众所周知，物理是一门研究物质最一般的运动规律和物质基本结构的学科，同时它也是自然科学的带头学科，物理学的研究小到一个微观粒子，大至宇宙星河，涵盖了人类迄今为止能接触到的所有领域。
自然，在科研领域物理学也引领着其他学科成为众多科研er投身的领域，其中的竞争更是超乎想象的激烈。
在2020年丘成桐中学科学奖全球总决赛中，物理学科的唯一金奖被来自南京外国语学校的团队一举摘得！
帮助他们从众多物理天才学生中脱颖而出拿到金奖的课题究竟有什么特殊之处呢？
课题不必一味追求“高大上”
南外获奖团队的参赛论文题目是《Physical Mechanism and Governing Factors of Spontaneous Knotting of Strings》（《线绳自发打结的物理机制及控制因素》）。
该课题顾名思义，旨在研究线绳自发打结的机制与过程，并在考虑各种相关参数对其的影响的后，通过模拟测试得出结论。
尽管这在物理学中不算十分高深的研究课题，但在日常生活中却有着广泛的应用。
整篇论文包括理论分析、转动实验以及振动实验，也就是说大多数理论推导都要从实验观察中得到启发从而建立起来。
因此他们首先分析了打结过程，推导打结的能量阈值以及绳子刚度和线密度因素决定的打结的临界长度。然后，研究驱动以及绳子这两类因素对打结的影响。
在绳子驱动因素方面，推导了打结时转速、摩擦系数范围、振幅、最优驱动频率、时间等公式；在绳子的影响方面，导出了打结概率与绳长的公式，并对绳子盘绕方式、绳子材料的影响进行了定性分析。
之后就是实验了，通过反复尝试和导师帮助，他们自制了两种实验装置，分别进行振动和转动实验，实验验证了振幅、频率、时间、盘绕方式、绳长、材质的影响，还对绳结的打结与解结进行了实验探究，对打结的可逆性、容器尺寸等影响进行了讨论，最后大部分实验结果都与理论分析相符。
在发表获奖感言时，他们说道：“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，我们一度因教授的‘你们的论文没有物理’而感到很失落，但也正是因为这一句话点醒了我们，在那之后我们不断地有新的成果和结论，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”。
从南外团队获得金奖的经历我们能够看出，科研不一定要追求最“高大上”的，有时深入浅出的研究反而能够吸引评委的目光。
万事开头难，如果你也在物理学方面也很擅长，想参加科研赛事却不知道该如何选择课题的话，有方通过分析历届入围丘奖的课题，为你推荐下面这些有意义的物理科研课题，能够帮助你在各类科研赛事中取得佳绩！
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