第一篇：空間四連桿機(jī)構(gòu)的等視角原理及應(yīng)用資料

空間四連桿機(jī)構(gòu)的等視角原理及應(yīng)用

莫燦林

陳延生

摘要

（本文通過對空間四連桿機(jī)構(gòu)的等視角原理、相對運動轉(zhuǎn)換及相對轉(zhuǎn)動極線確定方法和研究，找到按給定連架桿兩組、三組、四組對應(yīng)位置的空間四連桿機(jī)構(gòu)的幾何設(shè)計方法。）

1、空間四連桿機(jī)構(gòu)的等視角原理：

圖1所示，AB桿在V面上繞過點A且垂直于V面的軸線YA轉(zhuǎn)動，DC桿在H面上繞過點D且垂直于H面的軸線ZD轉(zhuǎn)動，AB1C1D、AB2C2D為空間四連桿機(jī)構(gòu)ABCD運動的兩個位置。

分別作線段B1B2、C1C2的中垂面M、N，它們的交線為L12。根據(jù)空間兩等長線段可繞一軸線旋轉(zhuǎn)使它們重合的性質(zhì)知，連桿BC的兩位置B1C1、B2C2可繞直線L12作純轉(zhuǎn)動實現(xiàn)。在此，可稱直線L12為轉(zhuǎn)動極線或極線。

現(xiàn)把圖1換成圖2的形式，極線L12垂直于平面P1B1B2、P2C1C2，連桿BC繞極線轉(zhuǎn)過角φ12，則點B1、C1同時在極線L12的垂直面上繞L12轉(zhuǎn)過角φ12，到達(dá)B2、C2，所以∠B1P1B2=∠C1P2C2=φ12。

點B11為中垂面M與平面P1B1B2上⌒B1B2的交點，點C11為中垂面N與平面P2C1C2上⌒C1C2的交點。由于中垂面M、N分別過YA、ZD軸，所以∠B1P1B11=∠B11P1B2=φ∠C1P2C11=∠C11P2C2=φ

12/2，12/2。因為 12/2，所以

∠B1P1B11=∠C1P2C11=φ

B1C1=B11C11，B1C1繞極線L12旋轉(zhuǎn)

φ12/2可與B11C11重合。設(shè)點B11、C11、B1、C1與極線L12構(gòu)成的平面分別為M1、N1、M2、N2，則二面角M1-L12-N1與二面角M2-L12-N2相等。因點B11、C11分別在M、N上，故M1與M重合，N1與N重合。因M、N分別過軸YA、ZD，故點A、D分別在M、N上。由此可得到以下的結(jié)論：由極線和連桿銷軸中心所構(gòu)成平面的夾角，與由極線和固定桿銷軸中心所構(gòu)成平面的夾角相等，由極線分別與兩連架桿的銷軸中心所構(gòu)成的兩個二面角相等。

如果把平面M1、N1、M2、N2理解為視線，則可認(rèn)為由極線L12去看不相鄰的兩個連架桿AB1和DC1（或AB2和DC2）時，視角均同向且等于連桿體轉(zhuǎn)角的一半，即φ系，或者等半角關(guān)系。

12/2，這一等角關(guān)系稱為等視角關(guān)

2、空間四連桿機(jī)構(gòu)的相對運動轉(zhuǎn)換及相對轉(zhuǎn)動極線

2.1 相對運動轉(zhuǎn)換及相對轉(zhuǎn)動極線

圖3所示，任給定空間四連桿機(jī)構(gòu)ABCD兩個運動位置的機(jī)構(gòu)簡圖。AB桿在V面上繞過點A且垂直于V面的軸線YA轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)角為α

12；DC桿在H面上繞過點D且垂直于H面的軸線ZD轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)角為β12。

12角，使

把空間四邊形AB2C2D看成剛體，繞ZD軸旋轉(zhuǎn)-β

DC2與DC1重合。此時把DC1看作固定構(gòu)件，DAB1C1、DA0B21C21看作四連桿機(jī)構(gòu)的兩個位置。分別作線段AA0、B1B21的中垂面Q1、Q2（圖中未畫出），則兩中垂面的交線R12即為連桿AB由位置AB1轉(zhuǎn)到位置A0B21的轉(zhuǎn)動極線，R12稱為相對轉(zhuǎn)動極線。因為空間一線段的兩預(yù)定位置可以通過一次旋轉(zhuǎn)達(dá)到，兩組對應(yīng)點中垂面的交線是其唯一的旋轉(zhuǎn)軸，所以當(dāng)直線AB1、A0B21的兩組對應(yīng)點（或一組對應(yīng)點和兩直線的對應(yīng)方向）給定后，R12即為唯一的相對轉(zhuǎn)動極線，而與參考長度AB1=AB2=A0B21無關(guān)。

由等視角原理可知，兩平面AxR12、DxR12所形成的二面角與兩平面B1xR12、C1xR12所形成的二面角相等。

因為AB2繞ZD軸轉(zhuǎn)過-β

12角后即可達(dá)到位置

A0B21，故確定R12只與β12有關(guān)，而與DC桿的起始位置DC1無關(guān)。

圖4所示，V面上的圓A其半徑為AB1，AB1繞YA軸轉(zhuǎn)過α12角后到達(dá)AB2位置；

12V面繞ZD軸轉(zhuǎn)過-β

角后到達(dá)新位置V0面，AB2的新位置A0B21。YA軸與ZD軸相交。在前面已得知A0B21：轉(zhuǎn)到與AB1重合，其旋轉(zhuǎn)軸R12是唯一的。因為點A在YA軸上，YA軸與ZD軸相交，V面繞ZD軸轉(zhuǎn)過-β12后到達(dá)V0面，所以線段AA0的中垂面Q1過ZD軸，并為兩平面V、V0形成二面角的平分面；又因為R12在Q1面上，所以線段A0B21繞R12轉(zhuǎn)到與線段AB1重合時，圓A與圓A0重合，圓周A0上的點與圓周A上的存在著一一對應(yīng)的關(guān)系（點B21對應(yīng)B1）。因此，當(dāng)YA軸與ZD軸相交時，R12的唯一性只與角α

2有關(guān)，而與AB桿的起始位置AB1無關(guān)。R12、YA、ZD三線共點。

如果V面與H面重合，空間四連桿機(jī)構(gòu)則演變成平面四連桿機(jī)構(gòu)。2.2 相對轉(zhuǎn)動極線的確定方法

在以后的問題中，均設(shè)V面垂直于H面，AB1對V面與H面交線的傾角γ。

對任意給定的空間四連桿RSSR機(jī)構(gòu)ABCD兩連架桿的相應(yīng)轉(zhuǎn)角為α

12、β12（轉(zhuǎn)動方向圖中所示），以及

AB桿的起始位置AB1，則機(jī)構(gòu)的相對轉(zhuǎn)動極線的確定方法如下所述，圖解過程參閱圖5所示。

（1）任取參考長度AB1=AB2;（2）把AB2繞過點D的鉛垂軸ZD轉(zhuǎn)過-β

12，得

A0B11;（3）分別做線段AA0、B1B21的中垂面Q1和Q2;（4）求作出兩平面Q1、Q2的交線R12，則R12為所求的相對轉(zhuǎn)動極線，且R12與ZD相交。

對需確定的機(jī)構(gòu)，如果給定YA軸與ZD軸相交，則AB桿的起始位置AB1與確定R12無關(guān)，角γ可任意選擇。

3、按給定連架桿若干組對應(yīng)位置的機(jī)構(gòu)設(shè)計

在以下的問題中，給出的連架桿若干組對應(yīng)位置——相應(yīng)的轉(zhuǎn)角，因它們僅與機(jī)構(gòu)的相對尺寸有關(guān)，故可任意選取合適的固定鉸鏈A、D的位置來進(jìn)行機(jī)構(gòu)設(shè)計。

3.1給定連架桿兩組對應(yīng)位置的機(jī)構(gòu)設(shè)計

給定空間RSSR機(jī)構(gòu)ABCD兩連架桿的相應(yīng)轉(zhuǎn)角分別為α

12、β12，其轉(zhuǎn)動方向如圖所示，YA軸與ZD軸相交，設(shè)計該機(jī)構(gòu)。

圖6所示，設(shè)計此空間四連桿機(jī)構(gòu)時，首先確定固定轉(zhuǎn)軸YA、ZD的位置，按需要確定連架桿AB的起始位置AB1。如YA軸不與ZD軸相交，則按角γ給出AB1的位置；然后確定機(jī)構(gòu)的相對轉(zhuǎn)動極線R12，最后在—AB1的位置上任取一點作為鉸鏈中心B，根據(jù)等視角原理，使由平面BxR12（J2）與平面CxR12（T2）形成的二面角J2-R12-T2等于由平面AxR12（M2）與平面DxR12（N2）形成的二面角M2-R12-N2，即可在平面T2上任取一合適點作為鉸鏈中心C。直線L為T2面與H面的交線，ZD軸在N2面上。

