深入解讀丘成桐中學生科學獎物理金/銀獎作品！

在眾(zhong) 多理工學科中，物理絕對是留學er申請的“頂流”專(zhuan) 業(ye) 。作為(wei) 研究物質、能量的本質與(yu) 性質的學科，物理學對推動世界發展有著極為(wei) 重要的作用。

對於(yu) 喜歡物理的學生來說，在申請時展現自己對物理的興(xing) 趣與(yu) 熱愛，以及在物理領域的獨特認知是非常加分的。作為(wei) 全球華人中學生的Top級賽事，參加丘成桐中學科學獎是物理er的絕佳選擇！

每年投遞丘獎物理的學生眾(zhong) 多，如何才能從(cong) 物理賽道脫穎而出，斬獲丘獎總決(jue) 賽獎項？老師這就為(wei) 大家帶來?2022丘獎物理總決(jue) 賽金、銀獎作品解析！

2022丘獎物理金獎

新楊氏模量測量理論和裝置及其在生物軟材料中的應用

項目概況

對物理產(chan) 生了濃厚興(xing) 趣之後，生活中的很多現象都會(hui) 引起學生的思考，例如他經常能夠觀察到很多有關(guan) 食物軟硬程度或口感的問題，而本作品研究的靈感正源於(yu) 這個(ge) 現象。

學生想設計一種操作簡便，結構簡單的實用測量方法，能夠定量地測得如魚凍或熟雞蛋一類常見的軟物質的楊氏模量，以便進行簡單的分析。

該項目最出彩的地方在經典 Hertz 接觸理論的基礎上，通過量綱分析和計算仿真相結合的方法，消除了經典理論對被測物體(ti) 尺寸相對無限大的要求，建立了適用於(yu) 測量任意尺寸物體(ti) 楊氏模量的修正理論，極大地拓展了通過壓入實驗測量楊氏模量的方法的適用範圍。

學生發明和製作了一種低成本、易使用的測量裝置，不過該項目的實驗部分尚有更進一步的空間，比如受到測量時間不足、實驗中測量的數據點相對稀疏，且雞蛋清實驗中存在個(ge) 別數據點趨勢不明顯，用於(yu) 作為(wei) 對於(yu) 規律的證明而言不夠具有說服力，有待後續改進。

2022丘獎物理銀獎

在球形碗內(nei) “跳舞”的圓環的動力學研究

項目概況

即使是一個(ge) 簡單的圓環，當它擁有超過4個(ge) 自由度時，也難以求得其運動行為(wei) 的數值解。此課題探究了一個(ge) 在球形碗中擁有6個(ge) 自由度的剛性圓環有趣的類混沌動力學行為(wei) 。

該項目非常貼近生活，也向我們(men) 展示了：一碗一環足以探索類混沌動力學行為(wei) 。

學生通過大量實驗，調節初始條件總結得出圓環一般運動模式分為(wei) 3 個(ge) 不同階段——“繞八字”、翻轉、自轉，分析了真實情況下每個(ge) 模式中的能量耗散。

利用 SOLIDWORKS 對圓環的基本類單擺行為(wei) 進行仿真。此方法可應用於(yu) 求解複雜的非平麵動力學，有阻力的天體(ti) 運動問題與(yu) 基於(yu) 非歐幾裏得幾何的動力學問題。

圓存在於(yu) 我們(men) 周圍世界的各個(ge) 角落裏，小到充滿童趣的滾鐵環，大到行星公轉軌道，整個(ge) 宇宙到處都有它的形跡。本項目能做到以小見大，從(cong) 生活中的小事物用科學的眼光探索圓的奧秘。

值得一提的是，獲獎學生張同學是2021級英才計劃物理學科的優(you) 秀學員，在“英才計劃”培養(yang) 期表現出色，一路闖入2022 ISEF國家隊。她的項目也受到丘獎組委的一致認可，斬獲全球銀獎的好成績。

從(cong) 以上獲獎作品中不難看出，科研不一定要追求“高大上”，有時深入淺出的研究反而更能夠吸引評委的目光。

以上就是S老師對於(yu) 2022丘獎物理金、銀獎作品的解讀~科研賽事是一個(ge) 周期性項目，學生需要每周持續投入，才能獲得比較滿意的產(chan) 出。高中生學業(ye) 繁忙，如果預留的準備時間不足，可能導致二者失去平衡！

對於(yu) 今年的參賽者而言，從(cong) 現在開始準備項目，方能留出充足的時間打磨論文、準備答辯，大幅提升獲獎概率！