簡介：拇外翻足橫弓的生物力學改變,鄭永智河南省中醫(yī)院,赤足與穿高跟鞋,,,發(fā)病機制,,鞋的推擠及不平衡的肌力是拇外翻的可能誘因，它們均會加重拇趾外翻、第一跖骨內翻和第一跖骨籽骨關節(jié)脫位,,,拇趾外翻，尤其是第一跖骨籽骨關節(jié)脫位后，拇長屈肌腱收縮方向不再經過第一跖趾關節(jié)，變成加重第一跖趾關節(jié)外翻的結構,,,,,拇趾重要的承重、推進結構，強大的拇長屈肌腱及完整的跖骨籽骨滑車裝置是拇趾功能結構穩(wěn)定性的保證,,拇長屈肌腱,第一跖骨過度活動，跖楔關節(jié)不穩(wěn),第一跖骨抬升、內翻、內旋；跖骨籽骨關節(jié)脫位；足橫弓功能性塌陷,足橫弓結構性塌陷及各種典型拇外翻病理改變,,,足橫弓負重和放松狀態(tài)下的形態(tài)變化,負重時足橫弓從跖骨基底部到跖骨頭均有不同程度的壓低，各跖骨間距增大。足橫弓壓低程度依負重前足橫弓的高度、維持足橫弓的軟組織強度而不同。,我們需要了解一下足橫弓,,足橫弓的三維形態(tài),,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,足橫弓從跖骨基底部即開始以小弧形漸向遠端呈扇形伸展，由五個跖骨頭形成一個向前、上的大弧形，構成一個類似屋頂結構的足橫弓,正常足橫弓圖像，第一跖骨籽骨關系緊密，前足底呈弧形。,復旦大學附屬華山醫(yī)院,拇外翻足橫弓塌陷，第一跖骨內旋、內翻、相對抬升。,CT合成足橫弓圖像,,通常情況,五個跖骨的俯視排列,,1＝234512345134528％16％56％,,,,放松,負重,動態(tài)足橫弓,足橫弓負重前后三維形態(tài),拇外翻足橫弓,,,,,正常足橫弓負重時有下塌，但仍有一定的弧度。第二跖骨頭在站立位時承重比例小于外側跖骨頭，而推進階段則大于外側跖骨頭。五個跖骨長短不一，在步態(tài)周期中隨著后足的抬起，橫弓的橫向滾動，各個跖骨頭依次過度到其負重高峰。在站立位后跟未抬起時，中央跖骨頭承擔相對較少的體重，而在后跟抬起，前足向前滾動時，位于最高點的中央跖骨頭開始逐漸承擔最大的負重份額。,,足底各點的負重是個動態(tài)過程。在推進階段，足橫弓前傾，較長的中央跖骨頭承增加，此時達到其承重高峰。,足橫弓空間關系精密，超出其正常范圍的形態(tài)變化均會導致足底生物力學的改變，而產生足部疼痛。常見的跖骨頭負重分布異常,第一跖骨頭負重喪失中央跖骨頭過度負重,第一跖骨頸部截骨第一跖骨基底截骨第二（三）跖骨基底截骨,截骨,重建足橫弓的方法,融合,第一跖楔關節(jié)融合,,,手術介紹,,自第一跖骨攻入克氏針，向外、下推移和旋后第一跖骨，完成矯形后，將克氏針繼續(xù)攻入第二跖骨頭。,,完成截骨遠端三維矯形的同時，將切下的骨贅修整植入截骨缺損處，緊縮縫合第一跖趾關節(jié)囊，糾正HVA,,,

簡介：2．彈力,我國古代有“后羿射日”的民間傳說，漢代有“但使龍城飛將在，不叫胡馬度陰山”的飛將李廣，三國時有“轅門射戟”的呂布，“百步穿楊”的黃忠，唐朝有“將軍三箭定天山，壯士長歌入漢關”的薛仁貴，隋朝有“一箭雙雕”的長孫晟，元代有“只識彎弓射大雕”的鐵木真,這些英雄人物，創(chuàng)千秋功業(yè)，留萬世英名，靠的就是強弓勁箭．一張彎弓何以產生如此威力,1．被拉長或被的彈簧對跟它接觸的的作用，可以使小車運動起來．被的細木棍或細竹竿對跟它接觸的的作用，可以把圓木推開，像這樣物體的或的改變叫做．,壓縮,小車產生力,壓彎,圓木產生力,形狀,體積,形變,2．發(fā)生形變的物體，由于要原狀，對跟它接觸的物體會的作用，這種力叫．3．如圖，靜止地放在傾斜木板上的書，由于重力的作用也壓迫木板，它們都發(fā)生，致使書對有垂直于木板的壓力，木板有垂直于書面的支持力,恢復,產生力,彈力,微小形變,木板,斜向下方,F1,對書,斜向上方,F2,4．彈力的大小跟的大小有關，越大彈力越大．彈簧發(fā)生彈性形變時，彈力的大小F跟彈簧的或的長度X成．這個規(guī)律是科學家發(fā)現的叫做定律．5．公式F＝中，K稱為彈簧的，單位是符號用表示．,形變,形變,伸長,縮短,正比,美國,胡克,KX,勁度系數,牛頓每米,N/M,胡克,1形變①形變物體在力的作用下發(fā)生的形狀或體積的改變叫形變．形變是力的作用效果之一．②彈性形變在力的作用下發(fā)生形變的物體，在撤去外力后能夠恢復到原狀的形變．有的物體在發(fā)生形變后，不能恢復原狀．如一塊泥巴，用手一捏，泥巴不會恢復原狀，這樣的形變叫塑性形變，中學階段只研究彈性形變．,③彈性限度若物體形變過大，超過一定限度，撤去作用力后，物體不能完全恢復原來的形狀．這個限度叫彈性限度．2彈力①彈力的概念發(fā)生彈性形變的物體由于要恢復原狀而對與它接觸的物體產生力的作用，這種力叫做彈力．②彈力產生的條件A物體間直接接觸B．接觸處發(fā)生形變一般是指彈性形變③彈力的方向總是與作用在物體上使物體發(fā)生形變的外力的方向相反．,關于彈力，下列說法中正確的是A．形變微小時，彈力很小B．形變量越大，彈力就越大，彈力大小總是與形變量成正比的C．放在水平桌面上的書對桌面的壓力就是物體所受的重力D．通常所說的壓力、支持力和繩的拉力都是彈力答案D,解析彈力的大小與形變量有關，形變量越大，彈力就越大，但彈力與形變量的定量關系一般都很復雜，不一定是簡單的正比關系，故B錯．彈力的大小是相對而言的，有的物體容易發(fā)生形變，雖形變量大，但產生的彈力可能小，而有的物體不容易發(fā)生形變，雖形變量微小，但產生的彈力可能很大，故A錯．通常所說的壓力、支持力和繩的拉力都是由彈性形變而產生的，因此都是彈力，故D對．書對桌面的壓力在大小和方向上都與重力相同，但它們不是同一性質的力，壓力是彈力．而且，它們的產生也不相同，壓力是書發(fā)生形變而對桌面產生的力，它發(fā)生,在書與桌面之間；而重力是由于地球對物體吸引而使物體所受的力，它發(fā)生在書與地球之間，故這兩個力不是同一個力，即C錯,1彈力是接觸力，不同的物體接觸，彈力方向的判斷方法不同,特別提醒判斷彈力方向的方法是先明確兩物體之間相互作用的類型，再根據各種類型的特點來判斷彈力的方向．,09年威海高中畢業(yè)統(tǒng)考現在城市里的滑板運動非常流行，在水平地面上一名滑板運動員雙腳在滑板上以一定速度向前滑行，在橫桿前起跳并越過桿，從而使人與滑板分別從桿的上下通過，如圖所示．假設人和滑板運動過程中受到的各種阻力忽略不計，運動員能順利完成該動作，最終仍落在滑板原來的位置上．要使這個表演成功，運動員除了跳起的高度足夠外，在起跳時滑板對雙腳彈力的方向應該,A．豎直向下B．豎直向上C．向下適當偏后D．向上適當偏前答案B,1彈力的大小與彈性形變的大小有關，彈性形變越大，彈力越大，形變消失，彈力消失．2胡克定律實驗表明，彈簧發(fā)生彈性形變時，彈力的大小跟彈簧伸長或縮短的長度X成正比，即F＝KXK稱為彈簧的勁度系數，單位牛頓每米，符號N/M比較而言，K越大，彈簧越“硬”；K越小，彈簧越“軟”．,特別提醒1定律的成立是有條件的，這就是彈簧發(fā)生“彈性形變”，且必須在彈性限度內．2表達式中的X是彈簧的形變量，是彈簧伸長或縮短的長度，而不是彈簧的原長，也不是彈簧形變后的實際長度，彈簧伸長或壓縮相同長度，彈力大小相等，但方向不同．3由于彈簧的形變量X通常以“CM”為單位，而勁度系數K又往往以“N/M”為單位，因而在應用上式時要注意將各物理量的單位統(tǒng)一到國際單位制中．,山東東營勝利一中09－10學年高一上學期期中某學校興趣小組的同學在研究彈簧彈力的時候，測得彈力的大小F和彈簧長度L關系如圖，試由圖線確定彈簧的原長為________M彈簧的勁度系數________N/M彈簧伸長01米時，彈力的大小________N答案0120020,彈力是接觸力，彈力只能存在于物體的相互接觸處，但相互接觸的物體之間，并不一定有彈力的作用．所以，一看是否接觸，二看是否形變，對于物體間相互作用時形變很小的情況，可采用假設法，通過分析物體的受力，結合物體所處的狀態(tài)進行判斷，即假設移走支持物體即假定沒有彈力，看被支持物體是否還能保持原來的狀態(tài)．若能，說明它們之間無彈力；若不能，說明他們之間有彈力．,如圖所示，一球體靜止于一水平地面與一側壁之間，不計任何摩擦，判斷側壁對球體是否有彈力．答案側壁不對球施加彈力,一輛拖拉機停在水平地面上，下列說法中正確的是A．地面受到了向下的彈力，是因為地面發(fā)生了彈性形變；拖拉機沒有發(fā)生形變，所以拖拉機不受彈力B．地面受到了向下的彈力，是因為地面發(fā)生了彈性形變；拖拉機受到了向上的彈力，是因為拖拉機也發(fā)生了形變C．拖拉機受到向上的彈力，是因為地面發(fā)生了形變；地面受到向下的彈力，是因為拖拉機發(fā)生了形變D．以上說法都不正確,解析分析彈力時，一定要分清哪個是施力物體，哪個是受力物體，一定記清彈力是由于施力物體發(fā)生形變對受力物體產生的作用．拖拉機停在水平地面上，拖拉機受到的彈力是因為地面發(fā)生形變而又要恢復原狀時對阻礙恢復的物體產生的作用．地面受到的彈力是由于拖拉機發(fā)生了形變又要恢復原狀時對阻礙恢復的物體產生的作用，故選項C正確，A、B、D錯誤．答案C點評彈力是形變物體對使其形變的物體的力，彈力是從施力的角度定義的．,如圖所示，小球A系在豎直拉緊的細繩的下端，球恰好與光滑斜面接觸并處于靜止狀態(tài)，則小球受到的力是A．重力和線的拉力B．重力、線的拉力和斜面對球的彈力C．重力、斜面對球的彈力D．以上說法都不對答案A,解析方法一小球一定受到重力，線的拉力和斜面對球的彈力用假設法來判斷．假設線不存在，則小球將沿斜面滾下，故線應施加拉力；假設斜面不存在，小球在豎直方向的線的拉力作用下仍然能靜止，故斜面的彈力不存在．方法二假設細繩與斜面對球均有彈力作用，如圖所示．由圖可知，F2的存在破壞了小球的靜止狀態(tài)，與題設矛盾，故斜面的彈力不存在,在下圖所示圖中畫出物體P受到的各接觸點或面對它的彈力的示意圖，其中甲、乙、丙中物體P處于靜止狀態(tài)，丁中物體P即球在水平面上勻速滾動．,解析甲屬于繩的拉力，應沿繩指向繩收縮的方向，因此彈力方向沿繩向上；乙中A點屬于點與球面相接觸，彈力應垂直于球面的切面斜向上，必過球心O，B點屬于點與桿相接觸，彈力應垂直于桿斜向上；丙中A、B兩點都是球面與平面相接觸，彈力應垂直于平面，且必過球心，所以A處彈力方向水平向右，B處彈力垂直于斜面向左上方，且都過球心；丁中小球P不管運動與否，都是屬于平面與球面相接觸，彈力應垂直于平面，且過球心，即向上．它們所受彈力的示意圖如圖所示．,點評判斷彈力方向應把握以下三種情況1當面或曲面接觸，彈力垂直于面．2繩上彈力沿繩并指向繩收縮方向．3與球面接觸的彈力方向延長線或反向延長線過球心．,2009年5月，斯諾克世錦賽在謝菲爾德克魯斯堡劇院落下帷幕，近年來聲名鵲起的中國選手丁俊暉如圖雖止步于16強，但曾打出過單桿147分好成績的他，實力仍得到外媒肯定．某次擊球中，他為控制主球走位，打出了一記“點桿”目標球被撞擊后向前運動，主球定于原位．如果忽略一切阻力，則要保證“點桿”成功，主球與目標球連線的方向與球桌邊框夾角為Α，如圖所示．如果V0＝V1，OB垂直于桌邊，則下列關于桌邊對小球的作用力方向的判斷中正確的是,A．可能是OA方向B．只能是OB方向C．可能是OC方向D．只能是OD方向答案B解析此題考查彈力的方向判斷，彈力的方向與接觸面或截面垂直，與施力物體形變方向相反，則只能是OB方向,如下圖所示，彈簧的勁度系數為K，物體的質量為M，平衡時物體在A位置．今用力F將物體向下拉長X至B位置．則此時彈簧的彈力大小為A．KXB．MG＋KXC．MG－KXD．以上說法都不正確,解析此題稍不留神，不仔細分析題意，都會選取答案A要知道X是F力作用下的伸長量．而彈簧在掛物體達到平衡時就已經有一個X0的伸長量了．因此掛物平衡時由于MG＝KX0F作用時，彈簧再伸長X，則總的形變量應為X0＋X再由胡克定律得F＝KX0＋X＝KX0＋KX＝MG＋KX因此選項B是正確的．答案B,如圖所示，兩個完全相同的彈簧都處于水平位置，彈簧秤和細線的重力不計，甲中彈簧的左端由細線固定在墻上，右端連接細線通過光滑滑輪懸掛重物G，乙中彈簧左、右端均連接細線通過光滑滑輪懸掛重物G，以L1、L2表示兩個彈簧的伸長量，則有,A．L2L1B．L2L1C．L2＝L1D．不能確定答案C,某同學用如圖所示裝置做探究彈力和彈簧伸長關系的實驗．他先測出不掛砝碼時彈簧下端指針所指的標尺刻度，然后在彈簧下端掛上砝碼，并逐個增加砝碼，測出指針所指的標尺刻度，所得數據列表如下重力加速度G＝98M/S2,1根據所得數據，在答題卡的坐標紙上作出彈簧針所指的標尺刻度X與砝碼質量M的關系曲線．,2根據所測得的數據和關系曲線可以判斷，在________N范圍內彈力大小與彈簧伸長關系滿足胡克定律，這種規(guī)格彈簧的勁度系數為________N/M3從上述數據和圖線中分析，請對這個研究課題提出兩個有價值建議．建議一________________________________________________________________________建議二________________________________________________________________________,解析1根據題目中所測量的數據進行描點，然后用平滑的曲線或直線連結各點，在連結時應讓盡量多的點落在線上．偏差比較大的點舍去不在線上的點盡量平均分配在線的兩側，如圖．,3建議一實驗中砝碼不能掛太多，控制在彈性限度內．建議二數據處理時，圖象的縱坐標用彈簧的伸長量，這樣能直接看出彈力是否與彈簧伸長量成正比．,點評在物理學中經常用圖象處理物理問題，應用圖象的好處是直觀、方便，根據已有數據選擇坐標軸的標度是作好圖象的關鍵．作圖象的方法是用平滑的曲線或直線將坐標紙上的各點連接起來，若是直線，應使各點均勻分布于直線兩側，偏離直線太遠的點應舍棄，有時可以通過改變物理量的方法，把曲線變?yōu)橹本€，使圖象更直觀．,用一支架、一根彈簧、一把刻度尺和一個已知質量的鉤碼，來測定某個不太重的物體的重量，你如何去做解析①將彈簧的一端固定在支架上，另一端自由下垂，測出彈簧的自然長度原長．②將已知質量的鉤碼掛在彈簧下端，測出彈簧這時的長度，即可求得彈簧的形變量X1③將鉤碼取下換成待測物體，測出彈簧的長度，求得彈簧的形變量X2,

