高中物理动态仿真实验室 · dsh-physics-lab

DeepSeek Harness 的纯客户端物理仿真插件：侧栏入口「物理实验室」，24 个可调参数的互动模型， 按高一 / 高二 / 高三分组，每个模型都有知识点讲解、跟随动画的分步解说、出题判分， 其中 4 个电磁学模型还带可拖动的 3D 视角。所有物理量用解析解在本地计算，不调模型、不耗 token、不联网。

安装

dsh plugin --profile web add dsh-physics-lab

桌面端：设置 → 插件 → 添加，搜索 dsh-physics-lab。 装完刷新页面（客户端插件改动需要重启应用）。

亮点

• 24 个模型，参数实时可调，画布与读数、图表同步变化
• 讲解卡片在右栏最上方：知识点 + 95 条跟随动画进度的分步解说
• 练习：随机出题 / 样例题两种模式，难度与参数范围匹配，答完给解析；得分与参数本机记忆
• 3D 视角：安培力、磁场圆周（螺旋线）、电磁感应、速度选择器，拖动画面即可旋转
• 零依赖：只用 React + Canvas 2D，没有 three.js，包体 ~300 KB

模型（按学期分组）

标签栏按人教版进度分成三组，和学校教学顺序一致。

高一（必修一、必修二）

模型	可调参数	实时展示
匀变速直线运动（追及）	后车 v₁ / a、前车 v₂、初始间距 s₀	追及时间、追上时速度、两车间距与 v–t/间距曲线；v₁ ≤ v₂ 且 a = 0 判定「追不上」
力的合成	F₁、F₂（夹角 0°→180° 自动扫描）	平行四边形与三角形法则实时作图、合力 R 与方向、合力范围
斜面滑块	倾角 θ、动摩擦因数 μ、质量 m	a/v/s、N、f、mg，含「μ ≥ tanθ 则静止」判定
连接体（滑轮）	左质量 m₁、右质量 m₂	a、绳张力 T、位移/速度、m₁g/m₂g，m₁ = m₂ 判定平衡
抛体运动	初速度 v₀、抛射角 θ、抛出高度 h	飞行时间、射程、最大高度、vx/vy/合速度、轨迹
匀速圆周运动	半径 r、线速度 v、质量 m	ω、T、转速、向心加速度、向心力、已转角度/圈数
万有引力与卫星	中心天体质量 M、半长轴 a、偏心率 e、卫星质量 m	椭圆轨道（焦点在中心天体）、周期 T、近/远地点速度与距离、当前 v
机械能守恒	高度 h、倾角 θ、质量 m、动摩擦因数 μ	势能/动能/摩擦生热三段能量条，Ek+Ep+Q 守恒，末速度

高二（必修三 + 选择性必修一）

模型	可调参数	实时展示
电场中的类平抛	场强 E、电荷量 q、质量 m、入射速度 v₀、场区宽度 L	a、在场时间、侧移 y、v_y、出射速度、偏转角，抛物线轨迹与电场线
闭合电路欧姆定律	电动势 ε、内阻 r、外阻区间	I、路端电压 U、输出功率、效率，U–I 特性线与工作点随外阻移动
动量守恒	m₁、m₂、v₁、碰撞类型（完全弹性 / 完全非弹性）	碰前/碰后动量、v₁′、v₂′、碰前动能、动能损失
弹簧振子	劲度系数 k、质量 m、振幅 A	T、ω、x/v/a、回复力 F、动能/势能能量条
机械波	振幅 A、波长 λ、波速 v	T、f、波速、考察点位移与振动速度，λ/A 标注与传播方向
波的干涉	波长 λ、波源间距 d、波速 v、单源振幅 A	双源叠加的实时干涉图样、f、加强点个数、加强/减弱处合振幅
单摆（阻尼振动）	摆长 L、初始摆角 θ₀、阻尼系数 b	T、ω、θ/θ̇、当前振幅、摆球速度，θ–t 图
光的折射与全反射	折射率 n、入射角 i、入射方向	折射角、临界角、是否全反射、介质中光速；三条光线 + 流动光脉冲

