2020年丘奖物理金奖作品解析

作为提交截止时间最晚的赛区,丘奖内地赛区的论文提交即将截止,剩余时间不足一周!

作为由数学大师丘成桐先生亲自发起设立的中学生科学创新类奖项,丘奖从十四年前单一的数学奖,发展到今天的数学奖、物理奖、化学奖、生物奖、计算机奖和经济金融建模奖,其国际影响力正在不断提升,参赛人数也年年创下新高。

参赛项目越来越多,丘奖竞争不断“内卷”,什么样的作品才能从中脱颖而出,拿下物理赛道的最高荣誉——丘奖物理金奖的作品有哪些过人之处?

我们邀请翰林有方学术-物理工程主要负责人宋老师,为大家带来🏆2020丘奖物理金奖作品解析!
放在口袋里的耳机为什么总是打结?TA们通过研究绳结斩获丘奖物理金奖!丨推广丘奖物理获奖论文

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2020丘奖物理金奖

Physical Mechanism and Governing Factors of Spontaneous Knotting of Strings
线绳自发打结的物理机制

项目概况
当你从口袋中拿出有线耳机,想要使用它时,大概率你要先花点时间解开它打结的部分,这是令人的烦心的问题。而本作品研究的正是这个现象。

在实验中,学生们对这种线绳自发打结的现象做了较为深入的研究。

项目主要研究了振动和转动这两种打结的影响因素,并在每种因素的研究中更加细化的考虑到了振幅,频率,绳长,材质等多个因素,从多个维度对于线绳自发打结这一现象进行解释,项目所做实验易于开展。

从整个项目中,我们可以看到这组学生出色的生活观察能力、突出的数学推导能力和对于所学物理、数学知识的灵活运用能力。项目完全可以激发一个对物理不是很了解的人的兴趣,来了解这个现象发生的原因。
放在口袋里的耳机为什么总是打结?TA们通过研究绳结斩获丘奖物理金奖!丨推广研究亮点
1. 出色的生活观察能力
2. 突出的数学推导能力
3.对物理、数学知识的灵活运用

学生在生活众多的项目中找到了一个耐人寻味的现象,现象很简单,但是想用自己掌握的物理、数学知识明确解释它为什么会发生却很困难。

丘奖物理的选题,最好就是日常生活能够接触到的,又值得深入思考的现象。

整个理论部分书写清晰,由高中的物理知识出发,进行实际问题的应用和解答,理论推导极其工整,逻辑清晰,易于读者理解。
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整体文章的结构让我们看到学生的研究思路清晰且逻辑严密。

主要体现在以下三点:
1. 通过预实验为后续的正式实验确定了绳子的长度和材质,减少了后续实验的不确定性;
2. 通过理论分析,论证各个影响因素对现象的影响;
3. 验证阶段中,实验参数设置合理,因素考虑周全。
放在口袋里的耳机为什么总是打结?TA们通过研究绳结斩获丘奖物理金奖!丨推广整篇论文透露出严谨的思考逻辑和研究思路,理论和实验相结合,对于整个问题进行了详细地解释,体现了物理研究的科学性和完整性。

在丘奖总决赛舞台发表获奖感言时,三位学生说道:“刚开始的时候,我们的理论没有思路,实验仪器简陋,在指导老师和我们一步步的探索中,我们终于有了较完整的体系。

在上海的半决赛,教授认为我们的论文中没有物理,让我们感到很失落,但也正是这句话点醒了我们。在那之后我们不断地产生新的成果和结论,提出了能量的观点。在总决赛前的最后时刻,我们画出了一幅漂亮的图像,它帮助我们解释了如临界绳长、离群值等半决赛时手足无措的问题。”

总决赛的评委们也对这张图像产生了极大的兴趣,称之为“New Physics”。

从他们获得金奖的经历中不难看出,科研不一定要追求“高大上”,有时深入浅出的研究反而更能够吸引评委的目光。

以上就是翰林有方老师对于2020丘奖物理金奖作品的解读~科研赛事是一个周期性项目,学生需要每周持续投入,才能获得比较满意的产出。高中生学业繁忙,如果预留的准备时间不足,可能导致二者失去平衡!

对于明年的参赛者而言,若能从现在开始准备项目,方能留出充足的时间打磨论文、准备答辩,大幅提升获奖概率!

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