對給定的轉(zhuǎn)角α

12、β12，如果轉(zhuǎn)動方向相同，則必需使所得機(jī)構(gòu)的連桿BC在H面上的投影bc不與固定件AD在H面上的投影ab相交；反之則相交。在選取鉸鏈中心C時，應(yīng)考慮點C與點B1、B2的相對位置，否則所確定的機(jī)構(gòu)將得不到對應(yīng)的轉(zhuǎn)角關(guān)系。正如點C在過點B的水平面下，則點B2、B1對水平投影面的上、下關(guān)系就能得到保持。

因為點C在T2面上任意選擇都能滿足等視角的關(guān)系，且隨著鉸鏈中心B的位置選擇不同，可得到無數(shù)個T2的平面，所以在理論上鉸鏈中心C有無窮個解。但是，由于四連桿機(jī)構(gòu)是在鉸鏈強(qiáng)制約束下運動的，而運動連桿的區(qū)間是有限制的，所以在滿足機(jī)構(gòu)存在的條件下，要使兩連架桿滿足給定的轉(zhuǎn)角對應(yīng)關(guān)系，則鉸鏈中心C的選擇，其實用上的解較理論上的少。

機(jī)構(gòu)設(shè)計的作圖步驟如下所述，圖解結(jié)果見圖7所示。（1）求作出機(jī)構(gòu)的相對轉(zhuǎn)動極線R12；

（2）進(jìn)行兩次投影變換，把R12變換或投影面垂直線；（3）在—AB1位置上任取一點作為鉸鏈中心B；

（4）作二面角M2-R12-N2等于二面角J2-R12-T2;（5）把T2面上（V1/H2）投影系變換回原投影系；【2】

（6）在T2面上取適當(dāng)?shù)狞c作為鉸鏈中心C，求作出連桿BC的實長，則機(jī)構(gòu)得以確定。

3.2 給定連架桿三組對應(yīng)位置的機(jī)構(gòu)設(shè)計

給定空間RSSR機(jī)構(gòu)ABCD 兩連架桿的兩組相應(yīng)轉(zhuǎn)角分別為

α

12、β

12、α

13、β13，其轉(zhuǎn)動方向如圖所示，YA軸與

ZD軸相交，設(shè)計該機(jī)構(gòu)。

機(jī)械設(shè)計的作圖步驟如下所述，圖解結(jié)果見圖8所示。（1）求作出機(jī)構(gòu)的相對轉(zhuǎn)動極線R12、R13；（2）進(jìn)行投影變換，分別把R12、R13變換成投影面垂直線。（3）在—AB1位置上任取一點作為鉸鏈中心B，設(shè)平面AxR13、BxR13、CxR13、DxR13分別為M3、J3、T3、N3；

（4）分別作二面角M2-R12-N2等于二面角J2-R12-T2，二面角M3-R13-N3等于二面角J3-R13-T3;（5）把平面T2、T3變換回原投影系，并作出它們的交線L1，因YA與ZD軸相交，故R12、R13、YA、ZD、L1五線共點；（6）在L1上取適當(dāng)?shù)狞c作為鉸鏈中心C。

參 考 文 獻(xiàn)

1、張世民編《平面連桿機(jī)構(gòu)設(shè)計》，北京：高等教育出版社，1985：51-57。

2、費羅洛夫CA（蘇）著，北京工業(yè)學(xué)院制圖教研室譯《畫法幾何學(xué)》，北京：高等教育出版社，1983：83-85。

Principle of Egual View Angles of

Spatial

Four-bar linkage and It’s Application

Mo Canlin

（Mechanical Engin.Dept.）

Chen Yansheng

（Spare-time school for staff of Quzhou）

Abstract On the basis of equal view angle principle relative motion transfer , and relative rotation pole-line determination , introduces a geometric design method of spatial four-bar linkage mechanism under a giren corresponding location of two , three, or four sets of linkages.Key words: Spatial mechanism;Linkage;Relative motion;

Equal view angle.

第二篇：《ERP原理與應(yīng)用》教學(xué)輔導(dǎo)(四)

《ERP原理與應(yīng)用》教學(xué)輔導(dǎo)(四)輔導(dǎo)說明：本次教學(xué)輔導(dǎo)主要針對教材的第7章至第8章的內(nèi)容，這兩章內(nèi)容分別就ERP的實施通過案例進(jìn)行介紹。

第7章 ERP的實施實例

一、重點難點問題分析 1．企業(yè)業(yè)務(wù)流程重組的案例

該案例采用了柯達(dá)電子（上海）有限公司實施業(yè)務(wù)流程重組作為實例進(jìn)行說明。在實施時，首先要對企業(yè)原有的組織和業(yè)務(wù)流程進(jìn)行梳理，在此基礎(chǔ)上分析原有業(yè)務(wù)流行存在的問題，進(jìn)行業(yè)務(wù)重組的計劃與實施工作，并在最后提出實施業(yè)務(wù)流程重組后給企業(yè)帶來的好處。由于本案例實施主要是針對企業(yè)的生產(chǎn)流程進(jìn)行重組，因此，在本案例的最后提出局部實施業(yè)務(wù)流程重組的特點。

? 企業(yè)原有業(yè)務(wù)組織結(jié)構(gòu)和業(yè)務(wù)流程分析，主要是用組織結(jié)構(gòu)圖和生產(chǎn)流程圖表示出來企業(yè)的組織結(jié)構(gòu)和生產(chǎn)的業(yè)務(wù)流程。

? 原有業(yè)務(wù)流程存在的問題：流程嚴(yán)重割裂。主要表現(xiàn)在以下方面：

? 物料計劃、生產(chǎn)安排由生產(chǎn)經(jīng)理負(fù)責(zé) ? 物料的采購與出貨由物料部經(jīng)理負(fù)責(zé) ? 工藝過程與成本控制由工程部經(jīng)理負(fù)責(zé) ? 品質(zhì)管理則由品管經(jīng)理負(fù)責(zé)

? 各產(chǎn)品生產(chǎn)流程的各環(huán)節(jié)分別由不同的部門經(jīng)理負(fù)責(zé)，無人對整個產(chǎn)品的流程負(fù)責(zé)

? 業(yè)務(wù)重組計劃與實施

由于公司規(guī)模本身不大，業(yè)務(wù)單一，而擬重組的生產(chǎn)流程又較典型，國外有很多成功的模式，因引，該公司并沒有組織重組小組，也無須流程分伯、創(chuàng)意設(shè)計等，基本上借鑒其他企業(yè)現(xiàn)成模式。

? 業(yè)務(wù)流程重組給柯達(dá)帶來的變化

? 責(zé)任擴(kuò)大，工作強(qiáng)度提高 ? 權(quán)力擴(kuò)大

? 避免了經(jīng)理人員之間的矛盾，消除部門間的摩擦。? 工作效率提高

? 顧客成為第一服務(wù)對象 ? 統(tǒng)籌、協(xié)調(diào)力度提高 ? 局部流程重組的特點

? 重組的范圍窄 ? 牽涉面小 ? 重組流程的方式簡單 ? 實施阻力小 2．企業(yè)ERP實施案例

該案例采用了西安車輛廠實施ERP作為實例進(jìn)行說明。在實施時，首先對企業(yè)實施ERP系統(tǒng)的必要性從企業(yè)的背景、競爭情況以及企業(yè)面臨的現(xiàn)狀進(jìn)行了分析；然后從對ERP系統(tǒng)的選型、具體的實施過程、應(yīng)用效果及成功的經(jīng)驗進(jìn)行了介紹。

? 關(guān)于ERP選型，西安車輛廠選用了用友的ERP系統(tǒng)，選擇的原因如下：

? 用友用為我國最大的獨立軟件廠商，又是上市公司中的知名公司，資金實力雄厚；成立時那建立了先進(jìn)的企業(yè)制度，立志于發(fā)展成為世界級的軟件公司，因此可以和西安車輛廠進(jìn)行長期的合作 ? 用友公司當(dāng)?shù)胤止镜募夹g(shù)開發(fā)實力雄厚，在財務(wù)部分的實施中已得到充分體現(xiàn)，西安車輛廠由此認(rèn)為用友的應(yīng)用顧問非常專業(yè)，具備財務(wù)、管理、計算機(jī)、項目管理綜合能力

? 用友當(dāng)?shù)胤止镜募夹g(shù)人員具有多年實施大項目的經(jīng)驗，項目實施容易成功

? 用友所提出來的方案投資風(fēng)險小，切實可行，實施周期短，見效快 ? 應(yīng)用效果分析

? 決策有了依據(jù)，管理力度加強(qiáng) ? 業(yè)務(wù)流程規(guī)范，業(yè)務(wù)核算明細(xì)

? 解決了西安車輛廠成本核算問題，大大減少了月末工作量 ? 實施成功經(jīng)驗

? “一把手”的全面支持 ? 嚴(yán)格的項目管理

? 有效的、不間斷的職工培訓(xùn) ? 轉(zhuǎn)變管理思想和管理模式 ? 嚴(yán)格的時間管理與有效的計劃控制 ? 認(rèn)真的階段性總結(jié) ? 嚴(yán)格執(zhí)行項目監(jiān)控制度