高三（选择性必修二、三）

模型	可调参数	实时展示
磁场中的圆周运动	磁感应强度 B、电荷量 q、质量 m、速度 v	半径 r、周期 T、角速度、洛伦兹力、向心加速度，B 场符号与轨迹圆
复合场（速度选择器）	E、B、入射速度 v、电荷量 q、质量 m	电场力 qE、洛伦兹力 qvB、合力与偏转轨迹；v = E/B 时直线通过
电磁感应	磁感应强度 B、导轨间距 L、棒速 v、电阻 R	ε = BLv、I、安培力 F、电功率；安培力方向恒与 v 相反
安培力	B、电流 I、棒长 L、质量 m	F = BIL、加速度、导轨上导体棒的加速运动
交变电流与变压器	峰值 U_m、频率 f、原副线圈匝数	正弦瞬时值、有效值、匝数比与 U₂，变压器线圈示意
驻波（弦的谐波）	弦长 L、谐波次数 n、振幅 A、波速 v	驻波波形与包络、波节/波腹、λ = 2L/n、频率分立
气体等温过程	物质的量 n、温度 T、初末体积 V₁/V₂	气缸活塞+分子示意、压强计、p₁/p₂、pV 恒定、做功与吸热
原子能级与跃迁	起始 / 末能级（n = 1…5）	能级图、电子跃迁动画、光子能量 hν = ΔE 与波长 λ

每个模型都带：

• canvas 动画（播放/暂停、0.25×–2× 变速、重置）
• 矢量开关：受力（mg / N / f / T / qE / 洛伦兹力）与速度矢量
• v–t 图（部分模型为 θ–t、ε–t、p–t 等）：整段运动的解析采样曲线 + 当前时刻游标
• 实时读数与规律公式 + 教学提示

3D 视角（4 个模型）

安培力、磁场中的圆周运动、电磁感应、复合场(速度选择器) 支持 3D：控制条上的「3D 视角」开关打开后，拖动画面旋转。 3D 用自写的正交投影（旋转矩阵 + 深度排序）直接画在 2D canvas 上，不引入 three.js，包体不变。

• 安培力：导轨在水平面、B 竖直向下、电流沿棒、安培力沿导轨，三个垂直方向同屏可见。
• 磁场圆周：新增「速度与 B 的夹角 α」参数；α<90° 时 v⊥ 圆周 + v∥ 匀速 = 螺旋线， 界面同时给出 v⊥、v∥ 与螺距 p = v∥T。
• 电磁感应：导轨平面 + 竖直磁场，3D 里画出感应电流的回路方向与阻碍运动的安培力。
• 速度选择器：上下极板 + 指向纸内的 B，实时画出 qE 与 qvB 两个方向相反的力。

闭合电路的动画

circuit 模型是"会动"的：滑片按三角波在变阻器上来回滑动，外阻 0→1→0 往返变化 （duration = 2、loop: true），回路上 10 个电荷点沿导线流动且速度随电流增大， 右上两块条表分别是 I（满量程 ε/r）与 U（满量程 ε）。图表画的是电源的 U–I 特性线 （从 (0, ε) 到 (ε/r, 0)，斜率 −r），工作点随外阻沿线滑动。

本机记忆

用 localStorage（键 physics-lab/v1）记住：上次看的模型、每个模型上次的参数、练习得分。 重新打开面板或重启应用都不会清零；隐私模式下写入失败会被静默忽略。

关于布局

画布用 position: absolute 撑满 canvasWrap，canvasWrap 用 lex: 1 1 0% 吃剩余高度： 画布不参与父容器高度计算，所以窗口放大/缩小时画布跟着弹性伸缩，下面的图像卡片不会被挤出可视区。 窗口过矮时画布最小 220 px，其余内容由右侧栏滚动。

关于动画时长

每个模型都定义了 playback（一次完整过程占多少秒观看时间，默认 8 s），播放时按 sim 时间 / playback 换算。这样万有引力（真实周期约 1.3×10⁴ s）不会看起来静止不动， 电场偏转（0.03 s）也不会一闪而过；万有引力、折射、干涉还额外 loop，会一直循环演示。

讲解（跟随动画）

每个模型的右侧底部有「讲解」卡片：

• 分步解说：每步带一个 at（0–1 的动画进度），播放时自动切换； 卡片上显示 第 n/N 步、当前这句解说，以及一条进度条。 暂停、改参数、切模型都会立刻重算到对应那一步。
• 知识点：一句到几句话讲清"是什么—为什么—易错点"， 例如斜面给临界条件 tanθ ≤ μ，磁场圆周说明周期与速度无关。

共 24 段知识点 + 95 条分步解说，'_smoke.mjs' 会检查每段文案的中英文完整性、 at 是否有序且落在 [0,1] 内。

练习（出题 + 判对错）

每个模型右上方的「练习」卡片：

1. 点 出一题：按该模型的滑块范围随机生成一组参数，并把面板参数同步过去（动画就是这个题的情景）；
2. 填数值 → 点 判对错（或直接回车）：按「相对误差 2%、绝对误差 0.02」判定；
3. 答对记 1 分（「已答 n · 答对 m」），答错可以 再试一次；
4. 随时点 看解析：显示标准答案与代入过程。