簡介：基本型實驗典型課件之,連續(xù)彈性體懸臂梁各階固有頻率及主振型的測量,王鳳勤,西南交通大學力學實驗中心,一、實驗目的（1）用共振法確定連續(xù)彈性體懸臂梁橫向振動時的各階固有頻率。（2）觀察分析懸臂梁振動的各階主振型。（3）將實測的各階固有頻率、振型與固有頻率的理論值、理論振型比較。,二、實驗裝置與儀器框圖,實驗裝置與儀器框圖如圖212所示。,圖212實驗裝置與儀器框圖,三、實驗原理,懸臂梁是一連續(xù)彈性體，有無限多個自由度，即有無限多個固有頻率和主振型。在一般情況下，梁的振動是無窮多個主振型的疊加。如果給梁施加一個合適大小的激擾力，且該力的頻率正好等于梁的某階固有頻率，就會產生共振，對應于這一階固有頻率的振動形態(tài)叫做該階主振型，這時其他各階振型的影響小得可以忽略不計。,用共振法確定梁的各階固有頻率及振型時，只要連續(xù)調節(jié)激擾力，當梁出現某階純振型且振動幅值最大，即產生共振，就認為這時的激擾力頻率是梁的這一階固有頻率。實際上，我們關心的通常是最低的幾階固有頻率及主振型。本實驗是用共振法來測定懸臂梁的一、二、三階固有頻率和主振型。,本實驗是一等截面矩形梁，如圖213所示。由彈性體振動理論可知，對于如圖213所示的懸臂梁，橫向振動固有頻率理論解為,各階頻率為,式中頻率方程COS??LCH??L＋1＝0的解，前三個根（I＝1，2，3）依次為1875，4694，7855；E材料的彈性模量（PA）；I梁橫截面對Z軸的慣性矩（M4）；材料線密度（KG/M），其中?材料密度（KG/M3）；A梁橫截面面積（M2）；,（I＝1，2，3，）（219）,圖213懸臂梁的形狀與尺寸,對矩形截面，彎曲慣性矩,（220）,式中B梁橫截面寬度（M）；H梁橫截面高度（M）。,本實驗取L＝0185CM，B＝001CM，H＝6510－3CM，E＝21???1011PA，?＝7?800?KG/M3。,懸臂梁的一、二、三階固有頻率和主振型如圖214所示，（）中的值通過實驗填入。,圖214懸臂梁的一、二、三階固有頻率和主振型,四、實驗方法,（1）選距固定端L/4之處為激振點，將激振器端面對準懸臂梁上的激振點，保持初始間隙??＝6～8MM。（2）將非接觸激振器接入激振信號源輸出端。開啟激振信號源的電源開關，對系統(tǒng)施加交變正弦激振力，使系統(tǒng)產生振動，調整信號源的輸出調節(jié)開關便可改變振幅大小。調整信號源的輸出調節(jié)開關時注意不要過載（建議不要超過300?MA）。,（3）調整信號源，使激振頻率由低到高逐漸增加，當系統(tǒng)出現明顯的一階主振型且振幅最大時，信號源顯示的頻率就是梁的第一階固有頻率。找到一階固有頻率后，不再調整激振頻率，只改變激振源輸出功率的大小，即改變激擾力幅值的大小，并觀察振型隨激擾力大小變化的情況。用上述同樣的方法可確定梁的二、三階固有頻率及主振型。,

簡介：連續(xù)體力學,流體靜力學連續(xù)性原理伯努利方程,CANABATTLESHIPFLOATONAGALLONOFWATERMARILYNISWRONGCOPYRIGHT?20042005HERBWEINERALLRIGHTSRESERVEDASKMARILYN?BYMARILYNVOSSAVANTISACOLUMNINPARADEMAGAZINE,PUBLISHEDBYPARADE,711THIRDAVENUE,NEWYORK,NY10017,USAACCORDINGTOPARADE,MARILYNVOSSAVANTISLISTEDINTHE“GUINNESSBOOKOFWORLDRECORDSHALLOFFAME“FOR“HIGHESTIQ“INHERPARADEMAGAZINECOLUMNOFJUNE6,2004,MARILYNCLAIMSTHATINTHEORY,WITHACONTAINEROFTHERIGHTSIZEANDSHAPE,YOUCOULDFLOATABATTLESHIPONAGALLONOFWATER,HTTP//WWWWISKITCOM/MARILYN/BATTLESHIPHTM,流體中壓強P與面元?S取向無關各向同性,考慮一個直角三角柱體元,靜止流體的壓強分布,等高處壓強相等,帕斯卡原理,作用在密閉容器中流體的壓強等值地傳到流體各處和器壁上去17世紀法帕斯卡靜止流體內兩點之間壓強差僅由流體密度及兩點間高度差所決定。所以當流體某處壓強增大了?P，必然導致流體中每點都增大同一個量?P，才能保持任意兩點間壓強差不變。,浮力的來源阿基米德原理,如何避免船只的傾覆,力學第二版，鄭永令，高教版，PAGE87,表面張力SURFACETENSION,在兩種不相溶液體或液體氣體之間會形成分界面，界面上存在一種額外的應力。表面張力使液體表面有如張緊的彈性薄膜，有收縮的趨勢，使液滴總是趨于球形。,玻璃管兩端吹的兩個半徑不等的肥皂泡,,毛細現象CAPILLARITY,研究流體運動的方法,不定常流動,定常流動,流體的連續(xù)性原理,伯努利方程BERNOULLI17001782機械能守恒在流體力學的體現,（不可壓縮、無粘滯）,截面小處流速大壓強小,馬格納斯效應GUSTAVMAGNUS,旋轉球體的側向力,機翼的上升力,粘滯流體的流動,各層流體之間存在相對滑動時，在它們之間有切向的摩擦力粘滯力,斯托克斯公式GGSTOKES1851,公式的使用范圍,雷諾數,KARMANVORTEXSTREETINTHEDOWNSTREAMREGIONOFHEARDISLAND,THESEAWIFSSATELLITEIMAGEOFAVONKARMANVORTEXAROUNDGUADALUPEISLAND,AUGUST20,1999,

簡介：第六節(jié)經典力學的局限性,一經典力學的成就和局限性,經典力學的成就與局限性,收集整理經典力學發(fā)展過程中重大成就事件，并按時間順序由遠及近排列，你是否發(fā)現取得重大成就的時間間隔越來越短這說明了什么,一經典力學的發(fā)展歷程,請分析比較下列科學家對經典力學的貢獻,經典力學發(fā)展的三個階段,第一階段伽利略、牛頓時代之前。人們對力學現象的研究大多直接反映在技術之中或完全融合在哲學之內，物理學就整體而言還沒有成為獨立的科學。這個階段對力學作出突出貢獻的是阿基米德。第二階段從伽利略到牛頓。是經典力學從基本要領、基本定律到建成理論體系的階段，在這一階段有一系列的科學家為經典力學打下重要基礎。第三階段牛頓之后。經典力學又有新的發(fā)展，這一階段主要是后人對經典力學的表述形式和應用對象進行了拓展和完善。,二經典力學的偉大成就,⑴把人類對整個自然界的認識推進到一個新水平，牛頓從力學上證明了自然界的統(tǒng)一；⑵經典力學的建立首次明確了一切自然科學理論應有的基本特征，這標志著近代理論自然科學的誕生，也成為其他各門自然科學的典范；⑶經典力學的建立對自然科學和科技的發(fā)展、社會的進步具有深遠影響①經典力學形成的科學研究方法的推廣應用；②經典力學與其他基礎科學相結合產生了許多交叉學科，促進了自然科學的進一步發(fā)展；③經典力學在科學技術上有廣泛的應用，促進了社會文明的發(fā)展。,三經典力學的局限性和適用范圍,⑴經典力學只適用于處理物體的低速運動（VC）⑵經典力學不適用于微觀領域中物質結構和能量不連續(xù)的現象⑶經典力學規(guī)律只在慣性參考系中成立經典力學規(guī)律只能用于宏觀、低速（與光速相比）的情形，且只在慣性參考系中成立。,※牛頓運動定律與參考系※,※經典力學與與運動速度※,慣性參考系凡是牛頓定律成立的參考系，稱為慣性參考系，簡稱慣性系。①所有相對于慣性系作勻速直線運動的參考系都是慣性系。②所有相對于慣性系作變速運動的參考系都是非慣性系。,【例題】牛頓定律能適用于下列哪些情況A研究原子中電子的運動B研究“神州”五號的高速發(fā)射C研究地球繞太陽的運動D研究飛機從深圳飛往北京的航線,【答案】BCD,【提示】經典力學只適用于處理宏觀物體的低速運動。,經典力學的成就與局限性,【例題】兩臺升降機甲、乙同時自由下落甲上的人看到乙是靜止的，也就是說，在甲看來，乙的運動狀態(tài)并沒有改變，但是乙確實受到向下的地球引力。根據牛頓定律，受到外力作用的物體，其運動狀態(tài)一定會改變，這不是有矛盾嗎你是如何理解的,【提示】牛頓力學規(guī)律只在慣性參考系中成立。,【答案】不矛盾。牛頓力學規(guī)律只在慣性參考系中成立。,經典力學的成就與局限性,1905年，出生于德國的美籍物理學家阿爾伯特愛因斯坦（1879──1955）發(fā)表了狹義相對論。這個理論指出在宇宙中唯一不變的是光線在真空中的速度，其它任何事物──速度、長度、質量和經過的時間，都隨觀察者的參考系（特定觀察）而變化。,,四狹義相對論的基本原理,相對時間,相對長度,相對質量,EINSTEIN對相對論的解釋,當你和一個漂亮姑娘在一起坐一小時,你感覺只坐了一分鐘,當你坐在火爐旁一分鐘,就好象坐了一小時,這就是相對論。,,17世紀牛頓力學構成了體系可以說，這是物理學第一次偉大的綜合牛頓建立了兩個定律，一個是運動定律，一個是萬有引力定律，并發(fā)展了變量數學微積分，具有解決實際問題的能力他開拓了天體力學這一科學，海王星和冥王星的發(fā)現就充分顯示了這一點,牛頓經典力學的局限性,適用于低速，宏觀，弱引力物體,

簡介：§14自由基聚合反應動力學,一、自由基聚合反應微觀動力學方程●推導微觀動力學方程的基本假設▲聚合度很大假設（）▲自由基等活性假設▲“穩(wěn)態(tài)”假設或其中第一、二點假設在聚合轉化率高時，不存在。,,,,,,,,,,,§14自由基聚合反應動力學,,●自由基聚合反應微觀動力學方程推導依據自由基聚合機理、質量作用定律、基本假設▲鏈引發(fā)由于鏈引發(fā)受引發(fā)劑分解過程控制，所以▲鏈增長由于所以,,,,,,,,,,,,,,,,,,,§14自由基聚合反應動力學,▲鏈終止根據穩(wěn)態(tài)假設得代入鏈增長速率方程得自由基聚合微觀動力學方程一般表達式該式表明聚合速率正比于單體濃度的一次方，正比于引發(fā)速度的平方根，后者產生的原因是雙基終止。不同的引發(fā)方式，其引發(fā)速率方程不同，結果聚合速率方程必然不同。,,,,,,,,,,,,§14自由基聚合反應動力學,,●對自由基聚合微觀動力學方程的討論▲引發(fā)劑引發(fā)的自由基聚合微觀動力學方程〆引發(fā)劑引發(fā)的正常自由基聚合微觀動力學方程將引發(fā)速率方程代入一般式之中，整理得結果表明引發(fā)劑引發(fā)時，聚合速率與單體濃度的一次方成正比，與引發(fā)劑濃度的平方根成正比。〆引發(fā)劑引發(fā)的非正常自由基聚合微觀動力學方程此時的鏈引發(fā)形式為其微觀動力學方程為結果表明聚合速率與單體濃度的3/2次方成正比，與引發(fā)劑濃度的平方根成正比。,,,,,,,,,,§14自由基聚合反應動力學,〆引發(fā)劑引發(fā)時復雜情況的自由基聚合微觀動力學方程式中的N05～10，M1～15?！渌l(fā)方程下的自由基聚合微觀動力學方程,,,,,,,,,,,,,§14自由基聚合反應動力學,二、自由基聚合反應宏觀動力學●自由基聚合全過程的聚合速率變化曲線（“S”型曲線）第一階段誘導期，X＝0。產生的原因引發(fā)劑產生的初級自由基被阻聚雜質所消耗。誘導期的長短取決于阻聚雜質的多少。第二階段聚合初期（或等速階段）X≤20產生的原因阻聚雜質耗盡，體系的大分子數量較少，黏度較低，大分子和單體均能自由運動，體系處于穩(wěn)態(tài)階段。第三階段聚合中期（或加速階段）20～80產生的原因隨著體系內大分子數量的增加，黏度不斷增大，造成長鏈自由基活動受阻，甚至活性自由基被包裹，雙基終止困難，鏈終止速率常數下降；而單體分子因體積小，活動自由，能繼續(xù)與長鏈自由基碰撞反應，使增長速率常數下降較少或不下降；故此，產生自動加速。這種由于體系黏度增加所引起的不正常的動力學現象稱為凝膠效應。第四階段聚合后期（或降速階段）X≥80產生的原因體系黏度更大，單體濃度減少。,,,,,,§14自由基聚合反應動力學,,〆自動加速現象的數據解釋〆工業(yè)生產中“自動加速”現象的危害與控制辦法危害放熱集中、爆聚使生產難于控制；單體氣化，產物中有氣泡，影響質量?？刂妻k法關鍵是降低體系的黏度。具體辦法溶液聚合；提高聚合溫度；低溫乳液聚合；加入鏈轉移劑。另外，還要注意單體的結構與單體對聚合物的溶解情況?！窀咿D化率下的宏觀動力學方程因無固定的表述形式，暫不介紹。,,,,