第8章 綜合實驗

ERP是一個基于業(yè)務(wù)流程的集成的管理信息系統(tǒng)，借助ERP系統(tǒng)，企業(yè)各部門的工作被有機(jī)地組合在各類業(yè)務(wù)流程中，根據(jù)客戶訂單完成生產(chǎn)和銷售，以及定期進(jìn)行企業(yè)經(jīng)營核算，這是典型的生產(chǎn)企業(yè)主流程。本章的實驗?zāi)M了一個企業(yè)的主業(yè)務(wù)流程的運做過程，展現(xiàn)了ERP系統(tǒng)功能組織的全貌，主要涉及了易飛ERP系統(tǒng)中的進(jìn)銷存管理子系統(tǒng)、生產(chǎn)管理子系統(tǒng)和財務(wù)管理子系統(tǒng)。主要包括：

（1）依照客戶需求錄入訂單（2）依據(jù)訂單生成批次需求計劃

（3）依照批次需求計劃生成的采購單安排采購（4）到貨后進(jìn)行驗收入庫和應(yīng)付款的處理

（5）依照批次需求計劃生成的生產(chǎn)計劃準(zhǔn)備原料安排生產(chǎn)，通過工藝管理控制和調(diào)整整個生產(chǎn)過程

（6）產(chǎn)成品入庫后發(fā)貨和銷貨后應(yīng)收款項的處理

（7）期末結(jié)賬處理，主要包括：存貨月結(jié)、應(yīng)收應(yīng)付月結(jié)、自動分錄拋轉(zhuǎn)及總賬結(jié)賬。

本章的實驗屬于基礎(chǔ)性的企業(yè)流程實驗，因此對于每個實驗都應(yīng)熟練掌握。有利地學(xué)員更好地有理解ERP系統(tǒng)。

第三篇：創(chuàng)意計算機(jī)應(yīng)用系畢業(yè)設(shè)計選題等資料

太湖創(chuàng)意職業(yè)技術(shù)學(xué)院計算機(jī)應(yīng)用系

畢業(yè)設(shè)計（論文）指導(dǎo)

第一部份 畢業(yè)設(shè)計（論文）工作思路

一、選題

選擇與自己能力相匹配的合適選題是論文是否成功的關(guān)鍵。應(yīng)把握以下原則：

1.選題應(yīng)完全根據(jù)自己的專業(yè)愛好、將來的工作理想自由選擇。

2.選題不宜過大過難，選題的工作量和難易程度應(yīng)把握在經(jīng)過努力能夠在給定時間內(nèi)完成的程度，應(yīng)與自己的能力相匹配。

3.已到工作單位實習(xí)或工作的同學(xué)最好做與自己工作崗位有關(guān)的選題（有實際工作背景和實用價值）。

在選題的初始階段，學(xué)生往往感到很迷茫，難以確定自己要做的方向，有時情急之下，就從網(wǎng)上借鑒一些本科甚至是碩士學(xué)位論文的題目，造成后期做論文時無法進(jìn)行下去，甚至有中途多次換選題的現(xiàn)象發(fā)生。其實，在選題階段，學(xué)生一定要靜下心來，一方面認(rèn)真閱讀、研究教師下發(fā)的參考選題庫，另一方面通過網(wǎng)絡(luò)、圖書館查閱文獻(xiàn)資料，進(jìn)行社會、企事業(yè)單位的走訪和調(diào)研，充分做好選題的準(zhǔn)備工作。能選擇與某一工作崗位相關(guān)的具體選題和身邊可見可聞的選題是最好的，這樣在做論文的過程中有學(xué)習(xí)的對象。

二、市場調(diào)研

學(xué)生圍繞選題任務(wù)查閱國內(nèi)外有關(guān)文獻(xiàn)及技術(shù)資料，收集盡可能詳盡的資料和數(shù)據(jù)，學(xué)習(xí)選題方案所覆蓋的知識范疇。并通過各種關(guān)系和途徑進(jìn)行市場和行業(yè)調(diào)研，學(xué)習(xí)和了解與選題相關(guān)的生產(chǎn)流程、設(shè)計制作方法、市場行情等，獲得較多的經(jīng)驗積累。

三、開題報告

學(xué)生根據(jù)選題任務(wù)的描述，闡述選題的研究現(xiàn)狀、主要研究內(nèi)容、對選題的見解、基本設(shè)計和實現(xiàn)方案、實施條件與方法、預(yù)期目標(biāo)和成果、工作進(jìn)度等，形成開題報告，并得到指導(dǎo)教師的認(rèn)可。

開題期的主要工作步驟有：

1．查閱資料、文獻(xiàn)，收集有關(guān)信息，做準(zhǔn)備工作； 2．做選題調(diào)研；

3．對收集到的資料和調(diào)研信息進(jìn)行詳細(xì)的分析、學(xué)習(xí)、總結(jié)、整理； 4．制定畢業(yè)論文(設(shè)計)計劃和大綱；

5．形成開題報告。

四、工作開展

以上三個工作必須認(rèn)真完成后，這樣畢業(yè)設(shè)計（論文）才有了主旨并將指導(dǎo)我們后面的工作有效的進(jìn)行。依照設(shè)計方案分階段進(jìn)行選題內(nèi)容的開發(fā)與設(shè)計，形成初稿后應(yīng)進(jìn)行反復(fù)的實驗、調(diào)試或效果修改，在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下逐步地完善開發(fā)與設(shè)計成果，達(dá)到預(yù)期的目標(biāo)。

開發(fā)與設(shè)計工作完成后，應(yīng)撰寫畢業(yè)論文或畢業(yè)設(shè)計說明書。畢業(yè)設(shè)計說明書是對開發(fā)與設(shè)計成果的展示與說明，必須認(rèn)真編寫。

第二部份 職業(yè)院校計算機(jī)專業(yè)學(xué)生

畢業(yè)論文（設(shè)計）參考選題

按照計算機(jī)應(yīng)用技術(shù)綜合類和多媒體技術(shù)類兩個大類、分十個計算機(jī)專業(yè)學(xué)科方向（涵蓋了職業(yè)院校的大部分計算機(jī)專業(yè)）開發(fā)設(shè)計出了大量具有可操作性的選題，每個選題中都有明確的內(nèi)容提示大綱和技術(shù)要求。這些選題可供學(xué)生直接選用或作為參考，以幫助學(xué)生能夠做好選題階段的工作，為后期論文（設(shè)計）的順利實施打下基礎(chǔ)。

一、計算機(jī)應(yīng)用技術(shù)綜合選題

針對計算機(jī)應(yīng)用技術(shù)專業(yè)的多個方向而設(shè)計的選題，內(nèi)容涉及面較廣，可供計算機(jī)軟件開發(fā)、軟件應(yīng)用、硬件組裝與維護(hù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、計算機(jī)產(chǎn)品營銷等多個方向的學(xué)生使用。

學(xué)生在使用選題時，一定要先通過查閱資料、學(xué)習(xí)教程、社會調(diào)研等方式做好與選題相關(guān)的知識積累，摸清選題的應(yīng)用目的和意義，然后再認(rèn)真地分析、解讀選題，把握選題所要求的內(nèi)容提示和技術(shù)要求。

1、軟硬件應(yīng)用選題

（1）硬件組裝實戰(zhàn)研究

（2）硬件橫向評測（CPU、顯卡、內(nèi)存、顯示器等）

（3）計算機(jī)數(shù)據(jù)接口供電系統(tǒng)總結(jié)

（4）常用軟硬件故障檢測與維修

（5）U盤故障的檢測與維修（6）打印機(jī)的使用與維護(hù)

（7）計算機(jī)軟、硬件的發(fā)展（調(diào)查報告）

（8）計算機(jī)軟、硬件優(yōu)化研究（使用工具軟件進(jìn)行優(yōu)化）（9）制作特定格式系統(tǒng)安裝盤

（10）常用工具軟件橫向評測（殺毒軟件、常用BT下載軟件、常用RSS閱讀器、多媒體軟件等）

（11）各種數(shù)據(jù)庫性能比較（Access、VFP、Oracle、SQL、Server等）

2、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)選題

（1）家庭小型局域網(wǎng)及共享上網(wǎng)配置

（2）網(wǎng)吧局域網(wǎng)組建

（3）搭建小型網(wǎng)站（有安全要求）（4）計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)綜合布線

（5）學(xué)校網(wǎng)絡(luò)實驗室的組網(wǎng)配置和實驗報告的整理（6）交換器/路由器模擬器使用（7）常用網(wǎng)絡(luò)協(xié)議器的使用（8）常用網(wǎng)絡(luò)測試工具的使用（9）常見網(wǎng)絡(luò)故障檢測及處理

（10）基于數(shù)據(jù)庫的Web系統(tǒng)發(fā)布與維護(hù)（11）企業(yè)局域網(wǎng)服務(wù)配置（12）計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)病毒防范

（13）Active Directory服務(wù)端與客戶端配置（14）防火墻常用技術(shù)和性能研究

3、軟件工程選題

（1）《醫(yī)院藥品進(jìn)銷存系統(tǒng)》的文檔實現(xiàn)

（2）《醫(yī)院藥品進(jìn)銷存系統(tǒng)》 主要模塊的詳細(xì)設(shè)計，編寫程序（3）《班費管理系統(tǒng)》的文檔實現(xiàn)（4）《班費管理系統(tǒng)》

