在物理学中，守恒定律是最强有力的分析手段。它们的实质是：在某种确定 环境下，相互作用的物体无论发生什么样的变化，仍然有这种或那种可测度的量（如能量、动量、角动量等）的总和，在整个观察期间保持不变。守恒定律能透过零乱复杂的表面变化，指出一种或几种潜在的内部稳定性，这种稳定性一旦被确认，系统便由混乱变得井然有序。我们可以通过下面的例题略见一斑。
例3，如图3所示，一质量为1kg的小球系在长为lm的细绳下端，绳的上端固定在天花板上。起初把绳子放在与铅垂线成30°角处，然后放手使小球沿圆弧下落，试求绳与铅垂线成10°角时小球的速率。
分析求解：当绳与铅垂线的夹角为θ时，小球受到绳的拉力T和重力mg的作用。由于小球在运动的过程中T是变化的，因此用牛顿定律解决此题比较麻烦。但由于T方向始终与小球的运动方向垂直，在小球运动的过程中不做功，而mg则是保守力，因此小球在运动的过程中满足机械能守恒的条件。
先设小球质量为m，绳长为L，在起始时刻绳与铅垂线的夹角为30°，小球的速率v0=0；当绳与铅垂线的夹角为10°时，小球的速率为v。并设小球的末位置所在水平面为零势面，由机械能守恒定律得：
mgh=mg（Lcos10°—Lcos30°）= mv2
例4，一静止的物体，由于内部作用而炸裂成三块，其中两块质量相等，并以相同的速率30ms—1沿相互垂直的方向分开。第三块质量3倍于其它任一块的质量，求第三块的速度大小和方向。
分析求解：由于物体因内部作用而炸裂，外力（重力）远小于内力，可以忽略不计，因此满足动量守恒条件。由于物体最初动量为零，故炸裂后三块的总动量也应该为零。设三块的速度分别为v1、v2、v3，质量分别为m1、m2、m3，则有：
m1v1+m2v2+m3v3=0或m3v3=—（m1v1+m2v2）
即第三块的动量与第一、第二两块动量的矢量和大小相等、方向相反，它们之间的关系如图4所示。
已知v1与v2相互垂直，故有
（m3v3）2=（m1v1）2+（m2v2）2
已知m1=m2，m3=3m1，v1=v2=30ms—1（2）
由（2）式可得：（3v3）2=。
解得v3= v1= ×30=14。1ms—11。
又有tanθ 。
此结果说明v3与v1之间的夹角为135°。
例5，一人造卫星绕地球沿椭圆轨道运动，地球的中心O为该椭圆的一个焦点，如图5所示。已知地球的平均半径R=6370km，人造卫星近地点P1的高度h1=439km，速度为v1=8。11kms—1，远地点P2的高度h2=2384km，求人造卫星在远地点P2的速度。
分析求解：人造卫星的运动可认为仅受地球对它的引力，由于该引力始终指向地球中心O，相对于O点的力矩为零，因此人造卫星在运动中相对于点O的角动量守恒。
人造卫星在近地点P1的角动量为：L1=mv1（R+h1）。
在远地点P2的角动量为：L2=mv2（R+h2）。
由角动量守恒定律得：
mv1（R+h1）=mv2（R+h2）
v2=v1 =6。31kms—1
四、结 论
在质点力学中，讲述了物 理学中最基本的研究方法——建立物理模型；训练了解决物理问题的基本的方法——微积分分析方法；同时还提出了物理学中各种运动形式所遵守基本守恒定律。因此，质点力学是大学物理中第一块、也是最重要的一块基石。
摘要：:近年来，国家正在大力推进双一流建设，“培养拔尖创新型人才”是其中一项重要的内容。以培养学生的创新能力为目的的综合设计类实验的开设对于培养本科生的创新意识、创新精神和创新能力具有重要意义。本文调研了国内高校目前物理创新性实验的开展情况，从实验内容设置，教学手段，教材使用，评价方式，及需解决的关键问题等方面做了阐述。
关键词：:大学物理;创新性实验;创新能力
1研究背景
大学物理实验在培养大学生的动手能力和创新能力方面有着重要作用。综合设计性实验介于基础实验和科学研究实验之间，作为最接近科技前沿的实践项目，通过让学生自行设计完成物理实验，亲历一次实验的全过程，这种模式非常有利于学生的科学思维、创新意识与实践能力的培养。此类实验要求学生综合运用多门学科的知识、技能和方法来设计实验方案，同时也要求学生运用所学的知识去发现、分析和解决问题。因此，构建与实施创新型实验教学模式，是社会发展与高等教育改革的必然要求［1～3］。目前国内很多高校都已建立了多层次、多模块的创新型实验教学体系［4～6］。如吉林大学从基础到前沿分了四级实验层次:基础性实验、综合性实验、设计性实验和创新性实验的全面开放的大学物理实验课程新体系［7］;复旦大学构建了以能力培养为目标的多层次实验教学新体系，开设了以培养学生创造能力为宗旨的“设计性研究性物理实验”课程;华南理工大学建立了基础物理实验、综合性实验、设计性实验和开放性探索实验分层次教学体系［1］;福州大学则分为基本实验阶段，近现代、综合与设计性实验阶段，以及科技实验阶段［8］。