簡介：尿動力檢查在盆底外科中的運用,華西醫(yī)院泌尿外科沈宏,常見婦科泌尿疾患,膀胱活動過度癥（OAB）壓力性尿失禁（SUI）女性盆腔臟器脫垂（POP）女性間質性膀胱炎（IC）女性排尿障礙（FBOO）膀胱、尿道陰道瘺（VVF）排便異常、直腸陰道瘺女性尿道疾患,盆底功能障礙性疾病,,盆底功能障礙性疾病,三大疾病尿失禁、盆腔器官脫垂（POP）、大便失禁膀胱活動過度癥女性膀胱出口梗阻盆腔臟器脫垂首發(fā)癥狀LUTS,POP與排尿異常,POP有關排尿異常尿頻、尿失禁、排尿困難泌尿關注點如何發(fā)現、處置并發(fā)POP婦科關注點尿動力檢查的運用膀胱功能判斷與鑒別診斷泌尿相關并發(fā)癥的處理,盆底外科關注的尿動力問題,尿失禁分類急迫性、壓力性、混合性、充盈性SUI分型尿道下移I、II型內括約肌功能障礙III型（ISD）膀胱功能狀況順應性、收縮力、膀胱容量,下尿路癥狀LOWERURINARYTRACTSYMPTOMSLUTS,,,檢查目的分類,常用尿動力學檢查尿流率測定、充盈期壓力容積測定、PF測定選用尿動力學檢查影像尿動力學檢查漏尿點壓力測定（ALPP、DLPP）尿道壓力描記兒童尿動力學檢查盆底神經電生理檢查,作為檢查收費立項指導、選擇重點檢查項目,儀器,三檔次儀器常用尿動力學儀（一般泌尿科、婦科泌尿）影像尿動力學儀（復雜病例、神經源膀胱）高級尿動力學儀（少數尿控中心、研究單位）,尿道壓力描記組件重要性下降,我科尿動力檢查儀,LABORIE影像尿動力儀,女性解剖結構,尿動力檢查內容基本原理,膀胱壓,三通,膀胱測壓,尿流率,括約肌肌電圖,尿動力檢查內容同步檢查,充盈期膀胱壓力測定膀胱尿道同步測壓及EMG檢測漏尿點壓ALPP、DLPP排尿期膀胱壓力測定壓力流率測定及EMG檢測影像尿動力尿道壓力測定靜止期尿道壓力分布圖排尿期尿道壓力分布圖,尿流率,尿動力檢查項目,尿流率有關參數,各類尿流率曲線,,,,,MFR165ML/SEC,VV103ML,AFR93ML/SEC,正常尿流率曲線,膀胱出口梗阻尿流率,,重度膀胱出口梗阻尿流率,尿動力檢查內容ICS標準化縮寫,逼尿肌順應性,低順應性膀胱,,,逼尿肌不自主收縮波,TOILET,VLPP意義,1測定一定膀胱容量下發(fā)生漏尿時的最低膀胱壓力，了解尿道活動度及盆底肌功能2用于反映尿道括約肌的關閉能力。3區(qū)分壓力性尿失禁的原因VLPP60CMH2O尿道固有括約肌功能障礙（ISD）VLPP90CMH2O尿道過度移動VLPP6090CMH2O提示上兩種原因皆有。,女性壓力性尿失禁,,,,,,VALSALVA,,,,,,,,,,,尿動力學檢查MCC約230ML，膀胱順應性好，充盈期未見逼尿肌不自主收縮。ALPP〉69CMH20,DLPP意義,1、持續(xù)膀胱灌注時發(fā)生漏尿時的最低逼尿肌壓力。2、反映開放尿道所需要的逼尿肌壓力，DLPP升高有上尿路損害的潛在危險。DLPP≥40CMH2O是造成上尿路損害的臨界壓力此時的膀胱容量為其安全膀胱容量。,排尿期膀胱測壓標準圖,,,尿道壓力分布圖參數,尿道壓力分布圖（女性）,MUCP45CMH20,尿動力檢查的必要性,評價尿道功能，對SUI進行分型排除合并低順應膀胱，降低術后風險評價膀胱功能，分析排尿困難原因,典型病例無需尿動力檢查,報告參考模式,圖形報告必不可少。清晰曲線、標明事件、修正贗像數據。文字報告結果描述和結論兩部分。尿控專業(yè)醫(yī)生生成報告結論部分必須結合受檢者病史,I、II型SUI的尿動力表現,尿流率呈“高鐘”型曲線，無殘余尿膀胱順應性好，最大膀胱容量300500ML充盈期無膀胱無抑制收縮存在VLPP大于90CMH2O。排尿期可見逼尿肌收縮上升曲線最大尿道閉合壓力大于20CMH2O,III型SUI的診斷,病史特點尿失禁嚴重，病程長，高齡，有子宮切除病史等。先天性因素。查體發(fā)現腹壓增加時尿道下移不明顯。尿動力檢查MUCP小于20CMH2O、VLPP小于60CMH2O。影像檢查膀胱造影發(fā)現靜止狀態(tài)膀胱頸口呈開放狀態(tài)。,SUI術后療效不佳的原因,混合型尿失禁中急迫性尿失禁占主要因素術后發(fā)生OAB癥狀常用吊帶對ISD療效不佳逼尿肌收縮無力合并神經源膀胱,逼尿肌收縮力減弱合并SUI,臨床表現排尿無力、存在殘余尿、間斷排尿。治療建議病情告知，確保勿擠壓尿道造成新的梗阻。術后表現尿頻、殘余尿增加、尿潴留。處理建議定時排尿、CIC。,OAB合并SUI的處理,臨床表現病史中有尿頻、尿急、急迫性尿失禁癥狀，膀胱容量偏小。治療建議如以SUI為主，術后5070的患者所有癥狀消失；如以急迫性尿失禁為主，應以藥物治療為主；如存在低順應膀胱，謹慎施行抗尿失禁手術。治療方法抗膽堿藥物、定時排尿,抗SUI術后膀胱出口梗阻（BOO）,抗尿失禁手術所致BOO發(fā)生率為520。尿動力檢查無異常尿路刺激癥狀，身體前傾排尿或改變體位才能排空膀胱通常就提示梗阻存在。,抗SUI術后膀胱出口梗阻的處理,接受SLING剪斷的患者，7090會有癥狀戲劇性的改善。大約有20復發(fā)壓力性尿失禁。如剪斷后仍然無效，應當行尿道松解術。,生殖道膨出團塊壓迫陰道消化道便秘泌尿道尿失禁、排尿困難伴有器官脫垂的膀胱活動過度癥患者，脫垂糾正后癥狀可以消退。排尿困難的患者可能因脫垂引起的流出道梗阻，經修復后會減輕。性功能性交困難、無高潮,盆腔臟器脫垂的臨床癥狀,POP與SUI常相伴出現,單獨行尿失禁手術有潛在術后排尿困難的危險；單獨行盆底修補手術有術后發(fā)生尿失禁的危險70具有嚴重尿生殖器膨出的控尿患者，在膨出糾正后發(fā)生尿失禁。ROSENZWEIGETAL,1992GHONIEMETAL,1993尿動力檢查需在膨出臟器回納后進行檢查。治療建議病情告知，盡量同期施行修補及抗尿失禁手術，注意對ISD的處理。,,尿動力檢查的適應癥,重度SUI或高齡患者子宮切除后、盆腔放療后的SUI患者伴有OAB癥狀的SUI患者有神經源膀胱可能的SUI患者POP伴SUI患者抗尿失禁術后療效不佳需再次手術患者,向婦科醫(yī)師學習促進婦科泌尿的全面發(fā)展,

簡介：2各向異性材料彈性力學基礎,21各向異性彈性力學基本方程22各向異性彈性體的應力應變關系23正交各向異性材料的工程彈性常數24正交各向異性材料工程常數的限制條件,對于直角坐標系OXYZ，三個正交平面上的應力張量為,211彈性體中任意一點的應力分量,21各向異性彈性力學基本方程,其中TXYTYX，TZXTXZ，TZYTYZ,6個應力分量SX，SY，SZ，TXY，TYZ，TZX,對于直角坐標系OXYZ，應變張量為,212彈性體中任意一點的應變分量,其中EXYEYXGXY/2，EZXEXZGZX/2，EZYEYZGYZ/2。EXY，EZX，EYZ為張量切應變，GXY，GZX，GYZ為工程切應變。,6個應變分量EX，EY，EZ，GXY，GYZ，GZX,對于直角坐標系OXYZ，位移分量,213彈性體中任意一點的位移分量,3個位移分量U，V，W,各向異性彈性力學有15個基本未知量3個位移分量U，V，W6個應力分量SX，SY，SZ，TXY，TYZ，TZX6個應變分量EX，EY，EZ，GXY，GYZ，GZX,214各向異性彈性力學平衡微分方程,其中FX，FY，FZ為體力分量，R為密度，T是時間。,215各向異性彈性力學幾何方程,根據變形協調方程，應變分量間滿足,應力邊界條件,位移邊界條件,小變形時，應變分量與應力分量間的關系,其中C11，C12，，C66稱為剛度系數。,216各向異性彈性力學應力應變關系,寫成矩陣表示式為,C矩陣稱為剛度矩陣。,15個基本方程，加上給定的邊界條件，可以確定15個基本未知量。,各向異性彈性力學基本方程與各向同性彈性力學基本方程相比，平衡微分方程、幾何方程相同，只是物理方程不同。,22各向異性彈性體的應力應變關系（本構關系）,221各向異性彈性體的本構關系,用1，2，3軸代替X，Y，Z軸，把應力應變分量符號用簡寫符號表示，相應替代關系為,應力,應變,GIJ表示工程切應變，EIJ（I≠J）表示張量切應變。,,應力應變線彈性關系,凡J重復，表示由1,2,,6共6項相加。SI是應力分量，EJ是應變分量，CIJ是剛度系數。,,,對于完全彈性體，當應力SI作用于應變增量DEI時，單位體積外力功的增量為DA，即應變能密度增量DW,應變能與加載過程無關,,沿整個加載變形過程積分，應變能密度為,應變能密度為應變分量的二次函數。,剛度矩陣C為對稱矩陣，只有21個剛度系數是獨立的，即,,,,,SIJ為柔度系數，柔度矩陣SC1，也為對稱矩陣，即SIJSJI，也只有21個柔度系數是獨立的。,各向異性材料的應變能密度表達式為,,222幾種常見對稱材料的應力應變關系,絕大多數工程材料具有對稱的內部結構，因此材料具有彈性對稱性。常見的對稱材料有單對稱材料、正交各向異性材料、橫觀各向同性材料和各向同性材料。,,1單對稱材料的應力應變關系材料內每一點都存在一個彈性對稱面，則稱該材料為單對稱材料。關于彈性對稱面對稱的任意兩個方向上的彈性性質是相同的。例如取12坐標平面與彈性對稱面平行，3軸與彈性對稱平面垂直，過O點按坐標方向切取一微單元體。由彈性對稱面定義可知，將3軸轉到3’軸，應力應變關系保持不變。,當3軸換成3’軸時，,123坐標系下，材料的應變能密度為,123’坐標系下，材料的應變能密度為,材料的應變能密度為,應變能密度W是應變狀態(tài)的單值函數，是標量，與坐標系的選擇無關。為保證W值不變，含G23和G13的一次項（即E4和E5）的剛度系數等于零。,獨立的剛度系數減為13個,同樣為保證W值不變，含T23和T13的一次項的柔度系數等于零。,獨立的柔度系數減為13個,,討論材料彈性對稱性的物理意義取單對稱材料，僅在33’方向加正應力，即S3≠0，其他應力分量均為零。,,垂直于彈性對稱面的正應力只引起正應變和垂直于正應力平面的切應變。材料彈性對稱性的存在，可降低正應力和切應變或切應力與正應變的耦合程度，降低材料各向異性。,,2正交各向異性材料材料中的每一點都存在三個相互垂直的彈性對稱面，稱作正交各向異性體。材料有三個正交的彈性主軸。12面、13面和23面均為彈性對稱面。,按單對稱材料分析方法有,獨立剛度系數減少為9個,對于正交各向異性材料，正應力只引起正應變，切應力只引起切應變。正應力與切應變或切應力與正應變之間沒有耦合，這一點是和各向同性材料相同。,獨立柔度系數減少為9個,3橫觀各向同性材料材料中的每一點都存在三個相互垂直的彈性對稱面，但其中的一個平面是各向同性的，稱為橫觀各向同性材料。取12面為各向同性面，1，2，3軸都是彈性主方向。與3軸有關的系數S33、S13、S44、C33、C13、S44都獨立。,某點應力狀態(tài),將坐標12在面內轉45°，新坐標1’2’下的應力分量,,,5個獨立彈性常數,4各向同性材料材料具有無窮多個性能對稱平面，稱為各向同性材料。這種材料對于三個相互垂直的彈性對稱面的彈性性能完全相同。剛度系數、柔度系數分別滿足,獨立彈性常數2個,23正交各向異性材料的工程彈性常數,除了表示材料彈性特性的剛度系數CIJ、柔度系數SIJ外，工程上常用工程彈性常數來表示材料的彈性特性。大型通用結構有限元分析軟件輸入復合材料的彈性性能時，也要求按工程彈性常數形式給出。工程彈性常數拉壓彈性模量EI、剪切彈性模量GI和泊松比NIJ。工程彈性常數可用三個單向拉伸和三個純剪切試驗測定。,S1,,S1,1方向單向拉伸試驗S1≠0，其他應力均為零。,,S3,,S3,2方向單向拉伸試驗S2≠0，其他應力均為零。,,3方向單向拉伸試驗S3≠0，其他應力均為零。,,,S2,S2,12面、23面和13面純剪切試驗,用工程常數來表示的正交各向異性材料的柔度矩陣,EI（I1，2，3）表示沿材料主方向I的彈性模量。,NJI表示由于沿材料主方向J作用應力SJ時，材料主方向I應變與主方向J應變的負值，稱為泊松比。GIJ表示在IJ平面的剪切模量。,,（I，J＝1，2，3，但I≠J）,三個互等關系,,,用工程常數來表示的正交各向異性材料的應力應變關系,正交各向異性材料的剛度系數,,,24正交各向異性材料工程常數的限制條件,241各向同性材料工程彈性常數的限制條件,各向同性材料工程彈性常數E、G、N之間的相互關系,,各向同性體受到靜水壓力–P作用時的體積應變?yōu)?體積模量,,各向同性材料泊松比取值范圍,242正交各向異性材料工程彈性常數的限制條件,材料應變能密度,考慮材料承受單向拉應力S1,正交各向異性材料的剛度矩陣C和柔度矩陣S主對角線元素大于零，剛度矩陣C和柔度矩陣S正定。,,柔度矩陣正定,,,,,,三個泊松比的乘積小于1/2,例21通過實驗得玻璃鋼單層板實驗數據,試由工程彈性常數的限制條件驗證實驗數據。,解,,計算結果表明，實驗數據合理。,例22由碳纖維增強聚合物制得的正交各向異性材料的工程彈性常數為,試求其剛度矩陣和柔度矩陣。,解,計算柔度系數,計算其他泊松比,,,