（5）《學(xué)藉管理系統(tǒng)》的文檔實現(xiàn)（6）《學(xué)藉管理系統(tǒng)》

（7）《圖書管理系統(tǒng)》的文檔實現(xiàn)（8）《圖書管理系統(tǒng)》

（9）《畢業(yè)設(shè)計參考選題發(fā)布系統(tǒng)》的文檔實現(xiàn)（10）《畢業(yè)設(shè)計參考選題發(fā)布系統(tǒng)》（11）《考試試卷自動生成系統(tǒng)》的文檔實現(xiàn)（12）《考試試卷自動生成系統(tǒng)》

（13）《基于Web的BBS站點設(shè)計》的文檔實現(xiàn)（14）《基于Web的BBS站點設(shè)計》（15）ASP、XML頁面開發(fā)的比較與分析（16）軟件測試?yán)碚撆c工具的使用

4、計算機(jī)產(chǎn)品營銷選題

（1）計算機(jī)軟件產(chǎn)品供銷渠道調(diào)查

（2）計算機(jī)公司軟、硬件客服流程調(diào)查（3）計算機(jī)軟、硬件消費心理調(diào)查

二、多媒體技術(shù)選題

所設(shè)計的選題涉及到了計算機(jī)專業(yè)的很多方向，如圖形圖像制作、廣告設(shè)計與制作、多媒體技術(shù)、網(wǎng)頁設(shè)計、Flash 動畫設(shè)計、3ds max三維效果制作等專業(yè)方向。該類選題屬于設(shè)計型的畢業(yè)論文（設(shè)計），要求學(xué)生要設(shè)計制作出作品，并撰寫設(shè)計說明書。學(xué)生在設(shè)計說明書中要對設(shè)計制作過程中的市場調(diào)研、設(shè)計定位、創(chuàng)意來源、設(shè)計思路、設(shè)計理念、作品說明、創(chuàng)新價值、未來展望等進(jìn)行詳細(xì)闡釋。

⑴平面設(shè)計選題。⑵ 視頻制作選題。

⑶ 多媒體課件制作選題。⑷ 網(wǎng)頁制作選題。

⑸ Flash 動畫設(shè)計選題。

⑹ 3ds max三維效果制作選題。

三、計算機(jī)應(yīng)用技術(shù)綜合范例

現(xiàn)有計算機(jī)應(yīng)用技術(shù)專業(yè)不同方向的七篇范例，可到創(chuàng)意計算機(jī)應(yīng)用系辦公室查閱。內(nèi)容涉及到了軟硬件故障檢測及維修、電腦游戲、家庭小型局域網(wǎng)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、軟件工程、軟件開發(fā)等方面，論文的類型包括了研究報告型和開發(fā)文檔型兩種。

學(xué)生通過學(xué)習(xí)，可以掌握畢業(yè)論文的內(nèi)容組織方法及格式規(guī)范，了解研究報告型和開發(fā)文檔型兩種論文的撰寫方法。

七篇范例題目：

⑴ 微機(jī)常見軟硬件故障檢測及維修。⑵ 電腦游戲探究。

⑶ 家庭小型局域網(wǎng)及共享上網(wǎng)配置。⑷ 常見網(wǎng)絡(luò)故障的檢測及修復(fù)。⑸ 軟件測試?yán)碚摷捌涔ぞ叩氖褂谩＂?中學(xué)教學(xué)管理支持系統(tǒng)設(shè)計。⑺ 精品課論壇開發(fā)。第三部份 畢業(yè)設(shè)計（論文）撰寫規(guī)范與工作用表

另見相關(guān)文件

第四部份 畢業(yè)設(shè)計（論文）工作用表

另見相關(guān)文件

編號 太湖創(chuàng)意職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計（論文）題目： 畢業(yè)設(shè)計（論文）題目 此行若無內(nèi)容，橫線保留 系 專業(yè) 學(xué) 號 學(xué)生姓名 XXX 指導(dǎo)教師 XXX（職稱）（職稱）二〇一〇年五月 太湖創(chuàng)意職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(論文)撰寫與歸檔要求 畢業(yè)設(shè)計(論文)是學(xué)生畢業(yè)前最后一個重要學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)，是學(xué)習(xí)深化與升華的重要過程。它既是學(xué)生學(xué)習(xí)與實踐成果的全面總結(jié)，又是對學(xué)生素質(zhì)與能力的一次全面培訓(xùn)與檢驗，而且還是對學(xué)生的畢業(yè)資格認(rèn)證的重要依據(jù)。為了保證我院畢業(yè)設(shè)計(論文)的質(zhì)量，保存和使用畢業(yè)設(shè)計(論文)，特制定本要求。

一、畢業(yè)設(shè)計說明書（論文）文本的撰寫內(nèi)容與要求 一份完整的畢業(yè)設(shè)計說明書(論文)應(yīng)包括以下幾個方面。（接裝訂順序列出）： 1．封面 采用學(xué)校統(tǒng)一的格式，用A4白色銅板紙打印。除編號外，各項目要填寫完整、準(zhǔn)確。題目應(yīng)該簡短、明確、有概括性。題目字?jǐn)?shù)要適當(dāng)，不宜超過20個字，如果有些細(xì)節(jié)必須放進(jìn)題目，可以另加副題。

2、畢業(yè)設(shè)計（論文）任務(wù)書和開題報告 采用學(xué)校統(tǒng)一格式填寫。不得用紙張粘貼方式，各項內(nèi)容按要求填寫完整、準(zhǔn)確。各級簽字必須完整且不得代簽和打印 復(fù)印裝訂前所有內(nèi)容必須完整，不得復(fù)印后再簽字或增補(bǔ)內(nèi)容。3．論文摘要或設(shè)計總說明 論文摘要以濃縮的形式概括論文的中心思想、主要內(nèi)容及論文的理論及現(xiàn)實意義。中文摘要在200字左右。關(guān)鍵詞一般以3～5個為妥，應(yīng)能反映論文的中心議題，關(guān)鍵詞之間用分號隔開，置于摘要的下方。設(shè)計總說明主要介紹設(shè)計任務(wù)來源、設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)、設(shè)計原則及主要技術(shù)資料，中文字?jǐn)?shù)要在1000～2000字以內(nèi)，關(guān)鍵詞一般以5個左右為妥。4．目錄 目錄是論文的提綱，應(yīng)層次分明，一般按三級標(biāo)題編寫（即：1……、1.1……、1.1.1……）。目錄中的標(biāo)題應(yīng)與正文中的標(biāo)題一致，附錄也應(yīng)依次列入目錄。5．正文 理工類 > 3000字 藝術(shù)類 > 3000字 文、經(jīng)、管類 > 3000字 畢業(yè)設(shè)計說明書(論文)正文包括緒論、正文主體與結(jié)論，其內(nèi)容分別如下： 緒論應(yīng)說明本課題的意義、目的、研究范圍及要達(dá)到的技術(shù)要求；簡述本課題的發(fā)展概況及存在的問題；說明本課題的指導(dǎo)思想；闡述本課題應(yīng)解決的主要問題，在文字量上要比摘要多。正文主體是對設(shè)計、研究工作的詳細(xì)表述，其內(nèi)容包括：問題的提出，研究 太湖創(chuàng)意職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計）開 題 報 告 姓名 班級 題目 系（部）學(xué)號 專 業(yè) 課題來源

一、選題的目的和意義（含國內(nèi)外相同領(lǐng)域、同類課題的研究現(xiàn)狀分析）：

二、本題的基本內(nèi)容（課題任務(wù)、重點研究內(nèi)容、實現(xiàn)途徑、方法及進(jìn)度計劃）：

三、推薦使用的主要參考文獻(xiàn)：

四、本人或小組簽名 獨立簽名： 小組組長簽名： 成員簽名 年 月 日

五、指導(dǎo)教師意見： 簽章： 年 月 日

六、系（部）審查意見： 簽章： 年 月 日 太湖創(chuàng)意職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)論文（設(shè)計）任務(wù)書 論文（設(shè)計）題目 系（部）專業(yè) 學(xué)生姓名 指導(dǎo)教師姓名（職稱）下發(fā)日期 論文（設(shè)計）的主要內(nèi)容與要求及其主要技術(shù)指標(biāo)： 任務(wù)起止日期： 年 月 日至 年 月 日 進(jìn) 度 安 排 序號 1 2 3 4 5 6 主要參考文獻(xiàn)： 同組論文（設(shè)計）者： 畢業(yè)論文（設(shè)計）工作進(jìn)度 日期（起止周數(shù)）% 教研室意見： 簽字： 年 月 日 系（部）負(fù)責(zé)人意見： 簽字： 年 月 日 注：1.此任務(wù)書由指導(dǎo)教師填寫。2.此表由各系（部）收集存檔，以備教務(wù)處檢查。編號 太湖創(chuàng)意職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計（論文）題目： 畢業(yè)設(shè)計（論文）題目 此行若無內(nèi)容，橫線保留 系 專業(yè) 學(xué) 號 34567890 學(xué)生姓名 梁XX 指導(dǎo)教師 常XX（職稱）（職稱）二〇一〇年五月