题库为每个模型 3–4 类问法，例如：斜面问 a / 末速 / 时间 / 摩擦力；抛体问飞行时间 / 射程 / 最大高度；弹簧问 T / v_max / a_max / 能量；圆周问向心加速度 / 周期 / 向心力 / 角速度；滑轮问 a / T / 下落时间；电场问 a / 时间 / 侧移 / 偏转角；磁场问 r / T / F / ω；机械波问 T / f / 某点位移 / 某点振动速度（含符号）；动量问碰后速度 / 系统动量 / 动能损失。

出题答案与模型解析解使用两套独立代码计算，_smoke.mjs 会把 24 个模型各抽 300 道题，逐题核对「题目参数齐全、答案能被模型解析解复算、判分自洽」。

随机题 / 真题

「练习」卡片顶部有两个模式：

• 随机：按模型参数范围随机生成，可无限出题（上面说的就是这种）。
• 真题：取自内置题库 EXAM_BANK，题目带出处标签与考点标签，参数会同步到动画。

⚠️ 目前题库里的 12 道是按高考与四川一诊/二诊/三诊的题型、考点和难度编写的样例题， 明确标注「改编」，不是逐字原文。我不凭记忆复述原题，避免把编的题标成某年某卷。 每道样例题的答案都用模型解析解复算过（_smoke.mjs 的「样例题库」断言），数字自洽。

真题导入（原题）

要把真正的原题放进题库，把试卷文件给我即可：

1. 把 PDF / Word 放到 C:\Users\zd198\Desktop\pentai\physics-lab\exam\（没有就新建）；
2. 告诉我「导入」；
3. 我用 Office 解析能力（office-docx / PDF 渲染 + OCR）把每道题拆成 { 年份, 地区/卷别, 题号, 题干, 选项, 答案, 解析, 对应模型, 参数 }，逐题核对答案后写进 EXAM_BANK，并在界面上显示真实出处（例如「2024 成都一诊 · 第 24 题」）。

导入时只收录能对应到现有 24 个模型的题（数值计算题）；选择题、实验题会标注为「题型不支持」 单独列一个清单，方便你手工处理。

目录

package.json        插件清单（dsh.bundle + dsh.client）
cordis.patch.yml    把宿主插件插进 profile 的 patch
index.js            宿主一半（空实现：本插件不需要后端逻辑）
client.js           全部界面、物理引擎与题库（单文件，无需构建）
icon.svg            侧栏图标
_smoke.mjs          离线自测：24 个模型的解析解/单位/边界参数 + 每个模型 300 道出题核对
_ssr.mjs            渲染自测：用 react-dom/server 渲染面板抓渲染期异常
_preview.mjs        生成 preview.html，把 24 个模型画到静态页，便于截图核对
_layout.mjs         生成 layout.html，用不同窗口尺寸检查布局（放大窗口时是否裁切）

自测

node _smoke.mjs     # 物理数值：全部 PASS 才算通过
node _ssr.mjs       # 面板能否渲染（需要同版本的 react / react-dom）
node _preview.mjs   # 生成 preview.html，浏览器打开看 5 张图

安装（desktop profile）

$node = "C:\Users\zd198\AppData\Local\Programs\DeepSeek Harness\resources\runtime\primary-runtime\dependencies\node\bin\node.exe"
$pnpm = "C:\Users\zd198\AppData\Local\Programs\DeepSeek Harness\resources\runtime\primary-runtime\dependencies\pnpm\dist\pnpm.mjs"
& $node $pnpm add "link:C:/Users/zd198/Desktop/pentai/physics-lab" --dir "$env:USERPROFILE\.dsh\profiles\desktop" --prefer-offline

然后把 @local/physics-lab 加进 profile package.json 的 dsh.profile.bundles，刷新页面即可。 （不要用 PATH 上的 dsh plugin add：那个转发的是 pnpm 10，和 desktop profile 的 pnpm 11 store 不兼容。）

改动说明

• 物理量全部用解析解（不用数值积分），所以暂停/拖动参数/变速都不会漂移。
• 画布坐标统一「世界米 → 像素」，每个模型自己声明世界包围盒，窗口缩放自适应。
• 颜色优先读 DSH 的 --dsw-alias-* 变量，跟随深/浅色主题。
• 调试钩子：window.__physicsLab 暴露 MODELS / seriesOf / createView / readPalette / setChip。

仓库

https://github.com/novick1212/dsh-physics-lab

License

MIT © novick1212