簡介：質元之間的距離保持不變。,理想模型,有質量沒有大小和形狀的點質點,在任何情況下大小和形狀都不發(fā)生變化的物體剛體,理想模型,第二章剛體力學,1,平動用質心運動討論,剛體運動的兩種基本形式,平動剛體在運動中，其上任意兩點的連線始終保持平行。,質心的運動代表整個剛體的平動,一、剛體的平動和轉動,2,21剛體運動學,轉動剛體內所有質元都繞同一直線做圓周運動這條直線叫轉軸,定軸轉動轉軸固定不動的轉動。,3,剛體的一般運動,,,既平動又轉動質心的平動加繞質心的轉動,4,各質元的位移、線速度、加速度一般不同，但角量（角位移、角速度、角加速度）都相同,描述剛體整體的運動用角量方便。,二、定軸轉動的角量描述,5,角速度方向規(guī)定為沿軸方向，指向用右手螺旋法則確定。,方向,單位RAD/S2,6,質元的線量與角量的關系,7,轉動的物體具有動能，其值等于各個質元的動能的總和,J是衡量物體轉動慣性的量,一、剛體定軸轉動動能,22剛體的定軸轉動,二、轉動慣量,8,質點系的轉動慣量,國際單位制中轉動慣量的單位為千克米2（KGM2）,轉動慣量的計算,單個質點的轉動慣量,質量連續(xù)分布的剛體的轉動慣量,轉動慣量與什么因素有關,剛體的質量質量的分布轉軸的位置,9,注意,只有對于幾何形狀規(guī)則、質量連續(xù)且均勻分布的剛體，才能用積分計算出剛體的轉動慣量,10,例1、求質量為M、半徑為R的均勻圓環(huán)的轉動慣量。軸與圓環(huán)平面垂直并通過圓心。,解細圓環(huán),,J是可加的，所以若為薄圓筒,結果相同。,11,例2求質量為M、半徑為R、高為L的均勻圓柱體的轉動慣量。軸為圓柱體軸線。,解取半徑為R高為L厚為DR的圓筒,,可見，轉動慣量與L無關。,,,12,,例3求一質量為M的均勻實心球對其一條直徑為軸的轉動慣量。,解一球繞Z軸旋轉，離球心Z高處切一厚為DZ的薄圓盤。其半徑為,其體積,其質量,其轉動慣量,Z,13,14,例4、求長為L、質量為M的均勻細棒對圖中不同軸的轉動慣量。,,,,,,,A,B,L,X,,,,,,,,A,B,L/2,L/2,C,X,解取如圖坐標,DM?DX,,15,平行軸定理,前例中JC表示相對通過質心的軸的轉動慣量，JA表示相對通過棒端的軸的轉動慣量。兩軸平行，相距L/2?？梢?推廣上述結論，若有任一軸與過質心的軸平行，相距為D，剛體對其轉動慣量為J，則有J＝JC＋MD2。,這個結論稱為平行軸定理。,16,例5求右圖所示剛體對經過棒端且與棒垂直的軸的轉動慣量棒長為L、球半徑為R）,17,1、力對轉軸的力矩,三、轉動定律,18,,,將切向分量式兩邊同乘以,,,2、剛體定軸轉動的轉動定律,19,M反映質點的平動慣性，J反映剛體的轉動慣性,力矩是使剛體轉動狀態(tài)發(fā)生改變而產生角加速度的原因。,地位相當,20,轉動定律應用舉例,例1一個質量為M、半徑為R的定滑輪（當作均勻圓盤）上面繞有細繩，繩的一端固定在滑輪邊上，另一端掛一質量為M的物體而下垂。忽略軸處摩擦，求物體M由靜止下落高度H時的速度和此時滑輪的角速度。,MG,21,MG,解,22,,解水平恒力F對過A端的豎直軸的力矩為,23,例2質量為M，長為L的水平勻質細桿AB能自由地繞通過其A端的豎直軸旋轉。從某一時刻起,在B端作用一個水平恒力F，該力在所有的時間內總是垂直于桿靜止時的初始位置。求桿的角速度和它從初始位置轉過的角的函數關系。,對上式求積分,,,由轉動定理有,,,24,例3、一個飛輪的質量為69KG，半徑為025M,正在以每分1000轉的轉速轉動?，F在要制動飛輪勻質圓環(huán)，要求在50秒內使它均勻減速而最后停下來。閘瓦與飛輪之間的摩擦系數為02。求1從制動開始到飛輪停止轉動這段時間內飛輪轉了多少轉2閘瓦對飛輪的壓力N為多少,25,解1從制動開始到飛輪停止轉動,飛輪轉過的轉數,26,飛輪轉了4167轉．,2閘瓦對飛輪的壓力N,27,根據轉動定律,已知M＝69KG,R＝025M，Μ02,?209RAD/S2,力矩做功是力做功的角量表達式,力矩的瞬時功率,對比,,四、力矩的功,28,,剛體定軸轉動的動能定理合外力矩對定軸轉動剛體所做的功等于剛體轉動動能的增量。,對比,當ΘΘ1時，ΩΩ1；ΘΘ2時，ΩΩ2所以,五、剛體定軸轉動的動能定理,29,剛體的重力勢能是組成它的各個質元的重力勢能之和,1、剛體的重力勢能,剛體的重力勢能等于其重力與質心高度之積,六、包括剛體的系統(tǒng)的機械能守恒定律,30,若在剛體轉動過程中,只有重力做功,則機械能守恒,機械能守恒定律,2、定軸轉動的功能原理和機械能守恒定律,定軸轉動的功能原理,即如果合外力不做功，非保守內力也不做功，或二者的功的代數和為零，機械能守恒,31,32,例2、一根長為L、質量為M的均勻細直棒，其一端有一固定的光滑水平軸，因而可以在豎直平面內轉動。最初棒靜止在水平位置，求它由此下擺?角時的角加速度和角速度。,解外力矩為重力對O的力矩。棒上取質元DM,該質元的重力對軸的元力矩為,33,,整個棒的重力矩為,根據轉動定律,34,35,例3彈簧、定滑輪和物體的連接如圖所示,彈簧的勁度系數為20NM1,定滑輪的轉動慣量是05KGM2,半徑為030M,問當60KG質量的物體落下040M時,它的速率為多大假設開始時物體靜止而彈簧無伸長．,解以重物、滑輪、彈簧、地球為一系統(tǒng)，下落的過程中，機械能守恒,,,,36,以最低點為重力勢能零點，彈簧原長為彈性勢能零點,,,故有,37,質點相對O點的矢徑與質點的動量的矢積定義為該時刻質點相對于O點的角動量，用表示。,質點,1、角動量,23剛體角動量定理和角動量守恒定律,一、剛體的角動量定理,38,質點系對某點的角動量,如果質點系繞定軸轉動,各質點有相同的，,39,2、角動量定理,外力矩對系統(tǒng)的角沖量（沖量矩）等于角動量的增量。,根據轉動定律，可得,40,作用在物體上的外力對某軸的力矩之和為零，則物體對該軸的角動量守恒,,角動量守恒定律,角動量守恒定律的兩種情況,1、轉動慣量保持不變的單個剛體。,例回轉儀,,二、角動量守恒定律,,41,,2、轉動慣量可變的物體。,42,實際中的一些現象,藝術美、人體美、物理美相互結合,Ⅰ、芭蕾舞演員的高難動作,43,,,Ⅱ體操、跳水、運動員在空中為了迅速翻轉總是曲體、減小轉動慣量、增加角速度。當落地時則總是伸直身體、增大轉動慣量、使身體平穩(wěn)地。,,,,,,,44,花樣滑冰運動員通過改變身體姿態(tài)即改變轉動慣量來改變轉速,45,例1質量為M、半徑為R的轉臺，可繞通過中心的豎直軸轉動。質量為M的人站在邊沿上，人和轉臺原來都靜止。如果人沿臺邊緣奔跑一周，求對地而言，人和轉臺各轉動了多少角度,已知,求,解以M、M為研究對象,故角動量守恒,46,人和臺原來角動量為0,（1）式DT積分,若人和轉臺的角速度分別為,47,48,,,,例2一個質量為M、半徑為R并以角速度Ω轉動的飛輪勻質圓盤,在某一瞬時突然有一片質量為M的碎片從輪的邊緣上飛出，如圖．假定碎片脫離飛輪時的瞬時速度方向正好豎直向上．1問它能升高多少2求余下部分的角速度、角動量和轉動動能．,解1碎片離盤瞬時的線速度即是它上升的初速度,,,令V0，得上升最大高度H為,,49,2碎片與破盤的總角動量應守恒，即,,,,式中Ω為破盤的角速度．于是,,,角速度不變,50,圓盤余下部分的角動量為,,轉動動能為,,51,例3空心圓環(huán)可繞豎直軸自由轉動,如圖所示,其轉動慣量為J0,環(huán)半徑為R,初始角速度為Ω0質量為M的小球,原來靜置于A點,由于微小的干擾,小球向下滑動設圓環(huán)內壁是光滑的,問小球滑到B點與C點時，小球相對于環(huán)的速率各為多少,解1小球與圓環(huán)系統(tǒng)對豎直軸的角動量守恒，當小球滑至B點時，有,,該系統(tǒng)在轉動過程中,只有重力做功,機械能守恒，設小球相對于圓環(huán)的速率為VB，以B點為重力勢能零點，則有,,52,聯立①、②兩式，得,,,2當小球滑至C點時，,,,故由機械能守恒，有,,,53,,例4一質量為M,半徑為R的均質圓盤,放在一粗糙水平面上圓盤與水平面之間的摩擦系數為Μ，圓盤可繞通過其中心O的光滑豎直固定軸轉動,開始時,圓盤靜止,一質量為M的子彈以水平速度V0垂直于圓盤半徑打入圓盤邊緣并嵌在盤邊上,求（1）子彈擊中圓盤后，盤所獲得的角速度。（2）經過多少時間后，圓盤停止轉動。忽略子彈重力造成的摩擦阻力矩,54,解（1）子彈擊中圓盤邊緣并嵌在一起，這段時間很短，子彈和圓盤所組的系統(tǒng)角動量守恒。有,,解上式得,,（2）勻質圓盤可看成一系列半徑不同的同心圓環(huán)構成，在離轉軸R處取一半徑為R,寬度DR的細圓環(huán)，其質量為,,55,,摩擦力矩為,,,由轉動定律有,,56,,,,圓盤在水平面上轉動時間為,57,例5、如圖所示,一質量為M的子彈以水平速度V0射入一靜止懸于頂端長棒的下端,穿出后速度損失3/4,求子彈穿出后棒的角速度?。已知棒長為L,質量為M,,解以F表示棒對子彈的阻力,對子彈有,子彈對棒的反作用力F,對棒有,由兩式得,58,請問1子彈和棒的總動量守恒嗎為什么,2總角動量守恒嗎若守恒,其方程應如何寫,,59,例6、一長為L、質量為M的桿可繞支點O自由轉動。一質量為M，速率為V的子彈射入并嵌在距支點為A的棒內，若桿的偏轉角度為Θ300，子彈的初速率為多少,解可分兩個運動過程來分析。,沖擊過程,桿維持豎直M合外0系統(tǒng)角動量守恒,60,擺動過程,M合外≠0系統(tǒng)角動量不守恒,只有重力作功，系統(tǒng)機械能守恒,61,,,,,,,解碰撞前單擺擺錘的速度V0,例7、如圖所示，將單擺和一等長的勻質直桿懸掛在同一點，桿的質量M與單擺的擺錘質量相等。開始時直桿自然下垂，將單擺的擺錘拉到高度H0，令它自靜止狀態(tài)下擺,于豎直位置和直桿作彈性碰撞。求碰撞后擺錘達到的高度H和直桿下端達到的高度H。,62,令碰撞后直桿的角速度為?，擺錘的速度為V′。由角動量守恒，有,在彈性碰撞過程中動能也守恒,63,按機械能守恒碰撞后擺錘達到的高度H,而桿的質心上升的高度HC滿足,64,解,65,碰撞?T極小，對M盤系統(tǒng)，沖力遠大于重力，故重力對O力矩可忽略，角動量守恒,則,,,,,,,,,66,67,一）何謂旋進,陀螺的運動,陀螺以角速度繞自身對稱軸高速轉動的現象自轉。,在重力矩作用下，自轉軸以角速度繞豎直軸轉動的現象旋進。,自轉角動量,三、陀螺的旋進進動）,68,陀螺旋進的原因是什么,是自旋與重力矩作用產生的結果。,重力矩為零只有自轉,重力矩不為零、但沒有自轉倒下,69,,,,,當陀螺繞其對稱軸旋轉時具有角動量,受重力的力矩,二旋進的解釋,即剛體繞新的軸運動，產生了進動。,A,產生一個新的角動量,進動角速度,,,,,,,70,由圖,71,旋進應用舉例,,我們知道甩手榴彈時，手榴彈要翻跟頭,72,為了保證子彈、炮彈不至如此，常在槍炮筒內腔刻制螺旋式的來復線，使從槍炮筒內射出的子彈繞自身對稱軸高速旋轉,自轉的子彈在空氣阻力矩的作用下繞其質心速度方向進動,以保證彈頭朝前。,

簡介：CHAPTER5突觸動力學Ⅱ有監(jiān)督學習,學號0622310213姓名余景景,本章內容要點,有監(jiān)督學習的理論解釋有監(jiān)督的函數估計有監(jiān)督的學習相當于操作性條件反射有監(jiān)督的學習相當于有先驗知識的隨機模式學習前饋網絡的監(jiān)督學習算法感知器最小均方誤差（LMS）算法反向傳播（BP）算法,第一部分內容,有監(jiān)督學習和無監(jiān)督學習有監(jiān)督的函數估計有監(jiān)督學習相當于操作性條件反射有監(jiān)督學習相當于有先驗知識的隨機模式學習,有監(jiān)督學習,給定一系列訓練樣本，其中每個樣本都做上了標記，比如說標記出這個樣本來自對一個蘋果的一次觀測。學習的目的是從這些帶有標記的樣本中學習到一些概念,比如說什么樣的數據對應蘋果而不是香蕉,并且在未來給出新的樣本時,能夠正確預測新樣本的標記。,無監(jiān)督學習,給定一系列沒有任何標記的訓練樣本,學習的目的時發(fā)現隱藏在這些樣本中的某種結構,例如樣本的聚類情況。,,有監(jiān)督的函數估計,給定觀察得到的隨機矢量樣本對要估計一個未知函數使得期望誤差函數EJ最小。誤差期望輸出實際輸出,有監(jiān)督的函數估計,設N為一個神經網絡的傳遞函數，那么可以定義瞬時誤差為，這是一個隨機向量，由于我們不知道聯合概率密度函數PX,Y無法求出，一般用均方差替代。隨機逼近用觀測到的隨機量來估計期望值，然后在離散的近似算法中使用這些估計量。用的比較多的近似算法是隨機梯度下降法。如本章將要講述的WIDROW’SLMS算法中所用的就是隨機梯度。,,有監(jiān)督學習相當于操作性條件反射,操作性條件反射強化響應，如果輸入與期望的輸出不同，就調節(jié)權值M。,無監(jiān)督學習相當于傳統(tǒng)條件反射,傳統(tǒng)條件反射強化刺激。這種神經網絡直接把輸入X耦合到輸出Y。,例如，一個生物體學會了一刺激響應對那么在條件刺激S中加一個條件B進行學習，得到,不斷強化刺激，直到輸入B時反應為R。這樣就有也就是學會了一條規(guī)則。如巴普洛夫條件反射試驗。,,有監(jiān)督學習相當于有先驗知識的隨機模式學習,模式模式空間上的點時變模式定義在中的軌跡線隨機模式學習由已知的樣本X1，X2XN來估計X的概率密度函數PX模式類是的子集，也叫決策類，滿足,有監(jiān)督學習相當于有先驗知識的隨機模式學習,類的概率其中，是一個指示器函數，定義為指示函數指出了模式X的類隸屬關系。如果S是將映射到而不是。就稱模式X以不同的程度隸屬于不同的類。類的概率滿足,區(qū)分學習類型的標準先驗知識,在有監(jiān)督和無監(jiān)督模式學習中，系統(tǒng)都不知道它們的區(qū)別在于是否有先驗知識以及學習系統(tǒng)如何利用貝葉斯學習中用到了指示器函數，是有監(jiān)督的學習噪聲隨機競爭學習律沒有使用類成員信息校正突觸矢量，是非監(jiān)督學習監(jiān)督隨機競爭學習律采用增強函數獎勵正確的模式分類＋1，懲罰錯誤的模式分類為－1。是有監(jiān)督模式學習。,