號 太湖創(chuàng)意職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計（論文）題目： 畢業(yè)設(shè)計（論文）題目 此行若無內(nèi)容，橫線保留 系 專業(yè) 學(xué) 號 學(xué)生姓名 XXX 指導(dǎo)教師 XXX（職稱）（職稱）二〇一〇年五月 太湖創(chuàng)意職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(論文)撰寫與歸檔要求 畢業(yè)設(shè)計(論文)是學(xué)生畢業(yè)前最后一個重要學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)，是學(xué)習(xí)深化與升華的重要過程。它既是學(xué)生學(xué)習(xí)與實踐成果的全面總結(jié)，又是對學(xué)生素質(zhì)與能力的一次全面培訓(xùn)與檢驗，而且還是對學(xué)生的畢業(yè)資格認(rèn)證的重要依據(jù)。為了保證我院畢業(yè)設(shè)計(論文)的質(zhì)量，保存和使用畢業(yè)設(shè)計(論文)，特制定本要求。

一、畢業(yè)設(shè)計說明書（論文）文本的撰寫內(nèi)容與要求 一份完整的畢業(yè)設(shè)計說明書(論文)應(yīng)包括以下幾個方面。（接裝訂順序列出）： 1．封面 采用學(xué)校統(tǒng)一的格式，用A4白色銅板紙打印。除編號外，各項目要填寫完整、準(zhǔn)確。題目應(yīng)該簡短、明確、有概括性。題目字?jǐn)?shù)要適當(dāng)，不宜超過20個字，如果有些細(xì)節(jié)必須放進(jìn)題目，可以另加副題。

2、畢業(yè)設(shè)計（論文）任務(wù)書和開題報告 采用學(xué)校統(tǒng)一格式填寫。不得用紙張粘貼方式，各項內(nèi)容按要求填寫完整、準(zhǔn)確。各級簽字必須完整且不得代簽和打印 復(fù)印裝訂前所有內(nèi)容必須完整，不得復(fù)印后再簽字或增補(bǔ)內(nèi)容。3．論文摘要或設(shè)計總說明 論文摘要以濃縮的形式概括論文的中心思想、主要內(nèi)容及論文的理論及現(xiàn)實意義。中文摘要在200字左右。關(guān)鍵詞一般以3～5個為妥，應(yīng)能反映論文的中心議題，關(guān)鍵詞之間用分號隔開，置于摘要的下方。設(shè)計總說明主要介紹設(shè)計任務(wù)來源、設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)、設(shè)計原則及主要技術(shù)資料，中文字?jǐn)?shù)要在1000～2000字以內(nèi)，關(guān)鍵詞一般以5個左右為妥。4．目錄 目錄是論文的提綱，應(yīng)層次分明，一般按三級標(biāo)題編寫（即：1……、1.1……、1.1.1……）。目錄中的標(biāo)題應(yīng)與正文中的標(biāo)題一致，附錄也應(yīng)依次列入目錄。5．正文 理工類 > 3000字 藝術(shù)類 > 3000字 文、經(jīng)、管類 > 3000字 畢業(yè)設(shè)計說明書(論文)正文包括緒論、正文主體與結(jié)論，其內(nèi)容分別如下： 緒論應(yīng)說明本課題的意義、目的、研究范圍及要達(dá)到的技術(shù)要求；簡述本課題的發(fā)展概況及存在的問題；說明本課題的指導(dǎo)思想；闡述本課題應(yīng)解決的主要問題，在文字量上要比摘要多。正文主體是對設(shè)計、研究工作的詳細(xì)表述，其內(nèi)容包括：問題的提出，研究 太湖創(chuàng)意職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計）開 題 報 告 姓名 班級 題目 系（部）學(xué)號 專 業(yè) 課題來源

一、選題的目的和意義（含國內(nèi)外相同領(lǐng)域、同類課題的研究現(xiàn)狀分析）：

二、本題的基本內(nèi)容（課題任務(wù)、重點研究內(nèi)容、實現(xiàn)途徑、方法及進(jìn)度計劃）：

三、推薦使用的主要參考文獻(xiàn)：

四、本人或小組簽名 獨立簽名： 小組組長簽名： 成員簽名 年 月 日

五、指導(dǎo)教師意見： 簽章： 年 月 日

六、系（部）審查意見： 簽章： 年 月 日 太湖創(chuàng)意職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)論文（設(shè)計）任務(wù)書 論文（設(shè)計）題目 系（部）專業(yè) 學(xué)生姓名 指導(dǎo)教師姓名（職稱）下發(fā)日期 論文（設(shè)計）的主要內(nèi)容與要求及其主要技術(shù)指標(biāo)： 任務(wù)起止日期： 年 月 日至 年 月 日 進(jìn) 度 安 排 序號 1 2 3 4 5 6 主要參考文獻(xiàn)： 同組論文（設(shè)計）者： 畢業(yè)論文（設(shè)計）工作進(jìn)度 日期（起止周數(shù)）% 教研室意見： 簽字： 年 月 日 系（部）負(fù)責(zé)人意見： 簽字： 年 月 日 注：1.此任務(wù)書由指導(dǎo)教師填寫。2.此表由各系（部）收集存檔，以備教務(wù)處檢查。編號 太湖創(chuàng)意職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計（論文）題目： 畢業(yè)設(shè)計（論文）題目 此行若無內(nèi)容，橫線保留 系 專業(yè) 學(xué) 號 34567890 學(xué)生姓名 梁XX 指導(dǎo)教師 常XX（職稱）（職稱）二〇一〇年五月

第四篇：物理學(xué)原理在工程技術(shù)中的應(yīng)用(學(xué)習(xí)資料)

物理原理與工程技術(shù)

內(nèi)容提要：

本書以通俗的語言介紹了物理原理與工程技術(shù)的關(guān)系，介紹了力學(xué)、熱學(xué)、電磁學(xué)、光學(xué)、相對論、原子物理、半導(dǎo)體物理、凝聚態(tài)物理等知識及其在工程技術(shù)中的應(yīng)用。特別強(qiáng)調(diào)物理知識在現(xiàn)代高新技術(shù)中的應(yīng)用。全書分為15章，包括：力學(xué)原理與工程技術(shù)、流體力學(xué)與流體機(jī)械、機(jī)械波與聲學(xué)技術(shù)、熱能與動力、電磁理論與電磁技術(shù)、電磁波與無線電技術(shù)、半導(dǎo)體物理與微電子技術(shù)、傳統(tǒng)光學(xué)技術(shù)、現(xiàn)代光學(xué)技術(shù)、物理效應(yīng)與傳感技術(shù)、真空技術(shù)及其應(yīng)用、能源技術(shù)、現(xiàn)代測試技術(shù)、高能物理與加速器、新型功能材料。

本書主要供大專院校各類學(xué)生和工程技術(shù)人員學(xué)習(xí)使用，也可作為中學(xué)生開展素質(zhì)教育和一般讀者了解物理知識與工程技術(shù)關(guān)系的參考讀物。編輯推薦：

本書試圖以“從自然到物理、從物理到技術(shù)、從技術(shù)到生活”為脈絡(luò)，所講述的內(nèi)容既有工程應(yīng)用背景又與物理學(xué)原理相配套，能夠使讀者拓寬視野，加深其對物理學(xué)基本原理及物理學(xué)在工程技術(shù)領(lǐng)域前沿作用的理解。本書從工程實際出發(fā)，避開技術(shù)細(xì)節(jié)，把實際問題抽象成物理模型，并用物理學(xué)原理進(jìn)行分析，提出合理的解決方案，有利于提高讀者分析和解決問題的能力；在工程技術(shù)應(yīng)用的具體介紹上，把側(cè)重點放在物理原理和它在生產(chǎn)、生活中的應(yīng)用上，而不是放在其結(jié)構(gòu)和制造工藝上，并力求做到通俗易懂。主要內(nèi)容包括：力學(xué)原理與工程技術(shù)、流體力學(xué)與流體機(jī)械、機(jī)械波與聲學(xué)技術(shù)、熱能與動力、電磁理論與電磁技術(shù)等。目錄：

第一章 力學(xué)原理與工程技術(shù)

第一節(jié) 動量守恒定律與火箭推進(jìn)原理

一、動量守恒定律

二、火箭推進(jìn)原理

第二節(jié) 力學(xué)原理與慣性導(dǎo)航

一、牛頓力學(xué)的基本內(nèi)容

二、陀螺儀

三、加速度計

四、慣性導(dǎo)航

第三節(jié) 萬有引力定律與人造衛(wèi)星

一、萬有引力定律

二、人造衛(wèi)星

三、同步衛(wèi)星的發(fā)射高度和運行速度

四、人造地球衛(wèi)星的應(yīng)用

五、載人航天

六、航天科技產(chǎn)業(yè)

第四節(jié) 相對論力學(xué)與相對論效應(yīng)

一、相對論的建立

二、狹義相對論效應(yīng)

三、廣義相對論效應(yīng)和實證

第二章 流體力學(xué)與流體機(jī)械 第一節(jié) 伯努利方程及其應(yīng)用

一、伯努力利方程

二、伯努利方程的應(yīng)用

第二節(jié) 液壓傳動技術(shù)

