恐极！

为了保住这顶物理学博士的帽子，我打算开始写些博文作为记录。将来万一需要推卸责任的时候，我也可以有些说辞：此考题太难也，非辅导之罪！

前贤拉普拉斯写书的时候，一张图都不画；我虽不才，写些关于中学物理的博文，也是不好意思画图的——当然，主要还是因为懒。

此开卷第一篇也。

先说说对现在中学物理教材的一些感想。

现在的物理课本很漂亮，有很多图片，但是很多东西讲得都很浅。整体来说，现在的课本看起来就像是宣传册。我很怀疑谁能够真的只看课本就学会物理；学生们似乎也不怎么看课本，他们看的是中学教材全解——全解里有更加详细的说明、例题和习题，更像是我们30年前的课本（我当时用的是甲种本）加上教师参考书（一般都买不到）。主要差别在于讲解的顺序完全不同了。现在八年级物理上册的内容是：物态及其变化；物质世界的尺度、质量和密度；物质的简单运动；声现象；光现象。这是一学期的课程，我记得当年我们花了很多时间学运动学和力学，而且是一上来就学这些东西。

顺便说一下，课本像宣传册，教材全解像以前的课本加教师参考书，总体来说比30年前范围广、程度浅，不仅仅是物理课程才有这种现象，实际上，所有的中学课程都是这样的。

中科院某物理博士

2015-10-04

高铁上的硬币

中国的高速铁路建设得很好，高铁跑起来很快、很平稳，车子上竖个硬币，跑跑停停的都不会倒下来。从中学物理来看，这个现象能说明些什么？

硬币是个薄圆柱体。为了让硬币竖着不倒，硬币的轴应该沿着火车前进的方向，而且火车的加速度不能太大。

首先，运动状态改变了（也就是说，有了加速度），就意味着物体受到了力。

为了让硬币稳定不动，它的轴应该沿着前进方向，这是因为滑动摩擦远大于滚动摩擦（原因大致是，滑动时物体重心要起伏，滚动时则不会）。硬币一旦滚起来，就很容易倒了；而能不能滚起来，取决于滚动方向有没有加速度。高铁的轨道很平，弯曲度很小，而一般车辆行驶的时候拐来拐去、上下颠簸。

恰当放置的硬币，当火车加速度超过一定阈值的时候，硬币也会倒下。这个阈值是g•t/d，其中，g是重力加速度，t是硬币厚度，d是硬币直径。最简单的解释是：加速“力”与重力的合力不超出硬币的支撑面。

仅就这件事来说，外国的硬币比中国的好用。1元硬币直径为25.00毫米，厚度1.85毫米；1美元直径为26.50毫米，厚度2.00毫米；1欧元直径为16.25毫米，厚度1.67毫米；1英镑直径为23毫米，厚度3毫米（据说现在改成12边形的了，那就更难滚动了）。用英镑做这个实验最容易，它的加速度阈值是1.30米每秒平方。其他三种硬币分别是1.03（欧元）、0.75（美元）和0.74（人民币）。

假设高铁速度是每小时300公里，那么以阈值进行加速的话，从0加速到最大速度，需要多长时间呢？分别是64秒（英镑）、81秒（欧元）、111秒（美元）和113秒（人民币）。在这段时间里，高铁跑了多远呢？大致是3-6公里。实际上，高铁的加速过程可能需要3-5分钟，远远小于这个阈值，所以，整个加速距离也要相应地增大许多。

顺便说一下印尼的扯淡理由：高铁要跑很长距离才达到高速，而印尼的火车要经停的站都比较近，火车还没有达到高速之前，就已经到站了。。。。。。印尼要建的铁路好像是200公里每小时的，而这个跑动距离是以速度平方关系下降的，如果加速度以人民币阈值的一半来算，如果两个车站之间只有加速和减速过程，那么两站最短距离是8.5公里。印尼建的这是什么铁路系统，两站之间只有10公里？如果真是这样，那还是提倡全民健身更合适些：大家跑跑马拉松、骑骑自行车什么的，大概也就够了。

高铁列车上一枚小小的硬币，也能反映出许多中学物理内容呢。

好了，就到这里吧。

PS：

本文的直接诱因是张学文老师的博文

高铁火车的加速度很低？

http://blog.sciencenet.cn/blog-2024-925179.html  

PPS：

吕喆：变薄的高中物理教材与并未见轻的学生负担
http://blog.sciencenet.cn/blog-111635-262198.html

中国高铁立硬币9分钟不倒 日本新干线也做了一个试验：立不起来

http://www.guancha.cn/Project/2016_09_06_373590.shtml