簡介：第三章靜磁場STATICMAGNETICFIELD,穩(wěn)恒電流激發(fā)靜磁場，在穩(wěn)恒電流的條件下，導體內及其周圍空間中，也存在靜電場，此時的電場與電流的關系為式中為電導率。但是，靜電場和靜磁場之間并無直接的關系。本章所要研究的與靜電問題類似，靜磁問題中最基本的問題是在給定電流分布（或給定外場）和介質分布的情況下，如何求解空間中的磁場分布。,本章主要內容穩(wěn)恒電流分布的必要條件穩(wěn)恒電流體系的電場矢勢及其微分方程磁標勢磁多極矩阿哈羅諾夫玻姆效應,?,?,?,?,?,?,§31穩(wěn)恒電流分布的必要條件ESSENTIALCONDITIONOFSTEADYCURRENTPROFILE,電荷在導體內穩(wěn)恒流動，導體內部將會不斷地產生焦耳熱，即電磁能將不斷地損耗。根據能量守恒方程由于穩(wěn)恒條件要求,且有當存在外來電動力場時，則故故有,該式的物理意義是外來電動力場所作的功等于體系內焦耳熱損耗和從體系的界面流出去的能量的總和。因此，體系要保持電荷穩(wěn)恒流動的必要條件是必須要有外來的電動力（即外來電動勢）。,§32穩(wěn)恒電流體系的電場ELECTRICFIELDOFSTEADYCURRENTSYSTEM,根據MAXWELLSEQUATION,穩(wěn)恒電流及其電場所滿足的方程為在導體內流有電荷的情況下，我們并不知道其電荷分布的情況，所以無法從（1）式求場，只有從（2）,式出發(fā)即因為，所以用標勢，即，于是有由此可見，假若給定，即可由（3）式求出電勢。在區(qū)域，（3）式變?yōu)橄鄳倪呏店P系為,用表示交界面上的關系，即（4）、（5）式就是分區(qū)均勻的穩(wěn)恒電流體系的電場所滿足的方程和邊值關系。若整個體系的邊界條件已知，即可求出電流的電場。,從出發(fā)，可求得導體內的電荷分布其中，穩(wěn)恒電流條件要求從可看出，均勻導電體系內不會出現電荷堆積，只有當導體在沿著電荷流動方向不均勻,時，才有可能有電荷存在。因此，對于分塊均勻的導電體，電荷只可能分布在交界面上，即利用，得到面電荷密度為所以，如果交界面兩側各自的介電常數與電導率之比值相等，則交界面上也不存在面電荷密度。,§33矢勢及其微分方程VECTORPOTENTIALANDDIFFERENTIALEQUATION,1、矢勢穩(wěn)恒電流磁場的基本方程是由此可看出，磁場的特點和電場不同。靜電場是無旋的，即引入標勢來描述。而磁場是有旋的，一般不能引入一個標勢來描述整個空間的磁場，但由于磁場是無源的，可以引入一個矢量來描述它。,即若則稱為磁場的矢勢。根據，可得到由此可看到矢勢的物理意義是矢勢沿任一閉合回路的環(huán)量代表通過以該回路為界的任一曲面的磁通量。必須注意①只有的環(huán)量才有物理意義，而在每點,上的值沒有直接的物理意義。②矢勢可確定磁場，但由并不能唯一地確定，這是因為對任意函數。即和對應于同一個，的這種任意性是由于的環(huán)量才有物理意義的決定的。2、矢勢微分方程由于，引入，在均勻線性介質內有，將這些代入到中，即,若滿足庫侖規(guī)范條件，得矢勢的微分方程,或者直角分量這是大家熟知的PISSONSEQUATION由此可見，矢勢和標勢在靜場時滿足同一形式的方程，對此靜電勢的解?？傻玫绞噶康奶亟?由此即得作變換，即得這就是畢奧薩伐爾定律。當全空間中電流給定時，即可計算磁場，對,于電流和磁場互相制約的問題，則必須解微分方程的邊值問題。3、矢勢邊值關系在兩介質分界面上，磁場的邊值關系為對應矢勢的邊值關系為,其實，邊值關系（3）式也可以用簡單的形式代替，即在分界面兩側取一狹長回路，計算對此狹長回路的積分。當回路短邊長度趨于零時（如同時）。另一方面，由于回路面積趨于零，有因此使得由于只有,另外，若取，仿照第一章關于法向分量邊值關系的推導，可得（5）、（6）兩式合算，得到即在兩介質分界面上，矢勢是連續(xù)的。4、靜磁場的能量磁場的總能量為,在靜磁場中，可以用矢勢和電流表示總能量，即即有,這里不能把看作為能量密度。因為能量分布于磁場中，而不僅僅存在于電流分布區(qū)域內。另外，能量式中的是由電流激發(fā)的。如果考慮兩個獨立電流系之間的相互作用能，則設電流系建立矢勢為，另一電流系建立矢勢為，分布于，分布于，若電流分布為磁場總能量為,由此可見，上式右邊第一、二項是電流系各自的自能，其相互作用能為,因為其中所以,該兩式相等，因此電流在外場中的相互作用能量為5、舉例討論用計算例1無窮長直導線載電流I，求空間的矢勢和磁場。SOLUTION取導線沿Z軸，設P點到導線的垂直距離為R，電流元IDZ到P點距離為,因此得到積分結果是無窮大（發(fā)散的）。計算兩點的矢勢差值可以免除發(fā)散，若取R0點的矢勢值為零，則,每項相乘后，再二次項展開得亦即故,,0,取的旋度，得到,,0,結果與電磁學求解一致。,例2半徑為A的導線園環(huán)載電流為I，求空間的矢勢和磁感應強度。SOLUTION首先求解矢勢,由于問題具有軸對稱性，可以把觀察點選在XZ平面上，這樣的好處是Φ0，故只與R，Θ有關。其中即得,又∵園電流環(huán)在XY平面上，故，于是得到因此得到,,作變換令,這樣于是有,令，則有考慮一般情況，這里的Y方向實際上就是方向，因,此上式可改為,令這里ΚK,ΕK分別為第一、第二類橢園積分。從而得到故磁感應強度的嚴格表達式為,討論對于遠場，由于RA，且有,當RA情況下，上式分母展開為于是得到,若RA，且,于是磁感應強度為,可見，對于一個園電流環(huán)，在遠處所激發(fā)的磁場，相當于一個磁矩為的磁偶極子激發(fā)的場。,§34磁標勢MAGNETICSCALARPOTENTIAL,本節(jié)所研究的問題是避開矢量求磁感應強度的不便理由。類比于靜電場，引入磁標勢。然后討論所滿足的微分方程，繼而討論靜磁問題的唯一性定理。1、磁標勢引入的條件（1）所考慮的空間區(qū)域沒有傳導電流根據靜磁場的MAXWELLSEQUATION,若考慮傳導電流為零的空間，則一定有于是可以引入標勢，從而有這與靜電學中完全類似，故稱為磁標勢，因此引入磁標勢的第一個條件是空間無傳導電流。（2）空間應為單連通區(qū)域根據積分式子，我們將可看到，對于,一個任意的積分閉合路徑，如果I0，有可能定義磁標勢，這時，引入磁標勢是保守場的勢，但是只說明該區(qū)域內沒有渦旋場的源。許多情況下，區(qū)域內雖然沒有電流分布，但磁場仍然是渦旋的，它就不是保守場，故不能引入磁標勢，這一點由一無限長載流導線周圍的空間的場可以看出，即導線外界空間I0，滿足，但磁場是渦旋的。然而，真實的情況是由AMPERE環(huán)路定律所表達的。,沿閉合曲線積分一周是否為零取決于路徑的選擇，若考慮一個環(huán)形電流附近的空間（電流環(huán)除外）中的磁場，顯然，這個區(qū)域由于不存在傳導電流而認為可以用來描述。設該空間磁場的標勢為，且，將磁場強度沿一閉合曲線L積分，而此積分曲線是穿過電流環(huán)的，因而積分回路包圍電流，故另一方面,于是有因為是沿閉合曲線積分的起點和終點的標勢，是空間同一點的值，應該是單值函數。而現在表明不是單值的，它與積分回路的選取有關。因此，僅有“無傳導電流”這一條件還不夠，必須要求為單值的。為此，引入以電流環(huán)為邊界的任意曲面，并規(guī)定積分路徑不允許穿過此曲面。任何閉合積分路徑都不穿過曲面，這樣，就是一個單值的。從曲面的一側穿過曲面到另一側，磁標勢不是連續(xù)的。存在著大小為I的躍變，由此可見，若電流是環(huán)形分布的，只能,在挖去環(huán)形電流所圍成的曲面之后剩下的空間才能可用磁標勢。也就是使復連通區(qū)域成為單連通區(qū)域，所以通常把第二個條件稱為單連通區(qū)域條件。如一個線圈，如果挖去線圈所圍著的一個殼形區(qū)域S，則在剩下的空間中任一閉合回路都不鏈環(huán)著電流。因此在除去這個殼形區(qū)域之后,在此空間中就可引入又如電磁鐵，兩磁極間隙處的磁場，可引入；對于永久磁鐵，只有分子電流，無傳導電流，在其全空間（含其體內）都可引入。,2、磁標勢的方程在能引入磁標勢的區(qū)域內，磁場滿足在磁介質中，的關系是（不論是鐵磁質還是非鐵磁質）因為，代入上式，則得,與電介質中極化電荷密度的表達式類比，可以假想磁荷密度為于是，得到與電介質中的靜電場方程類似的形式將代入上式，即得到,從和的邊值關系可以求得在交界面上的關系由，得到由，及可得對于非鐵磁質來說，，故得到,由此可見，交界面上的關系和靜電介質完全類似。因此，引入磁荷和磁標勢的好處在于可以借用靜電學中的方法。3、靜磁問題的唯一性定理當所考慮的區(qū)域是單連通的，其中沒有傳導電流分布時，可引入磁標勢，通過和靜電學問題的唯一性定理同樣的推導，可得出靜磁問題的唯一性定理如果可均勻分區(qū)的區(qū)域V中沒有傳導電流分布，只要在邊界S上給出下列條件之一，則V內磁場唯一地確定,A磁標勢之值B磁場強度的法向分量C磁場強度的切向分量4、磁標勢的應用舉例例1證明Μ→∞的磁性物質表面為等磁勢面。SOLUTION角標1代表磁性物質、角標2為真空,由磁場邊界條件以及可得到法向和切向分量為兩式相除，得,因此，在該磁性物質外面，H2與表面垂直（切向分量與法向分量之比→0，因而表面為等磁勢面。例2求磁化矢量為的均勻磁化鐵球產生的磁場。SOLUTION鐵球內外為兩均勻區(qū)域，在鐵球外沒有磁荷分布，在鐵球內由于均勻磁化,而0，因此磁荷只能分布在鐵球表面上，故球內、外磁勢都滿足LAPLACE’SEQUATION,由于軸對稱性，極軸沿方向，上式解的形式為球外磁標勢必隨距離R增大而減小，即球內磁標勢當R0時必為有限，即故有,鐵球表面邊界條件為、當RR0時設球外為真空，則,由邊界條件得,比較的系數當N1時，有所以當時，有,從而得到鐵球內、外的磁場強度為,其中。由此可見鐵球外的磁場相當于一個磁偶極子所激發(fā)的場。把取在方向上，即有,進一步討論可見線總是閉合的，線且不然，線是從右半球面上的正磁荷發(fā)出，終止于左半球面的負磁荷上。在鐵球內，與反向。說明磁鐵內部的與是有很大差異的。線是閉合的線由正磁荷發(fā)出到負磁荷止,§35磁多極矩MAGNETICMULTIPOLEMOMENT,本節(jié)研究空間局部范圍內的電流分布所激發(fā)的磁場在遠處的展開式。與電多極矩（ELECTRICMULTIPOLEMOMENT對應。引入磁多極矩概念，并討論這種電流分布在外磁場中的能量問題。1、矢勢的多極展開給定電流分布在空間中激發(fā)的磁場矢勢為,如果電流分布集中在一個小區(qū)域V中，而場點又距離該區(qū)域比較遠，這時可仿照靜電情況的電多極矩展開的方法，把矢勢作多極展開，即把在區(qū)域內的某一點展開成的冪級數。若展開點取在坐標的原點，則,展開式的第一項即表示沒有與自由電荷對應的自由磁荷存在。,因為,展開式的第二項,這里用到了穩(wěn)恒電流條件所以,,,0,其中故得到式中稱此為磁矩。,表示把整個電流系的磁矩集中在原點時，一個磁矩對場點所激發(fā)的矢勢。作為一級近似結果。展開式的第三項將會是更高級的磁矩激發(fā)的矢量勢。因為比較復雜，一般不去討論。綜上所述小區(qū)域電流分布所激發(fā)的磁場，其矢勢可看作一系列在原點的磁多極子對場點激發(fā)的矢勢的迭加。,2、磁偶極矩的場和磁標勢根據，即有由此可見,因為討論的是區(qū)域V外的場，在處，有故得到由此可見在電流分布以外的空間中,故得3、小區(qū)域內電流分布在外磁場中的能量設外場的矢勢為，電流分布在外磁場中的能量為,對于環(huán)形小電流，則有當電流環(huán)線度很小，變化不大時，取原點在線圈所在區(qū)域適當位置上，把在原點附近展開,所以，得到可見,4、磁矩在外磁場中受力和力矩體積V內的電流受外磁場的作用力為而從而得到,第二項,第一項,,,,0,故,同理，考慮一個小區(qū)域內的電流在外磁場中受到的力矩為展開式的第一項,,0,,故得到,§36阿哈羅諾夫玻姆效應AHARONOVBOHMEFFECTS,在經典電動力學中，場的基本物理量是電場強度和磁感應強度，勢和是為了數學上的方便而引入的輔助量，和不是唯一確定的。為對應一個磁場,可以有無窮多的矢勢，所以在經典意義上說，和不是直接觀察意義的物理量。