一、液壓傳動的發(fā)展

二、液壓傳動的工作原理

三、液壓傳動的特性

四、液壓傳動的特性

五、液壓傳動的優(yōu)缺點

第三節(jié) 水泵、質(zhì)量流量計、壓力表

一、水泵

二、質(zhì)量流量計

三、壓力測量儀表

第四節(jié) 毛細(xì)現(xiàn)象

一、浸潤與不浸潤液體

二、毛細(xì)現(xiàn)象

三、毛細(xì)現(xiàn)象的應(yīng)用

第五節(jié) 空氣動力學(xué)與航空航天技術(shù)

一、空氣動力學(xué)

二、空氣動力學(xué)與航空航天事業(yè)

第六節(jié) 風(fēng)洞和風(fēng)洞實驗技術(shù)

一、風(fēng)洞

二、風(fēng)洞實驗

三、風(fēng)洞實驗技術(shù)

第三章 機(jī)械波與聲學(xué)技術(shù)

第四章 熱能與動力

第五章 電磁理論與電磁技術(shù)

第六章 電磁波與無線電技術(shù)

第七章 半導(dǎo)體物理與微電子技術(shù)

第八章 傳統(tǒng)光學(xué)技術(shù)

第九章 現(xiàn)代光學(xué)技術(shù)

第十章 物理效應(yīng)與傳感技術(shù)

第十一章 真空技術(shù)及其應(yīng)用

第十二章 能源技術(shù)

第十三章 現(xiàn)代測試技術(shù)

第十四章 高能物理與加速器

第十五章 新型功能材料

參考文獻(xiàn)

1、物理學(xué)概覽

物理學(xué)是研究宇宙間物質(zhì)存在的基本形式、性質(zhì)、運動和轉(zhuǎn)化、內(nèi)部結(jié)構(gòu)等方面，從而認(rèn)識這些結(jié)構(gòu)的組成元素及其相互作用、運動和轉(zhuǎn)化的基本規(guī)律的科學(xué)。

物理學(xué)的各分支學(xué)科是按物質(zhì)的不同存在形式和不同運動形式劃分的。人對自然界的認(rèn)識來自于實踐，隨著實踐的擴(kuò)展和深入，物理學(xué)的內(nèi)容也在不斷擴(kuò)展和深入。

隨著物理學(xué)各分支學(xué)科的發(fā)展，人們發(fā)現(xiàn)物質(zhì)的不同存在形式和不同運動形式之間存在著聯(lián)系，于是各分支學(xué)科之間開始互相滲透。物理學(xué)也逐步發(fā)展成為各分支學(xué)科彼此密切聯(lián)系的統(tǒng)一整體。

物理學(xué)家力圖尋找一切物理現(xiàn)象的基本規(guī)律，從而統(tǒng)一地理解一切物理現(xiàn)象。這種努力雖然逐步有所進(jìn)展，但現(xiàn)在離實現(xiàn)這—目標(biāo)還很遙遠(yuǎn)?？磥砣藗儗陀^世界的探索、研究是無窮無盡的。

經(jīng)典力學(xué)

經(jīng)典力學(xué)是研究宏觀物體做低速機(jī)械運動的現(xiàn)象和規(guī)律的學(xué)科。宏觀是相對于原子等微觀粒子而言的；低速是相對于光速而言的。物體的空間位置隨時間變化稱為機(jī)械運動。人們?nèi)粘Ｉ钪苯咏佑|到的并首先加以研究的都是宏觀低速的機(jī)械運動。

自遠(yuǎn)古以來，由于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)需要確定季節(jié)，人們就進(jìn)行天文觀察。16世紀(jì)后期，人們對行星繞太陽的運動進(jìn)行了詳細(xì)、精密的觀察。17世紀(jì)開普勒從這些觀察結(jié)果中總結(jié)出了行星繞日運動的三條經(jīng)驗規(guī)律。差不多在同一時期，伽利略進(jìn)行了落體和拋物體的實驗研究，從而提出關(guān)于機(jī)械運動現(xiàn)象的初步理論。

行星運動第一定律認(rèn)為每個行星都在一個橢圓形的軌道上繞太陽運轉(zhuǎn)，而太陽位于這個橢圓軌道的一個焦點上。行星運動第二定律認(rèn)為行星運行離太陽越近則運行就越快，行星的速度以這樣的方式變化：行星與太陽之間的連線在等時間內(nèi)掃過的面積相等。十年后開普勒發(fā)表了他的行星運動第三定律：行星距離太陽越遠(yuǎn)，它的運轉(zhuǎn)周期越長；運轉(zhuǎn)周期的平方與到太陽之間距離的立方成正比。

牛頓深入研究了這些經(jīng)驗規(guī)律和初步的現(xiàn)象性理論，發(fā)現(xiàn)了宏觀低速機(jī)械運動的基本規(guī)律，為經(jīng)典力學(xué)奠定了基礎(chǔ)。亞當(dāng)斯根據(jù)對天王星的詳細(xì)天文觀察，并根據(jù)牛頓的理論，預(yù)言了海王星的存在，以后果然在天文觀察中發(fā)現(xiàn)了海王星。于是牛頓所提出的力學(xué)定律和萬有引力定律被普遍接受了。

經(jīng)典力學(xué)中的基本物理量是質(zhì)點的空間坐標(biāo)和動量：一個力學(xué)系統(tǒng)在某一時刻的狀態(tài)，由它的某一個質(zhì)點在這一時刻的空間坐標(biāo)和動量表示。對于一個不受外界影響，也不影響外界，不包含其他運動形式(如熱運動、電磁運動等)的力學(xué)系統(tǒng)來說，它的總機(jī)械能就是每一個質(zhì)點的空間坐標(biāo)和動量的函數(shù)，其狀態(tài)隨時間的變化由總能量決定。

在經(jīng)典力學(xué)中，力學(xué)系統(tǒng)的總能量和總動量有特別重要的意義。物理學(xué)的發(fā)展表明，任何一個孤立的物理系統(tǒng)，無論怎樣變化，其總能量和總動量數(shù)值是不變的。這種守恒性質(zhì)的適用范圍已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了經(jīng)典力學(xué)的范圍，現(xiàn)在還沒有發(fā)現(xiàn)它們的局限性。

早在19世紀(jì)，經(jīng)典力學(xué)就已經(jīng)成為物理學(xué)中十分成熟的分支學(xué)科，它包含了豐富的內(nèi)容。例如：質(zhì)點力學(xué)、剛體力學(xué)、分析力學(xué)、彈性力學(xué)、塑性力學(xué)、流體力學(xué)等。經(jīng)典力學(xué)的應(yīng)用范圍，涉及到能源、航空、航天、機(jī)械、建筑、水利、礦山建設(shè)直到安全防護(hù)等各個領(lǐng)域。當(dāng)然，工程技術(shù)問題常常是綜合性的問題，還需要許多學(xué)科進(jìn)行綜合研究，才能完全解決。機(jī)械運動中，很普遍的一種運動形式就是振動和波動。聲學(xué)就是研究這種運動的產(chǎn)生、傳播、轉(zhuǎn)化和吸收的分支學(xué)科。人們通過聲波傳遞信息，有許多物體不易為光波和電磁波透過，卻能為聲波透過；頻率非常低的聲波能在大氣和海洋中傳播到遙遠(yuǎn)的地方，因此能迅速傳遞地球上任何地方發(fā)生的地震、火山爆發(fā)或核爆炸的信息；頻率很高的聲波和聲表面波已經(jīng)用于固體的研究、微波技術(shù)、醫(yī)療診斷等領(lǐng)域；非常強(qiáng)的聲波已經(jīng)用于工業(yè)加工等。

熱學(xué)、熱力學(xué)和經(jīng)典統(tǒng)計力學(xué)

熱學(xué)是研究熱的產(chǎn)生和傳導(dǎo)，研究物質(zhì)處于熱狀態(tài)下的性質(zhì)及其變化的學(xué)科。人們很早就有冷熱的概念。對于熱現(xiàn)象的研究逐步澄清了關(guān)于熱的一些模糊概念(例如區(qū)分了溫度和熱量)，并在此基礎(chǔ)上開始探索熱現(xiàn)象的本質(zhì)和普遍規(guī)律。關(guān)于熱現(xiàn)象的普遍規(guī)律的研究稱為熱力學(xué)。到19世紀(jì)，熱力學(xué)已趨于成熟。

物體有內(nèi)部運動，因此就有內(nèi)部能量。19世紀(jì)的系統(tǒng)實驗研究證明：熱是物體內(nèi)部無序運動的表現(xiàn)，稱為內(nèi)能，以前稱作熱能。19世紀(jì)中期，焦耳等人用實驗確定了熱量和功之間的定量關(guān)系，從而建立了熱力學(xué)第一定律：宏觀機(jī)械運動的能量與內(nèi)能可以互相轉(zhuǎn)化。就一個孤立的物理系統(tǒng)來說，不論能量形式怎樣相互轉(zhuǎn)化，總的能量的數(shù)值是不變的，因此熱力學(xué)第一定律就是能量守恒與轉(zhuǎn)換定律的一種表現(xiàn)。在卡諾研究結(jié)果的基礎(chǔ)上，克勞修斯等科學(xué)家提出了熱力學(xué)第二定律，表達(dá)了宏觀非平衡過程的不可逆性。例如：一個孤立的物體，其內(nèi)部各處的溫度不盡相同，那么熱就從溫度較高的地方流向溫度較低的地方，最后達(dá)到各處溫度都相同的狀態(tài)，也就是熱平衡的狀態(tài)。相反的過程是不可能的，即這個孤立的、內(nèi)部各處溫度都相等的物體，不可能自動回到各處溫度不相同的狀態(tài)。應(yīng)用熵的概念，還可以把熱力學(xué)第二定律表達(dá)為：一個孤立的物理系統(tǒng)的熵不會著時間的流逝而減少，只能增加或保持不變。當(dāng)熵達(dá)到最大值時，物理系統(tǒng)就處于熱平衡狀態(tài)。深入研究熱現(xiàn)象的本質(zhì)，就產(chǎn)生了統(tǒng)計力學(xué)。統(tǒng)計力學(xué)應(yīng)用數(shù)學(xué)中統(tǒng)計分析的方法，研究大量粒子的平均行為。統(tǒng)計力學(xué)根據(jù)物質(zhì)的微觀組成和相互作用，研究由大量粒子組成的宏觀物體的性質(zhì)和行為的統(tǒng)計規(guī)律，是理論物理的一個重要分支。

