丘成桐中學物理獎金獎獲獎作品解析！論文怎么寫？
丘成桐中學生科學獎
丘成桐中學科學獎由中國著名數學大師丘成桐先生于2008年為全球華人中學生設立。原先僅數學一類獎項，如今歷經十幾年，已發展出：數學、物理、化學、生物、計算機、經濟金融建模六大學科為基礎的中學生科研創新能力培養模式。今天我們精選了全球物理金獎的文章來進行解析。
全球物理獎金獎
01 .丘成桐中學物理獎金獎獲獎作品解析
關于論文，我們首先來看一下題目和摘要，對整個論文的內容有個大致的了解。
題目和摘要：
題目：線繩自發打結的物理機制
摘要：本論文研究線繩自發打結的物理機制與過程，以及相關參數的影響。論文包括理論分析、轉動實驗以及振動實驗。大多數理論推導都是在實驗觀察中得到啟發而建立的。首先通過理論分析打結過程，研究驅動（振動或轉動）以及繩子這兩類因素對打結的影響。在繩子驅動因素方面，推導了打結時轉速、摩擦系數范圍、振幅、最優驅動頻率、時間等公式；在繩子的影響方面，導出了打結概率與繩長的公式，并對繩子盤繞方式、繩子材料的影響進行了定性分析。通過反復嘗試，自制了兩種實驗裝置，分別進行振動和轉動實驗。在實驗中，驗證了振幅、頻率（轉速）、時間、盤繞方式、繩長、材質的影響，還對繩結的打結與解結進行了實驗探究。還對打結的可逆性、容器尺寸等影響進行了討論。大多數實驗結果都和理論分析相符。最后，我們對問題進行了總結和展望。
本文具體研究線繩自發打結的物理機制，這一現象在生活中極其常見，比如耳機線、數據線、水管等等，但是沒有多少人會去想為什么這些線一不留心就會打結。
論文主要研究了振動和轉動這兩種方式對于打結的影響，并考慮進去包括振幅，頻率，繩長，材質等多個因素，從多個角度對于線繩自發打結這一現象進行解釋。
整篇文章的主題即使沒有學習過物理的人都可以完全理解，但是這個問題究竟為什么會產生卻沒有一個較好的解釋。
02. 獲獎點分析
選題
毫無疑問，選題應該是這個作品獲得金獎最重要的因素。
首先
線繩自發打結這個現象在生活中極為普遍，這一現象或多或少地給大家的生活會帶來各種各樣的困擾。
但是，這個現象產生的原因究竟是什么?可能就算讓研究物理方向的教授一時半會兒都很難講清楚。
于是
這種能夠產生充分共鳴，但其機制卻鮮為人知的課題，更好地得到了各位評委老師的青睞。
并且該課題并沒有涉及到較多比較高深的物理學知識，從整個論文來看，只有高中階段的物理理論有所涉及，除此之外僅有基礎的微積分和統計學內容。
用基礎的知識去解決復雜的實際問題是丘成桐物理方向極為推崇的點。
再者
該課題研究問題可以用較少的實驗器材進行測試，這里不會用到很多復雜的器材和設備，這也就讓該課題更加親和。
最后
該課題可以與其他物理內容做結合，比如熱力學第二定律自發性，材料物理等等，這些擴展都使得該課題有著深刻的研究意義。
類似于線繩自發打結的問題實際生活中非常多，這也就需要學生與指導老師多多留意這些問題，并去深刻思考如何用最簡單直接的研究方法去解決。
人類社會中存在的類似問題數不勝數，但大部分時候人們都選擇無視或者被動地接受，丘成桐物理獎對于這一現象提出了自己的看法和解決方案。
論文
如下是該論文的完整結構：
摘要
目錄
一、引言
二、預實驗
2.1 振動時間與繩子長度對打結個數的影響
2.2 振動方式與繩子材質對打結個數的影響
三、理論分析
3.1 驅動的影響
3.1.1 轉動與轉速
3.1.2 驅動參數
3.1.3 時間的影響
3.2 繩子的影響
3.2.1 盤繞方式的影響
3.2.2 繩長的影響
3.2.3 繩子材料的影響
四、振動實驗
4.1 振動參數的影響
4.1.1 繩結個數與振動方向的關系
4.1.2 繩結個數與振幅的關系
4.1.3 繩結個數與振動頻率的關系
4.1.4 繩結個數與振動時間的關系
4.2 繩子的影響
4.2.1 繩結個數與盤繞方式的關系
4.2.2 打結概率與繩子長度的關系
4.2.3 繩結個數與繩子材質的關系
4.2.4 繩結的打結與解結
五、轉動實驗
5.1 轉動參數的影響
5.1.1 轉動時間對繩結個數的影響
5.1.2 轉動頻率對繩結個數的影響
5.2 繩子參數的影響
5.2.1 繩子盤繞方式對繩結個數的影響
5.2.2 摩擦系數的測量
5.2.3 繩子材質對繩結個數的影響
5.2.4 繩長對繩結個數的影響
5.2.5 配重對繩結個數的影響
5.3 討論
5.3.1 打結的可逆性
5.3.2 轉動容器尺寸與形狀的影響
六、總結與展望
參考文獻
致謝
從目錄中，我們可以看出作者對于該課題的研究思路。
作者從很多個角度，對于這個問題進行了研究和實驗。從多個維度對于同一問題進行探尋對于培養學生思維的邏輯性和辯證性意義重大，也滿足國外教育中辯證思維（Critical Thinking）這一重要組成部分。
研究對象的全面性也是該作品獲得極高平均的重要原因。
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03 .論文詳解
>>>除了目錄外，我們再從文章的以下幾個方面來看一下這篇文章的優秀之處：
首先，該文章中理論部分書寫清晰，整體上是由高中的物理知識出發，進行實際問題的應用和解答，如圖2.8所示。
圖2.8: 論文中的理論推導部分截圖
這里我們可以看出，該論文并不需要高深的物理背景知識，但是整體理論推導極其工整，邏輯清晰，非常易于讀者理解。
此外，對于實驗部分，學生選擇了生活中非常常見的材料進行測試。這些實驗器材均極為容易獲取，但就是通過這些非常簡易的器材，學生可以對線繩打結問題進行多角度的探索，這是非常難得的一點。
圖2.9: 論文中的實驗部分截圖
最后，該組學生對于整個實驗的內容進行了充分地總結。
這里系統的將理論和實驗相結合，對于整個問題進行了詳細地解釋，這一部分體現了物理研究的科學性和完整性，也完美契合了康德《純理性批判中》后驗（Aposteriori）知識的獲取方式和過程。
圖2.11：論文中的結論部分截圖
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