但是，在量子力學中，勢和具有可觀測的物理效應。1959年，阿哈羅諾夫AHARONOV和玻姆BOHM提出這一新的效應（以下簡稱AB效應），并被隨后的實驗所證明實。下圖為電學雙縫衍射實驗裝置。,一束以電子槍發(fā)射出來的電子經雙縫分為兩束，分別經過路徑C1,C2到達熒光屏上，兩束電子有一定的相位差，在屏上可得到干涉花紋。若在雙縫后面放置一個細長螺線管，管上加一定電壓，以阻止電子進入螺線管，電子只能在管外區(qū)域行進。,Y,實驗分兩步進行首先在螺線管不通電的情況下進行，這時整個空間，。屏幕上有一定的干涉條紋。然后給螺線管通電，管外區(qū)域（可視為無限長螺線管），但管外區(qū)域，這是因為在包圍螺線管的任一閉合路徑積分有，其中為管內磁通。實驗發(fā)現，屏幕上的干涉條紋發(fā)生移動。因為電子不會進入管內區(qū)域，因而兩種情況下的差別僅在于管外區(qū)域的矢勢不同，所以可以認為管外的矢勢對電子運動產生了作用。干涉條紋的移動是由于兩束電子產生了附加的相位差,這種現象稱為阿哈羅諾夫玻姆效應即AB,效應），這一實驗結果說明，磁場的物理效應不能完全用來描述，而不再是一個沒有直接觀測意義的物理量，它可以影響電子波束的相位，從而使干涉條紋發(fā)生移動。AB效應是量子力學現象?，F在從量子力學的基本原理出發(fā)，對以上實驗結果作一簡要分析。當螺線管不通電時，。自由電子波函數由平面波描述，即,其中是電子的動量，，為普朗克常數。兩束電子波函數的相位差為其中D為雙縫寬度（即雙縫的間距），L為雙縫到屏幕的距離，因為DL,YL。故近似有,當螺線管通電時，管外，電子波函數中的正則動量為兩電子束的相位差為,式中C為由C2和C1組成的閉合回路，是通過此回路內的磁通量。由此可見，螺線管通前后電子束的相位差不同。但由于引起的附加相位差對屏幕上任一點都是相同的。故干涉條紋的圖樣不變，只是沿Y方向平移了Y0，而Y0可由下式得到將代入，即得,實驗結果與理論預言一致。AB效應表明，在量子力學意義上，矢勢是具有可觀測的物理效應的，因此在量子意義上磁場僅用來描述是不夠的，但是由于規(guī)范變換所引起的的任意性，用來描述磁場顯然又是過多的。而用及的線積分才是恰當的。,

簡介：常用血流動力學監(jiān)測與護理,,血流動力學監(jiān)測的定義,依據物理學流體力學的定律，研究循環(huán)系統(tǒng)血液流動，心內各腔的壓力，體循環(huán)、肺循環(huán)的壓力及阻力，結合生理和病理生理學概念，對循環(huán)系統(tǒng)中血液運動的規(guī)律進行定量的、動態(tài)的、間斷或連續(xù)地測量和分析的學科。,YOURSITEHERE,LOGO,血流動力學監(jiān)測的意義,血流動力學是研究由心臟產生動力推動血液在血管系統(tǒng)內流動以使組織得到灌注的學科。血流灌注的好壞直接關系到生命重要臟器的功能。重要臟器的功能紊亂都直接或間接與血流動力學變換密切相關。了解病情發(fā)展、指導臨床治療。,YOURSITEHERE,LOGO,無創(chuàng)血流動力學監(jiān)測,1血壓監(jiān)測,2心臟超聲心動圖檢查,3心電圖,4心電監(jiān)護,YOURSITEHERE,LOGO,有創(chuàng)血流動力學監(jiān)測,1、有創(chuàng)動脈血壓監(jiān)測,2、中心靜脈壓監(jiān)測,3、動脈壓監(jiān)測,,4、肺毛細血管楔壓監(jiān)測,5、心排血量監(jiān)測,6、血管阻力監(jiān)測,,YOURSITEHERE,LOGO,有創(chuàng)血流動力學監(jiān)測的適應癥,①各類重癥休克、脫水、失血、血容量不足的重危癥患者。②呼吸衰竭、重癥患者術中或術后的監(jiān)測，體外循環(huán)后液體平衡的處理。③判斷機械呼吸、血管活性藥物、血液透析和輔助循環(huán)的療效。④大量輸血和換血療法，靜脈輸液、給藥、胃腸外營養(yǎng)。,YOURSITEHERE,LOGO,有創(chuàng)血流動力學監(jiān)測的禁忌癥,除非在導管經過的通道上有嚴重的解剖畸形導致導管無法通過，一般沒有絕對禁忌證①血小板減少或其他凝血機制嚴重障礙者避免進行鎖骨下靜脈穿刺，以免操作中誤傷動脈引起局部巨大血腫。②局部皮膚感染者應另選穿刺部位。③血氣胸患者避免行頸內及鎖骨下靜脈穿刺。,YOURSITEHERE,LOGO,有創(chuàng)動脈壓監(jiān)測的方法,大多限用于監(jiān)測血壓不穩(wěn)定的低血壓或休克病人。最常選用的動脈為左側橈動脈，也可用肱動脈或腋動脈、股動脈等。,YOURSITEHERE,LOGO,有創(chuàng)動脈壓監(jiān)測的方法,穿刺測壓系統(tǒng)的準備壓力傳感器的連接測壓系統(tǒng)的通暢及沖洗調零測壓,YOURSITEHERE,LOGO,有創(chuàng)動脈壓監(jiān)測的方法,YOURSITEHERE,LOGO,有創(chuàng)動脈壓監(jiān)測的護理,1、每次測壓前應調試監(jiān)護儀零點，即先將換能器充滿生理鹽水，排凈空氣，然后使三通與大氣相通，當監(jiān)護儀數字顯示為“0”時，立即轉動三通，使之與大氣隔絕而與動脈插管相通，此時監(jiān)護儀可顯示壓力波形與數值。2、用肝素稀釋液間斷或持續(xù)沖洗測壓管，以防凝血。當壓力波形異常時，應查找原因，如果因管道內有凝血而發(fā)生部分堵塞的情況，應抽出凝血塊加以疏通，千萬不可用力推，以免造成血栓栓塞。如果不能疏通，應予拔除，必要時重新置管。,YOURSITEHERE,LOGO,有創(chuàng)動脈壓監(jiān)測的護理,3、在調試零點、測壓和取血標本等操作過程中，嚴防氣體進入管道造成空氣栓塞。測壓管各連接處銜接一定要緊密，避免脫出后造成出血。4、所需用物必需經滅菌處理，置管操作應在嚴格的無菌技術下進行。定時消毒穿刺部位，防止感染。留取血標本、測壓和沖洗管道等操作，應嚴格遵守無菌原則。加強臨床監(jiān)測，有感染征象時及時尋找感染源，必要時做細菌培養(yǎng)。置管時間一般不超過7D，一旦發(fā)現感染跡象應立即拔除插管。,YOURSITEHERE,LOGO,有創(chuàng)動脈壓監(jiān)測的護理,5、嚴密觀察動脈穿刺部位遠端皮膚與溫度，當發(fā)現有缺血征象，如膚色蒼白、發(fā)涼及有疼痛感等，應立即予以拔管。6、穿刺針與測壓管均應固定牢固，防止脫落出血，尤其當患者躁動時，應嚴防被其自行拔出。固定置管肢體時，切勿行環(huán)形包扎或包扎過緊。7、測壓前和測壓中必須定時用血壓計測量患者上肢血壓與之對照，以便及時發(fā)現糾正直接測壓的誤差，一般情況下兩者相差±10MMHG,YOURSITEHERE,LOGO,有創(chuàng)動脈壓監(jiān)測的護理,8、穿刺失敗及拔管后要有效壓迫止血，尤其對應用抗凝藥的患者，壓迫止血應在5分鐘以上，并用寬膠布加壓覆蓋。必要時局部繃帶加壓包扎，30分鐘后予以解除。,YOURSITEHERE,LOGO,CVP監(jiān)測,中心靜脈壓（CENTRALVENOUSPRESSURE，CVP）是指血液流經右心房及上、下腔靜脈胸腔段壓力。正常值為6CMH2O12CMH2O,YOURSITEHERE,LOGO,CVP監(jiān)測,測定中心靜脈壓對了解血容量，心功能、心包填塞有著重大意義?？闪私庠虿幻鞯募毙匝h(huán)衰竭是低血容量性的還是心源性的；少尿或無尿的原因是血容量不足還是腎功能衰竭。,YOURSITEHERE,LOGO,CVP監(jiān)測的臨床意義,中心靜脈壓與血壓同時監(jiān)測，比較其動態(tài)變化，更有意義。中心靜脈壓下降，血壓低下，提示有效血容量不足。中心靜脈壓升高，血壓低下，提示心功能不全。中心靜脈壓升高，血壓正常，提示容量負荷過重。中心靜脈壓進行性升高，血壓進行性降低，提示嚴重心功能不全，或心包填塞。中心靜脈壓正常，血壓低下，提示心功能不全或血容量不足，可予補液試驗。,YOURSITEHERE,LOGO,CVP監(jiān)測的臨床意義,補液試驗取等滲鹽水250ML于510分鐘內給予靜脈注入。若血壓升高而中心靜脈壓不變，提示血容量不足。若血壓不變而中心靜脈壓升高35CMH2O，提示心功能不全。,YOURSITEHERE,LOGO,CVP監(jiān)測的適應癥,危重病人手術，既可快速輸液、輸血，又能協助了解是低血容量休克，還是心功能不全。搶救休克時，確定輸血、輸液量是否適當，防止循環(huán)超負荷的危險。當病人血壓正常而伴有少尿或無尿時，幫助區(qū)別是血容量不足，還是腎功能衰竭，以避免輸血、補液的盲目性。,YOURSITEHERE,LOGO,CVP測壓裝置,用三通接頭連接好側壓裝置。三通的前端與套管針相連，側也連接測壓管，并將測壓管垂直固定在有刻度的標尺上，或測壓管連接壓力傳感器，通過監(jiān)測儀測壓，同時可以觀察到中心靜脈的波形變化。三通的尾端與輸液器相連，不測壓時可作輸液用。,YOURSITEHERE,LOGO,CVP測壓方法,零點調節(jié)將測壓管刻度上的“0”調到與右心房相平行（相當于平臥時腋中線第四肋間）水平處，或者用水平儀標定右心房水平在測壓管上的讀數，該讀數就是零點。如用儀器測壓，則可直接按調零鈕，儀器會自動調定零點。確定管道通暢①回血好。②液面隨呼吸上、下波動。測壓①轉動三通，使輸液管與測壓管相通，液面在測壓管內上升，液面要高于病人實際的CVP值，同時不能從上端管口流出。②調節(jié)三通，關閉輸液通路，使測壓管與靜脈導管相通，測壓管內液面下降，當液面不再降時讀數。③調節(jié)三通，關閉測壓管，開放輸液通路。如果用儀器測壓，可隨時觀察CVP曲線變化和CVP的值。,YOURSITEHERE,LOGO,CVP的測定裝置,,YOURSITEHERE,LOGO,CVP監(jiān)測注意事項,CVP管可作為輸液途徑，因此不測壓時可持續(xù)輸液以保持通暢。只能通過液面下降測壓，不可讓靜脈血回入測壓管使液面上升來測壓，以免影響測量值。防進氣管道系統(tǒng)連接緊密，測壓時護士不要離開，因為當CVP為負值時，很容易吸入空氣。防感染穿刺部位每日消毒換敷料1次，測壓管每日更換，有污染時隨時換。,YOURSITEHERE,LOGO,CVP監(jiān)測注意事項,以平臥位測壓為宜，病人改變體位要重新調節(jié)零點。使用呼吸機正壓通氣，PEEP治療、吸氣壓大于2451PA25CMH2O時胸內壓增加，影響CVP值，測壓時可暫時脫開呼吸機。咳嗽、吸痰、嘔吐、躁動、抽搐均影響CVP值，應在安靜后1015分鐘測。疑有管腔堵塞時不能強行沖注，只能拔除，以防血塊栓塞。,YOURSITEHERE,LOGO,影響中心靜脈壓的因素,病理因素張力性氣胸、心包填塞、右心及雙心衰、房顫、支氣管痙攣、缺氧性肺血管收縮、輸血輸液過量、肺梗塞、縱隔壓迫、縮窄性心包炎、腹內高壓等能使中心靜脈壓偏高。低血容量、脫水、周圍血管張力下降等能使中心靜脈壓偏低。神經體液因素交感神經興奮，兒茶酚胺、抗利尿激素、腎素、醛固酮分泌增多可使中心靜脈壓偏高。,YOURSITEHERE,LOGO,影響中心靜脈壓的因素,藥物因素測壓時或測壓前應用血管收縮藥可使中心靜脈壓升高。應用血管擴張藥或強心藥可使中心靜脈壓下降。輸入50的糖水或脂肪乳劑后測壓可使中心靜脈壓下降，故一般用等滲液測壓。其他因素零點位置不正確（高則中心靜脈壓偏低，低則中心靜脈壓偏高）；體位改變；床頭抬高或下降。插管過深至右心室則中心靜脈壓偏低，過淺則中心靜脈壓偏高。IPPV（間歇正壓通氣）和PEEP（呼氣末正壓通氣）可使中心靜脈壓升高25CMH2O,YOURSITEHERE,LOGO,肺動脈壓和肺毛細血管壓的監(jiān)測,是利用漂浮導管經靜脈（如右頸內靜脈、股靜脈）插入上腔或下腔靜脈，又通過右房、右室、肺動脈主干，直至肺小動脈，稱之為肺小動脈插管。,YOURSITEHERE,LOGO,漂浮導管技術,YOURSITEHERE,LOGO,漂浮導管,YOURSITEHERE,LOGO,氣囊漂浮導管的安置,置管前準備患者的準備置管前應明確適應證，檢查患者的出凝血功能。對于清醒患者，應取得患者配合，并予適當鎮(zhèn)靜。準備好除顫器及有關的急救藥品。置管器具準備置管所需器具包括穿刺針、導絲、擴張器、導管鞘、肺動脈漂浮導管、壓力傳感器和壓力沖洗裝置等。成年人最常用的為7F四腔漂浮導管，長110CM，不透X線，從頂端開始每隔1OCM有一黑色環(huán)形標志，作為插管深度的指示。兒童患者可選用5F的肺動脈漂浮導管。,YOURSITEHERE,LOGO,氣囊漂浮導管的安置,測壓系統(tǒng)的準備1壓力傳感器的連接壓力傳感器一端與壓力監(jiān)測儀連接，另一端直接或經測壓連接管連于肺動脈漂浮導管的頂端開口。根據壓力波形及數值的變化確定導管位置。另一個壓力傳感器連接于肺動脈漂浮導管的近端開口，監(jiān)測右房壓。2監(jiān)護儀的設置監(jiān)護儀應置于操作者可見處。壓力尺度根據患者的具體情況設定，一般患者設為0～50MMHG。,YOURSITEHERE,LOGO,氣囊漂浮導管的安置,3參照點的選擇及調零所有測量的壓力都是相對于大氣壓的，換能器的氣液面應以右心房水平作為參照點調零。