非平衡統(tǒng)計力學(xué)所研究的問題復(fù)雜，直到20世紀(jì)中期以后才取得了比較大的進(jìn)展。對于一個包含有大量粒子的宏觀物理系統(tǒng)來說，系統(tǒng)處于無序狀態(tài)的幾率超過了處于有序狀態(tài)的幾率。孤立物理系統(tǒng)總是從比較有序的狀態(tài)趨向比較無序的狀態(tài)，在熱力學(xué)中，這就相應(yīng)于熵的增加。

處于平衡狀態(tài)附近的非平衡系統(tǒng)的主要趨向是向平衡狀態(tài)過渡。平衡態(tài)附近的主要非平衡過程是弛豫、輸運和漲落，這方面的理論逐步發(fā)展，已趨于成熟。近20～30年來人們對于遠(yuǎn)離平衡態(tài)的物理系統(tǒng)，如耗散結(jié)構(gòu)等進(jìn)行了廣泛的研究，取得了很大的進(jìn)展，但還有很多問題等待解決。

在一定時期內(nèi)，人們對客觀世界的認(rèn)識總是有局限性的，認(rèn)識到的只是相對的真理，經(jīng)典力學(xué)和以經(jīng)典力學(xué)為基礎(chǔ)的經(jīng)典統(tǒng)計力學(xué)也是這樣。經(jīng)典力學(xué)應(yīng)用于原子、分子以及宏觀物體的微觀結(jié)構(gòu)時，其局限性就顯示出來，因而發(fā)展了量子力學(xué)。與之相應(yīng)，經(jīng)典統(tǒng)計力學(xué)也發(fā)展成為以量子力學(xué)為基礎(chǔ)的量子統(tǒng)計力學(xué)。

經(jīng)典電磁學(xué)、經(jīng)典電動力學(xué)

經(jīng)典電磁學(xué)是研究宏觀電磁現(xiàn)象和客觀物體的電磁性質(zhì)的學(xué)科。人們很早就接觸到電和磁的現(xiàn)象，并知道磁棒有南北兩極。在18世紀(jì)，發(fā)現(xiàn)電荷有兩種：正電荷和負(fù)電荷。不論是電荷還是磁極都是同性相斥，異性相吸，作用力的方向在電荷之間或磁極之間的連接線上，力的大小和它們之間的距離的平方成反比。在這兩點上和萬有引力很相似。18世紀(jì)末發(fā)現(xiàn)電荷能夠流動，這就是電流。但長期沒有發(fā)現(xiàn)電和磁之間的聯(lián)系。

19世紀(jì)前期，奧斯特發(fā)現(xiàn)電流可以使小磁針偏轉(zhuǎn)。而后安培發(fā)現(xiàn)作用力的方向和電流的方向，以及磁針到通過電流的導(dǎo)線的垂直線方向相互垂直。不久之后，法拉第又發(fā)現(xiàn)，當(dāng)磁棒插入導(dǎo)線圈時，導(dǎo)線圈中就產(chǎn)生電流。這些實驗表明，在電和磁之間存在著密切的聯(lián)系。在電和磁之間的聯(lián)系被發(fā)現(xiàn)以后，人們認(rèn)識到電磁力的性質(zhì)在一些方面同萬有引力相似，另一些方面卻又有差別。為此法拉第引進(jìn)了力線的概念，認(rèn)為電流產(chǎn)生圍繞著導(dǎo)線的磁力線，電荷向各個方向產(chǎn)生電力線，并在此基礎(chǔ)上產(chǎn)生了電磁場的概念。

現(xiàn)在人們認(rèn)識到，電磁場是物質(zhì)存在的一種特殊形式。電荷在其周圍產(chǎn)生電場，這個電場又以力作用于其他電荷。磁體和電流在其周圍產(chǎn)生磁場，而這個磁場又以力作用于其他磁體和內(nèi)部有電流的物體。電磁場也具有能量和動量，是傳遞電磁力的媒介，它彌漫于整個空間。

19世紀(jì)下半葉，麥克斯韋總結(jié)了宏觀電磁現(xiàn)象的規(guī)律，并引進(jìn)位移電流的概念。這個概念的核心思想是：變化著的電場能產(chǎn)生磁場；變化著的磁場也能產(chǎn)生電場。在此基礎(chǔ)上他提出了一組偏微分方程來表達(dá)電磁現(xiàn)象的基本規(guī)律。這套方程稱為麥克斯韋方程組，是經(jīng)典電磁學(xué)的基本方程。麥克斯韋的電磁理論預(yù)言了電磁波的存在，其傳播速度等于光速，這一預(yù)言后來為赫茲的實驗所證實。于是人們認(rèn)識到麥克斯韋的電磁理論正確地反映了宏觀電磁現(xiàn)象的規(guī)律，肯定了光也是一種電磁波。由于電磁場能夠以力作用于帶電粒子，一個運動中的帶電粒子既受到電場的力，也受到磁場的力，洛倫茲把運動電荷所受到的電磁場的作用力歸結(jié)為一個公式，人們就稱這個力為洛倫茨力。描述電磁場基本規(guī)律的麥克斯韋方程組和洛倫茨力就構(gòu)成了經(jīng)典電動力學(xué)的基礎(chǔ)。事實上，發(fā)電機(jī)無非是利用電動力學(xué)的規(guī)律，將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電磁能：電動機(jī)無非是利用電動力學(xué)的規(guī)律將電磁能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。電報、電話、無線電、電燈也無一不是經(jīng)典電磁學(xué)和經(jīng)典電動力學(xué)發(fā)展的產(chǎn)物。經(jīng)典電動力學(xué)對生產(chǎn)力的發(fā)展起著重要的推動作用，從而對社會產(chǎn)生普遍而重要的影響。

光學(xué)和電磁波

光學(xué)研究光的性質(zhì)及其和物質(zhì)的各種相互作用，光是電磁波。雖然可見光的波長范圍在電磁波中只占很窄的一個波段，但是早在人們認(rèn)識到光是電磁波以前，人們就對光進(jìn)行了研究。

17世紀(jì)對光的本質(zhì)提出了兩種假說：一種假說認(rèn)為光是由許多微粒組成的；另一種假說認(rèn)為光是一種波動。19世紀(jì)在實驗上確定了光有波的獨具的干涉現(xiàn)象，以后的實驗證明光是電磁波。20世紀(jì)初又發(fā)現(xiàn)光具有粒子性，人們在深入入研究微觀世界后，才認(rèn)識到光具有波粒二象性。

光可以為物質(zhì)所發(fā)射、吸收、反射、折射和衍射。當(dāng)所研究的物體或空間的大小遠(yuǎn)大于光波的波長時，光可以當(dāng)作沿直線進(jìn)行的光線來處理；但當(dāng)研究深入到現(xiàn)象細(xì)節(jié)，其空間范圍和光波波長差不多大小的時候，就必須要考慮光的波動性。而研究光和微觀粒子的相互作用時，還要考慮光的粒子性。

光學(xué)方法是研究大至天體、小至微生物以至分子、原子結(jié)構(gòu)的非常有效的方法。利用光的干涉效應(yīng)可以進(jìn)行非常精密的測量。物質(zhì)所放出來的光攜帶著關(guān)于物質(zhì)內(nèi)部結(jié)構(gòu)的重要信息，例如：原子所放出來原子光譜的就和原子結(jié)構(gòu)密切相關(guān)。

近年來利用受激輻射機(jī)制所產(chǎn)生的激光能夠達(dá)到非常大的功率，且光束的張角非常小，其電場強(qiáng)度甚至可以超過原子內(nèi)部的電場強(qiáng)度。利用激光已經(jīng)開辟了非線性光學(xué)等重要研究方向，激光在工業(yè)技術(shù)和醫(yī)學(xué)中已經(jīng)有了很多重要的應(yīng)用。

現(xiàn)在用人工方法產(chǎn)生的電磁波的波長，長的已經(jīng)達(dá)幾千米，短的不到一百萬億分之一厘米，覆蓋了近20個數(shù)量級的波段。電磁波傳播的速度大，波段又如此寬廣已成為傳遞信息的非常有力的工具。在經(jīng)典電磁學(xué)的建立與發(fā)展過程中，形成了電磁場的概念。在物理學(xué)其后的發(fā)展中，場成了非常基本、非常普遍的概念。在現(xiàn)代物理學(xué)中．場的概念已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了電磁學(xué)的范圍，成為物質(zhì)的一種基本的、普遍的存在形式。