臨床通常將腋中線第四前肋間水平作為確定仰臥位患者參照點的標志。將壓力傳感器置于參照點水平，通向大氣調零。4SWANGANZ導管頂端孔通過三路接頭連接于靜脈滴注器，三路接頭的另一路要事先消毒，以無菌生理鹽水灌滿壓力腔并與排盡氣泡的壓力換能器連接。,YOURSITEHERE,LOGO,氣囊漂浮導管的安置,5測壓系統(tǒng)的通暢及沖洗可分為連續(xù)沖洗和間斷沖洗?，F多用含肝素的等滲葡萄糖液300ML含2500U肝素滴注加壓連續(xù)沖洗洗導管和換能器。6測壓系統(tǒng)的阻尼檢測導管插入前應先作快速沖洗試驗，以證實整個測壓系統(tǒng)阻尼正常。7導管準備導管套無菌保護套保護至距導管末端60CM處。注15ML氣體檢查氣囊充氣是否勻稱。肺動脈和CVP腔均用鹽水沖注。在插入前舉高或放下PAC遠端并觀察壓力描記的相應變化來作為定標和敏感性的快速測試。,YOURSITEHERE,LOGO,氣囊漂浮導管的安置,深靜脈固定導管鞘經皮穿刺或切開靜脈肘前、頸、鎖骨下或股靜脈，一般將右側頸內靜脈作為肺動脈漂浮導管首選置管途徑。1常規(guī)消毒和鋪無菌巾2局部浸潤麻醉。3用局麻針試穿刺，確定穿刺方向及深度。4SELDINGER導絲法穿刺置管略。擴張管和引導管應套在導絲上。當穿過皮膚和軟組織時，注意不要將引導管末端弄鈍。5導絲和擴張管，經引導管撤除，從引導管的側口回抽血液和沖注。此時病人可從。固定導管鞘，覆蓋敷料。TRENDELENBURG體位恢復至正常體位。,YOURSITEHERE,LOGO,氣囊漂浮導管的安置,置管操作導管人導管鞘將導管置于病人身上以觀察其自然曲度，將自然曲度朝向右心室流出道，便于導管順利進入右心室和肺動脈。將導管頂端氣囊放氣后經靜脈導管鞘輕巧地推進。,YOURSITEHERE,LOGO,YOURSITEHERE,LOGO,YOURSITEHERE,LOGO,YOURSITEHERE,LOGO,YOURSITEHERE,LOGO,YOURSITEHERE,LOGO,PCWP的監(jiān)測,PCWP能反映左室充盈壓，可用作判斷左室功能。正常值1624KPA1218MMHG267KPA20MMHG說明左室功能輕度減退，但應限液治療。33340KPA2530MMHG提示心功能嚴重不全，有肺水腫發(fā)生的可能。107KPA8MMHG伴心輸出量的降低，周圍循環(huán)障礙，說明血容量不足。,YOURSITEHERE,LOGO,PCWP監(jiān)測的適應癥,1、心臟大血管手術及心臟病人非心臟大手術，如瓣膜置換術、心功能差的冠狀動脈搭橋術、主動脈瘤手術和嗜鉻細胞瘤摘除術；2、手術病人合并近期發(fā)生心?；虿环€(wěn)定心絞痛，COPD，肺動脈高壓者；3、各種原因引起的休克、多器官功能衰竭；4、左心衰、右心衰、肺栓塞，需要PEEP治療者；5、血流動力學不穩(wěn)定者，需用血管活性藥物治療者。,YOURSITEHERE,LOGO,PCWP監(jiān)測的禁忌癥,三尖瓣或肺動脈狹窄右房或右室腫瘤法洛氏四聯癥,YOURSITEHERE,LOGO,有創(chuàng)血流動力學監(jiān)測的并發(fā)癥,可能發(fā)生一過性心律紊亂或束支阻滯肺動脈破裂或梗死導管偶爾打結瓣膜損傷、心內膜炎、心包填塞胸腔積液、乳糜胸、氣胸、血胸其他感染、空氣栓塞、血腫形成、血小板減少,YOURSITEHERE,LOGO,漂浮導管血流動力學監(jiān)測的護理,1、根據病情及時測定各參數，換能器應置于心臟水平，每次測壓前均應調整零點。2、及時糾正影響壓力測定的因素，咳嗽、嘔吐、躁動、抽搐和用力等均可影響測值，故應在安靜休息1015分鐘后再行測壓。3、持續(xù)緩慢滴注001肝素液，防止凝血，保持官腔通暢。,YOURSITEHERE,LOGO,漂浮導管血流動力學監(jiān)測的護理,4、固定管道以防移位或脫出。當波形改變時，應調整位置，使其正確，必要時攝取X片了解導管位置。5、測定PAWP時充氣量不超過15ML，應間斷、緩慢充氣，以免氣囊破裂，或引起肺動脈出血。6、嚴格執(zhí)行無菌操作，測壓時注意預防污染。7、持續(xù)心電監(jiān)護，嚴密監(jiān)測心律變化，導管拔除應在心電監(jiān)護下進行。,YOURSITEHERE,LOGO,THANKYOU,

簡介：熱力學統(tǒng)計物理,20042,研究對象和目的,宏觀物質系統(tǒng),由大數微觀粒子組成；,無規(guī)則運動熱運動，決定熱現象（物性和物態(tài)）。,研究方法,宏觀唯象理論熱力學,微觀本質理論統(tǒng)計物理,導言,熱力學,以可測宏觀物理量描述系統(tǒng)狀態(tài)；,氣體壓強、體積和溫度,實驗現象,熱力學基本定律,宏觀物性，,結論可靠普適；,結合實驗才能得到具體物性；,物質看成連續(xù)體系，不能解釋宏觀物理量漲落。,統(tǒng)計物理,從微觀結構出發(fā)，深入熱運動本質，認為宏觀物性是大量微觀粒子運動性質的集體表現；,微觀粒子力學量,宏觀物理量,熱力學基本定律歸結為一條基本統(tǒng)計原理，闡明其統(tǒng)計意義，可解釋漲落；,借助微觀模型，近似導出具體物性。,第一章熱力學的基本規(guī)律,熱力學基本概念,熱力學第一定律,熱力學第二定律,熵和熵增加原理,熱力學基本方程,§11熱力學基本概念,熱力學系統(tǒng),由大數微觀粒子組成的宏觀物質系統(tǒng),外界,與系統(tǒng)發(fā)生相互作用的其他物質,系統(tǒng)與外界,平衡態(tài)及其描述,平衡態(tài),孤立系經過足夠長時間（弛豫時間）后必定自發(fā)到達的狀態(tài)，宏觀性質不隨時間改變。,熱動平衡一切宏觀流動停止，熱運動未停止，只是平均效果不變。,漲落宏觀物理量圍繞平均值的微小起伏，在熱力學中忽略。,非孤立系平衡態(tài)系統(tǒng)外界孤立系統(tǒng),系統(tǒng)的穩(wěn)恒態(tài)不一定是平衡態(tài)。,狀態(tài)參量,平衡態(tài)系統(tǒng)具有確定的宏觀物理量，這些量不全部獨立?？扇我膺x取一組獨立宏觀量確定平衡態(tài)。,態(tài)函數,表示為狀態(tài)參量函數的其他宏觀量。,氣體壓強和體積可獨立改變，為狀態(tài)參量。平衡態(tài)對應圖上的一點。,溫度與物態(tài)方程,溫度,物體的冷熱程度，,微觀上反映熱運動的劇烈程度。,溫度決定于系統(tǒng)內部熱運動狀態(tài)，是態(tài)函數。,溫度概念的建立基于熱力學第零（熱平衡）定律。,理想氣體,物態(tài)方程,給出溫度與狀態(tài)參量間函數關系的方程，由實驗測定。,氣體,可任選其中之二為狀態(tài)參量，第三個作為態(tài)函數。,準靜態(tài)過程,過程,熱力學狀態(tài)變化的經歷。實際過程必定經歷非平衡態(tài)。,準靜態(tài)過程,無限緩慢進行的理想過程，經歷的每個狀態(tài)可視為平衡態(tài)。,氣體的緩慢膨脹和壓縮，,表示為圖上的過程曲線。,功,系統(tǒng)與外界交換能量的宏觀方式，通過機械作用或電磁作用實現。,準靜態(tài)過程的體脹功,系統(tǒng)對外界,功是過程量，不是態(tài)函數增量。,熱,系統(tǒng)與外界交換能量的微觀方式，通過粒子間的相互作用實現，必須存在溫度差。,§12熱力學第一定律,內能和熱力學第一定律,內能,物質內部熱運動總能量，包括分子無規(guī)運動動能，分子間相互作用勢能和分子內部運動能量。也可包括分子在外場中的勢能。,內能決定于系統(tǒng)內部熱運動狀態(tài)，是態(tài)函數。,通常溫度下的理想氣體,熱力學第一定律,包括熱運動形式的普遍能量轉化轉移守恒定律,內能變化由初末態(tài)決定，與具體過程無關；功和熱都是過程量。,第一類永動機不可制造。,熱容量和焓,熱容量,系統(tǒng)升高單位溫度所吸收的熱量。,熱容量決定于物質屬性，并依賴于過程。,廣延量正比于物質量，具有可加性。,定容熱容量,定壓熱容量,焓,焓是態(tài)函數,在理想氣體中的應用,內能,實驗表明，理想氣體向真空自由絕熱膨脹后，溫度不變。內能僅是溫度的函數，與體積無關。,焓,熱容量,溫度變化范圍不大，可視為常數。,單原子分子理想氣體。,準靜態(tài)絕熱過程,令,或,卡諾循環(huán),,,,,,,1,2,3,4,,,,,,,1→2等溫膨脹,2→3絕熱膨脹,3→4等溫壓縮,4→1絕熱壓縮,熱機效率,逆卡諾循環(huán),,,,,,,1,2,3,4,,,,,,,致冷系數,例1令,這里下標,表示準靜態(tài)絕熱過程。試證,其中,證明,熱力學第一定律,例2體積為,的容器內盛有空氣，壓強為,，低于大氣壓,，溫度等于大氣溫度,。打開容器上的活門，直到,內外壓強迅速平衡后關閉。將空氣視為理想氣體，求進入容器內的大氣原來的體積與關閉活門時容器內氣體的溫度。設,解取容器內原有空氣和進入空氣的全體為系統(tǒng)。,記,為所求量。,和,過程進行很快，可看作絕熱。,為常量。,

簡介：第四章牛頓運動定律,第4節(jié)力學單位制,112,,為了測量或比較物理量的大小我們建立了物理量的單位．我們已學過的一些物理公式在確定物理量的數量關系的同時，也確定了物理量的單位間的關系．,,一般說來，物理量的單位可以任意選擇，這樣就會存在同一個物理量出現多個單位，與此對應存在多種單位制．古今中外都不一樣，嚴重影響了科學技術的交流與發(fā)展，因此國際計量大會對此做出了規(guī)范，通過了國際單位制（代號為SI）,一、單位制,1基本單位所選定的基本物理量的單位（L）物理學中，共有七個物理量的單位被選定為基本單位（2）在力學中，選定長度、質量和時間這三個物理量的單位為基本單位．長度的單位有厘米CM米M千米KM質量的單位有克（G）千克（KG）等時間的單位有秒S分MIN小時H等,力學是研究物體運動變化的過程中力與運動關系的，因此，聯系物體自身性質的量（質量）和空間尺度的量（長度）以及時間，必然與物體受力后運動變化聯系得最密切、最普遍，所以這三個物理量也最基本，事實表明，用這三個量做基本單位，可以使力學中的單位數目最少．,2．導出單位根據物理公式中其他物理量和基本物理量的關系，推導出的物理量的單位．,從根本說，所有的物理量都是由基本物理量構成的，在力學范疇內，所有的力學量都是由長度、質量和時間這三個基本物理量組成的，因此基本物理量的單位選定也就決定了其他導出物理量的單位．,速度公式VS/T．位移單位選M，時間單位選S，速度的單位是M／S．,加速度公式為AV1V0/T．速度單位是M／S，時間單位是S，則加速度的單位是M／S2,牛頓第二定律公式為FMA．質量單位選KG，加速度單位選M／S2，則力的單位是N．,3．單位制基本單位和導出單位的總和叫做單位制,由于基本單位的選擇不同，歷史上力學中出現了厘米、克、秒制和米、千克、秒制兩種不同的單位制，工程技術領域還有英尺、秒、磅制等單位制．,1．基本單位長度單位米（M）質量單位千克（KG）時間單位秒（S）2．導出單位速度單位米／秒（M／S）加速度單位米/秒2（M／S2）力的單位牛頓（N）,二、力學中的國際單位制（SI）,P78,SI制規(guī)定所有的基本單位,例1、關于國際單位制，下列說法中正確的是A、在力學單位制中，若采用CM、G、S作為基本單位，力的單位是牛（N）B、牛是國際單位制中的一個基本單位C、牛是國際單位制中的一個導出單位D、千克米/秒2、焦/米都屬于力的國際單位,,,練習,給出下列物理量或單位，請按要求填空A、米；B、牛頓；C、加速度；D、米/秒2；E、質量；F、千克；G、時間；H、秒；I、分鐘；J、位移；K、厘米；L、千克/米3；M、焦耳；,①、在國際單位制中作為基本單位的是_______。,②、屬于導出單位的是__________。,③、物理量是___________________。,AFH,BDLM,CEJG,三、（SI）制在解題中的應用,1．在解題計算時，已知量均采用國際單位制，計算過程中不用寫出各個量的單位，只要在式子末尾寫出所求量的單位即可．2．物理公式既反映了各物理量間的數量關系，同時也確定了各物理量的單位關系．因此，在解題中可用單位制來粗略判斷結果是否正確，如單位制不對，結果一定錯誤．,例2、質量100G的物體，受到02N的力作用由靜止開始運動，則物體速度達到40CM/S所用的時間為多少,例3一個原來靜止的物體，質量是7KG，在14N的恒力作用下，5S末的速度是多大5S內通過的路程是多少,小結,在力學中我們選定長度、質量、時間這三個物理量的單位為基本單位．由基本單位和導出單位組成單位制，國際單位制是一個比較科學、完善的單位制．,說一說P79問題與練習P79,

簡介：汽車動力學,第一章汽車動力性,汽車的動力性汽車在良好路面上直線行駛時由汽車受到的縱向外力決定的，所能達到的平均行駛速度?；靖拍顒恿π缘脑u價指標汽車的驅動力與各種行駛阻力汽車行駛的驅動附著條件重點內容驅動力行駛阻力平衡圖分析汽車動力性的方法動力特性圖（圖解法）功率平衡圖,第1節(jié)汽車動力性指標,從獲取盡可能高的平均速度考慮，動力性指標有最高車速加速時間最大爬坡度1最高車速UAMAX在水平良好的路面上汽車能達到的最高行駛速度（KM/H）。2加速時間T表示汽車的加速能力。常用原地起步加速時間汽車以1檔或2檔起步，并以最大加速強度換至最高檔后達到某一距離（04025M或0400M）或車速（0966KM/H或0100KM/H）所需要的時間（S）。,,,,,超車加速時間用最高檔或次高檔由某一較低車速（30KM/H或40KM/H）全力加速至某一高速所需時間（S）。如部分轎車的原地起步加速過程曲線,3最大爬坡度IMAX汽車的上坡能力。以1檔滿載時汽車在良好路面上的最大爬坡度表示。是極限爬坡能力。轎車一般不強調貨車IMAX30（約165°）越野汽車IMAX60有時也以汽車在一定坡道上必須達到的車速來表示爬坡能力。如美國對轎車爬坡要求，能以104KM/H車速通過6的坡道。,第2節(jié)汽車的驅動力與行駛阻力,根據沿行駛方向作用于汽車的各種外力，可以計算汽車的最高車速、加速度、最大爬坡度。由力平衡關系得FTΣFFT驅動力；ΣF行駛阻力之和汽車行駛方程,一、驅動力,1定義發(fā)動機產生的轉矩，經傳動系至驅動輪，轉矩TT對地面產生圓周力FO，地面對驅動輪的反作用力FT即為驅動力。,2表達式FTTT/RR車輪半徑驅動輪轉矩TT與發(fā)動機轉矩TTQ的關系為故,3表達式涉及的幾項具體內容1）發(fā)動機轉速特性發(fā)動機的功率PE、轉矩TQT及燃油消耗率B與曲軸轉速N之間的函數關系。用試驗曲線或擬合多項式表達。,發(fā)動機外特性曲線發(fā)動機節(jié)氣門置于全開位置發(fā)動機部分負荷特性曲線發(fā)動機節(jié)氣門置于部分開啟位置臺架試驗特性曲線發(fā)動機臺架試驗時所獲得的曲線。使用外特性曲線帶上全部附件時的外特性。與臺架試驗特性相差515。,2）傳動系機械效率傳動系各部件（變速器、萬向節(jié)、主減速器）的摩擦導致的功率損失。由試驗測得。汽車各部件的傳動效率機械變速器的轎車ΗT09092貨車、客車ΗT082085,3）車輪半徑三個半徑自由半徑車輪處于無載荷時的半徑。靜力半徑RS汽車靜止時，車輪中心至輪胎與地面接觸面間的距離。用作動力學分析。滾動半徑RR通過車輪轉動圈數與實際車輪滾動距離之間的關系換算所得得半徑。用作運動學分析。一般可不計差別RS≈RR≈R,4）汽車的驅動力圖發(fā)動機外特性確定的是發(fā)動機輸出轉矩和轉速關系。經傳動系到達車輪后，可表示為驅動力與車速間的關系。,由式（1）得各檔位的FT值。發(fā)動機轉速N與汽車行駛速度UA間的關系單位UAKM/HNR/MINRM,二、汽車的行駛阻力,汽車行駛時的各種阻力滾動阻力以符號FF表示；空氣阻力以符號FW表示；坡度阻力以符號FI表示；加速阻力以符號FJ表示；因此汽車行駛的總阻力為∑FFFFWFIFJ,（一）滾動阻力1組成輪胎與路面接觸區(qū)域產生的法向、切向相互作用力,輪胎和支承路面的變形輪胎在硬路面上滾動時，主要是輪胎變形。輪胎在硬支承路面上受徑向力時的加載和減載曲線不重合。其面積之差為能量損失，由輪胎內摩擦產生彈性遲滯損失。遲滯損失表現為阻礙車輪滾動的阻力偶。,2滾動阻力偶分析車輪不滾動地面對車輪的法向反作用力對稱。車輪滾動處于前部D點的地面法向反力（CF）大于處于恢復的后部D’點地面反力（DF），合力FZ前移距離A，與法向載荷W不重合。,滾動阻力偶矩TFFZA從動輪欲使從動輪在硬路面上等速滾動，必須在車輪中心加一推力FP1，根據力矩平衡，若令FA/R，可將FP1值寫作FP1WF或FFP1/W,F稱為滾動阻力系數。,可見滾動阻力系數是車輪在一定條件下滾動時所需之推力與車輪負荷之比，即單位汽車重力所需之推力，FFWF＝TF/R。驅動輪由驅動輪的力矩平衡得,FX2RTT－TF故FX2FT－FF其中，FX2為驅動力矩所引起得道路對車輪的切向反作用力。即實際作用在驅動輪上的切向力為驅動力減滾動阻力。滾動阻力系數由試驗確定。滾動阻力系數與路面的種類、行駛車速以及輪胎的構造、材料、氣壓等有關。,（二）空氣阻力汽車直線行駛時受到的空氣作用力在行駛方向上的分力稱為空氣阻力?？諝庾枇Ψ譃閴毫ψ枇Γㄒ话戕I車占91％）與摩擦阻力（9％）兩部分。壓力阻力又分為四部分形狀阻力（58％）、干擾阻力（14％）、內循環(huán)阻力（12％）和誘導阻力（7％）?？諝庾枇蚱渲?，UA汽車車速（KM/H），A迎風面積（M2），CD空氣阻力系數。故降低CD值是降低空氣阻力的主要手段，措施有,（1）車身前部發(fā)動機蓋下傾，圓柱狀棱角，減少凸出物。（2）整車車身前傾1～2，前端半圓、后收、鼓腰。（3）汽車后部艙背式或直背式好，加擾流板；如為折背式，用鴨尾式結構。（4）車身底部下平面盡量平整。（5）發(fā)動機冷卻進風系統(tǒng)仔細選擇進出風口位置。,（三）坡度阻力當汽車上坡行駛時，爬坡演示汽車重力沿坡道的分力表現為汽車坡度阻力FI，FIGSINΑ其中，G作用于汽車上的重力（N），GMG，M為汽車質量（KG），G為重力加速度。一般路面上坡度較小，此時FIGSINΑ≈GTGΑGI由于坡度阻力與滾動阻力均屬于與道路有關的阻力，且均與汽車重力成正比，故可把這兩種阻力合在一起稱作道路阻力，以FΨ表示，即FΨFFFIFGCOSΑGSINΑ，當Α不大時，COSΑ≈1，SINΑ≈I，FΨGFGIGFI，令FIΨ，Ψ稱為道路阻力系數FΨGΨ。,四加速阻力汽車的質量分為平移的質量和旋轉的質量兩部分。把旋轉質量的慣性力偶矩轉化為平移質量的慣性力，并以系數Δ作為計入旋轉質量慣性力偶矩后的汽車質量換算系數，因而汽車加速時的阻力Δ汽車旋轉質量換算系數，（Δ1）；M汽車質量，單位為KG；行駛加速度。,Δ主要與飛輪的轉動慣量、車輪的轉動慣量以及傳動系的傳動比有關。根據推導若不知道準確的IF、∑IW值，也可按下述經驗公式估算Δ值Δ1Δ1Δ2I2G式中Δ1≈Δ2003005。故，汽車的行駛方程式為FTFFFWFIFJ,第3節(jié)汽車驅動力行駛阻力平衡圖與動力特性圖,一、汽車行駛方程式根據上面逐項分析的汽車行駛阻力，可以得到汽車的行駛方程式為FTFFFWFIFJ或為清晰而形象地表明汽車行駛時的受力情況及其平衡關系，一般是將汽車行駛方程式用圖解法來進行分析。即在汽車驅動力圖上把汽車行駛中經常遇到的滾動阻力和空氣阻力也算出并畫上，作出汽車驅動力行駛阻力平衡圖，并以此來確定汽車的動力性。,超速演示,汽車驅動力行駛阻力平衡圖表征不同車速時驅動力和行駛阻力之間的關系。特征點最高車速，僅有滾動阻力和空氣阻力。小于最高車速時，汽車可用剩余驅動力加速或爬坡。需等速行駛時，發(fā)動機可工作在部分負荷特性。,1汽車加速能力的評價在水平良好路面上行駛時能產生的加速度不易測量。加速時間用直接檔行駛時，由最低穩(wěn)定速度加速到一定距離或80UMAX所需時間。,汽車加速度再利用汽車驅動力行駛阻力平衡圖可計算出各檔節(jié)氣門全開時的加速度曲線。高檔位時的加速度要小些。由加速度圖可求得從某一車速U1加速至另一較高車速U2所需的時間。,因DTDU/A，故加速時間由積分計算或圖解積分求出。用圖解積分法時，將AUA曲線轉為1/AUA曲線，曲線下兩個速度區(qū)間的面積表示通過此速度區(qū)間的加速時間；常將速度區(qū)間分為若干間隔，通過確定面積△1、△2來計算總加速時間。,BJ1040輕型載貨汽車加速時間曲線,2汽車爬坡能力的確定在良好路面上克服FFFW后用來克服坡度阻力時所能爬上的坡度。此時，DU/DT0，即FIFTFFFW,以GSINΑ作為坡度阻力，代入表達式，得利用驅動力行駛阻力平衡圖，可求出汽車能爬上的坡道角。最大爬坡度IMAX為1檔時的最大爬坡度，對貨車尤其重要。,緊湊型轎車的爬坡度曲線,二、動力特性圖,動力因數將汽車行駛方程除以汽車重力，定義,汽車在各檔下的動力因數與車速的關系曲線稱為動力特性圖?？梢源藞D分析汽車動力性。如DU/DT0，則DΨFID曲線與F曲線間的距離表示汽車的上坡能力。,第4節(jié)汽車行駛的驅動附著條件與汽車的附著力,一、汽車行駛的驅動條件FT≥FFFWFI上式為汽車的驅動條件，可以采用增加發(fā)動機轉矩、加大傳動比等措施來增大汽車驅動力。汽車行駛除受驅動條件制約外，還受輪胎與地面附著條件的限制。二、汽車行駛的附著條件地面對輪胎切向反作用力的極限值稱為附著力FΦ，在硬路面上與驅動輪法向反作用力FZ成正比，常寫成FXMAXFΦFZΦ其中，FZ作用于所有驅動輪上的地面法向反作用力；Φ附著系數，由路面和輪胎決定。,由作用在驅動輪上的轉矩產生的地面切向反作用不能大于附著力，否則會發(fā)生驅動輪滑轉，即FT≤FZΦ對后輪驅動汽車FX2/FZ2CΦ2?Φ，式中，CΦ2后輪驅動汽車驅動輪的附著率對前輪驅動汽車，前輪驅動的附著率也不能大于地面附著系數。將驅動條件和附著條件連起來，有FFFWFI≤FT≤FZΦ此即汽車行駛的必要與充分條件，稱為汽車行駛的驅動附著條件。,三、汽車的附著力與地面反作用力,汽車的附著力決定于附著系數和地面作用于驅動輪的法向反作用力。1附著系數由路面種類、狀況、車速等決定。平均值良好的混凝土或瀝青路面干燥時，Φ＝0708潮濕時，Φ＝0506土路干燥時，Φ＝0506潮濕時，Φ＝02042驅動輪地面法向反作用力與汽車的總體布置、車身形狀、行駛狀況、道路坡度有關。,G汽車重力；TF1、TF2作用在前、后輪上的滾動阻力偶矩；TJE作用于橫置發(fā)動機飛輪上的慣性阻力偶矩；TJW1、TJW2作用于前、后輪上的慣性阻力偶矩；FZW1、FZW2作用于車身并位于前后輪接地點上方的空氣升力；FZ1、FZ2作用于前、后輪上的地面法向反作用力；FX1、FX2作用于前、后輪上的地面切向反作用力。,汽車加速上坡時的受力圖,根據力矩平衡得作用于前、后輪上的地面法向反作用力FZ1、FZ2。分析，由四個部分構成。（1）靜態(tài)軸荷的法向反作用力汽車重力分配到前后軸的分量產生。（2）動態(tài)分量加速過程中產生的慣性力、慣性阻力偶矩產生。,（3）空氣升力流經汽車頂部和底部的空氣流速不同產生。CLF、CLR前、后空氣升力系數。和（4）滾動阻力偶矩產生的分量很小若不計旋轉質量慣性阻力偶矩和滾動阻力偶矩，汽車前、后輪上的地面法向反作用力為,三、作用在驅動輪上的地面切向反作用力,GW1、GW2驅動輪、從動輪的重力；M1、M2驅動輪、從動輪的質量；WB車身重力；MB車身質量；T’T半軸作用于驅動輪的轉矩；,,FP1、FP2驅動、從動軸作用于驅動輪、從動輪的平行于路面的力；TF1、TF2作用在前后輪上的滾動阻力矩偶；,TJW1、TJW2作用在前后輪上的慣性阻力矩偶；FZ1、FZ2作用在前后輪上的地面法向反作用力；FX1、FX2作用在前后輪上的地面切向反作用力；,由從動輪受力圖由車身受力圖由驅動輪受力圖后輪驅動汽車，地面作用于驅動輪的切向反作用力則是將上式中的FX1改為FX2，FF1改為FF2。,四、附著率,汽車直線行駛狀況下，充分發(fā)揮驅動力作用時要求的最低附著系數。1加速、上坡行駛時的附著率加速、上坡時驅動輪發(fā)出的驅動力大，要求的附著系數大。前輪驅動汽車，驅動輪的附著率為，式中，Q包含加速阻力在內的等效坡度后輪驅動汽車，驅動輪的附著率和Q為,全輪驅動汽車前、后驅動力分配根據軸間差速器的結構確定。后軸轉矩分配系數對附著率有影響。質心位置也有影響。,前、后驅動輪的附著率一般不等。附著率大的驅動輪要求更大的地面附著系數。前輪驅動、后輪驅動和四輪驅動汽車的等效坡度與地面附著系數的關系曲線?？煽闯龊筝嗱寗悠嚶猿^前輪驅動。四輪驅動超過單軸驅動。,附著率曲線達到相應加速度和爬坡度所要求的地面附著系數。,緊湊型轎車以1、2檔全力加速時的附著率,緊湊型轎車以1、2檔全力爬坡時的附著率,2高速行駛時的附著率在良好道路上高速行駛的汽車，坡度和加速度均較小。隨車速增加，后輪的法向反作用力下降，切向反作用力與車速成平方關系增大，CΦ2隨車速提高急劇增大。一般車速下，CΦ2值較小。車速達250KM/H、較高升力系數時，CΦ2＝057，接近瀝青路面附著系數。當車速達300KM/H、中等升力系數時，CΦ2074，路面不能滿足附著性能要求。,后輪驅動轎車驅動輪地面切向反作用力、法向反作用力、附著率與車速的關系曲線,第5節(jié)汽車的功率平衡,汽車行駛時，不僅驅動力和行駛阻力互相平衡，發(fā)動機功率和汽車行駛的阻力功率也總是平衡的。即在汽車行駛的每一瞬間，發(fā)動機發(fā)出的功率始終等于機械傳動損失功率與全部運動阻力所消耗的功率。將汽車行駛方程式兩邊乘以行駛車速UA，經單位換算整理出汽車功率平衡方程式（單位為KW）汽車運動所消耗的功率有滾動阻力功率PF、坡度阻力功率PI、空氣阻力功率PW、加速阻力功率PJ。發(fā)動機功率PE、汽車常遇到的阻力功率與車速的關系曲線汽車功率平衡圖,阻力功率在低速時為斜直線，高速時斜率變大。5檔時發(fā)動機功率曲線與阻力功率曲線的交點對應在良好路面上的最高車速。汽車在良好路面上以U等速行駛時，阻力功率為，,對應的部分節(jié)氣門開度的發(fā)動機功率曲線為虛線，而發(fā)動機能發(fā)出的功率為，二者之差可用于加速或爬坡，故稱為汽車的后備功率。,一般情況下，汽車維持等速行駛所需要的發(fā)動機功率不大。當需要爬坡或加速時，加大節(jié)氣門開度，使汽車發(fā)出全部或部分功率。,后備功率越大，汽車動力性越好后備功率越大，汽車經濟性越差（發(fā)動機負荷率低，燃油消耗量高）,緊湊型轎車各檔位的后備功率,