狹義相對論和相對論力學(xué)

在經(jīng)典力學(xué)取得很大成功以后，人們習(xí)慣于將一切現(xiàn)象都?xì)w結(jié)為由機(jī)械運動所引起的。在電磁場概念提出以后，人們假設(shè)存在一種名叫“以太”的媒質(zhì)，它彌漫于整個宇宙，滲透到所有的物體中，絕對靜止不動，沒有質(zhì)量，對物體的運動不產(chǎn)生任何阻力，也不受萬有引力的影響。可以將以太作為一個絕對靜止的參照系，因此相對于以太作勻速運動的參照系都是慣性參照系。在慣性參照系中觀察，電磁波的傳播速度應(yīng)該隨著波的傳播方向而改變。但實驗表明，在不同的、相對作勻速運動的慣性參照系中，測得的光速同傳播方向無關(guān)。特別是邁克爾遜和莫雷進(jìn)行的非常精確的實驗，可靠地證明了這一點。這一實驗事實顯然同經(jīng)典物理學(xué)中關(guān)于時間、空間和以太的概念相矛盾。愛因斯坦從這些實驗事實出發(fā)，對空間、時間的概念進(jìn)行了深刻的分析，提出了狹義相對論，從而建立了新的時空觀念。狹義相對論的基本假設(shè)是：

①在一切慣性參照系中，基本物理規(guī)律都一樣，都可用同一組數(shù)學(xué)方程來表達(dá)；

②對于任何一個光源發(fā)出來的光，在一切慣性參照系中測量其傳播速率，結(jié)果都相等。在狹義相對論中，空間和時間是彼此密切聯(lián)系的統(tǒng)一體，空間距離是相對的，時間也是相對的。因此尺的長短，時間的長短都是相對的。但在狹義相對論中，并不是一切都是相對的。

相對論力學(xué)的另一個重要結(jié)論是：質(zhì)量和能量是可以相互轉(zhuǎn)化的。假使質(zhì)量是物質(zhì)的量的一種度量，能量是運動的量的一種度量，則上面的結(jié)論：物質(zhì)和運動之間存在著不可分割的聯(lián)系，不存在沒有運動的物質(zhì)，也不存在沒有物質(zhì)的運動，兩者可以相互轉(zhuǎn)化。這一規(guī)律己在核能的研究和實踐中得到了證實。

著名的相對論運動學(xué)效應(yīng)：

1）長度收縮：l?l01?vc22 出手似閃電 長劍變鐵釘

2）時間延緩：???01?vc22

章魚保羅高速飛 來年再算世界杯

3）同時的相對性：若：Δx’ ≠ 0 Δt’ = 0 則：Δt ≠ 0 現(xiàn)場直播好 時間差不少

著名的相對論動力學(xué)效應(yīng)：

質(zhì)能關(guān)系： E?mc2

質(zhì)量虧損一點點 能量釋放日炎炎

當(dāng)物體的速度遠(yuǎn)小于光速時，相對論力學(xué)定律就趨近于經(jīng)典力學(xué)定律。固此在低速運動時，經(jīng)典力學(xué)定律仍然是很好的相對真理，非常適合用來解決工程技術(shù)中的力學(xué)問題。

狹義相對論對空間和時間的概念進(jìn)行了革命性的變革，并且否定了以太的概念，肯定了電磁場是一種獨立的、物質(zhì)存在的恃殊形式。由于空間和時間是物質(zhì)存在的普遍形式，因此狹義相對論對于物理學(xué)產(chǎn)生了廣泛而又深遠(yuǎn)的影響。

廣義相對論和萬有引力的基本理論

狹義相對論給牛頓萬有引力定律帶來了新問題。牛頓提出的萬有引力被認(rèn)為是一種超距作用，它的傳遞不需要時間，產(chǎn)生和到達(dá)是同時的。這同狹義相對論提出的光速是傳播速度的極限相矛盾。因此，必須對牛頓的萬有引力定律也要加以改造。

改造的關(guān)鍵來自厄缶的實驗，它以很高的精確度證明：慣性質(zhì)量和引力質(zhì)量相等，固此不論行星的質(zhì)量多大多小，只要在某一時刻它們的空間坐標(biāo)和速度都相同，那末它們的運行軌道都將永遠(yuǎn)相同。這個結(jié)論啟發(fā)了愛因斯坦設(shè)想：萬有引力效應(yīng)是空間、時間彎曲的一種表現(xiàn)，從而提出了廣義相對論。

根據(jù)廣義相對論，空間、時間的彎曲結(jié)構(gòu)決定于物質(zhì)的能量密度、動量密度在空間、時間中的分布；而空間、時間的彎曲結(jié)構(gòu)又反過來決定物體的運行軌道。在引力不強(qiáng)，空間、時間彎曲度很小情況下，廣義相對論的結(jié)論同牛頓萬有引力定律和牛頓運動定律的結(jié)論趨于一致；當(dāng)引力較強(qiáng)，空間、時間彎曲較大的隋況下，就有區(qū)別。不過這種區(qū)別常常很小，難以在實驗中觀察到。從廣義相對論提出到現(xiàn)在，還只有四種實驗?zāi)軝z驗出這種區(qū)別。廣義相對論不僅對于天體的結(jié)構(gòu)和演化的研究有重要意義，對于研究宇宙的結(jié)構(gòu)和演化也有重要意義。

原子物理學(xué)、量子力學(xué)、量子電動力學(xué)

原子物理學(xué)研究原子的性質(zhì)、內(nèi)部結(jié)構(gòu)、內(nèi)部受激狀態(tài)，以及原子和電磁場、電磁波的相互作用以及原子之間的相互作用。原子是一個很古老的概念。古代就有人認(rèn)為：宇宙間萬物都是由原子組成的，原子是不可分割的、永恒不變的物質(zhì)最終單元。

1897年湯姆遜發(fā)現(xiàn)了電子，使人們認(rèn)識到原子是具有內(nèi)部結(jié)構(gòu)的粒子。于是，經(jīng)典物理學(xué)的局限性進(jìn)一步的暴露出來了。為此，德國科學(xué)家普朗克提出了同經(jīng)典物理學(xué)相矛盾的假設(shè)：光是由一粒一粒光子組成的。這一假設(shè)導(dǎo)出的結(jié)論和黑體輻射及光電效應(yīng)的實驗結(jié)果符合。于是，19世紀(jì)初被否定了的光的微粒說又以新的形式出現(xiàn)了。1911年，盧瑟福用粒子散射實驗發(fā)現(xiàn)原子的絕大部分質(zhì)量，以及內(nèi)部的正電荷集中在原子中心一個很小的區(qū)域內(nèi)，這個區(qū)域的半徑只有原子半徑的萬分之一左右，因此稱為原子核。這才使人們對原子的內(nèi)部結(jié)構(gòu)得到了一個定性的、符合實際的概念。在某些方面，原子類似一個極小的太陽系，只是太陽和行星之間的作用力是萬有引力，而原子核和電子間的作用力是電磁力。

原子物理學(xué)的基本理論主要是由德布羅意、海森堡、薛定諤、狄里克萊等所創(chuàng)建的量子力學(xué)和量子電動力學(xué)。它們與經(jīng)典力學(xué)和經(jīng)典電動力學(xué)的主要區(qū)別是：物理量所能取的數(shù)值是不連續(xù)的；它們所反映的規(guī)律不是確定性的規(guī)律，而是統(tǒng)計規(guī)律。應(yīng)用量子力學(xué)和量子電動力學(xué)研究原子結(jié)構(gòu)、原子光譜、原子發(fā)射、吸收、散射光的過程，以及電子、光子和電磁場的相互作用和相互轉(zhuǎn)化過程非常成功，理論結(jié)果同最精密的實驗結(jié)果相符合。

微觀客體的一個基本性質(zhì)是波粒二象性。粒子和波是人在宏觀世界的實踐中形成的概念，它們各自描述了迥然不同的客體。但從宏觀世界實踐中形成的概念未必恰巧適合于描述微觀世界的現(xiàn)象。

現(xiàn)在看來，需要粒子和波動兩種概念互相補(bǔ)充，才能全面地反映微觀客體在各種不同的條件下所表現(xiàn)的性質(zhì)。這一基本特點的另一種表現(xiàn)方式是海森伯的測不準(zhǔn)原理：不可能同時測準(zhǔn)一個粒子的位置和動量，位置測得愈準(zhǔn)，動量必然測得愈不準(zhǔn)；動量測的愈準(zhǔn)，位置必然測得愈不準(zhǔn)。

量子力學(xué)和量子電動力學(xué)產(chǎn)生于原子物理學(xué)的研究，但是它們起作用的范圍遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出原子物理學(xué)。量子力學(xué)是所有微觀、低速現(xiàn)象所遵循的規(guī)律，固此不僅應(yīng)用于原子物理，也應(yīng)用于分子物理學(xué)、原子核物理學(xué)以及宏觀物體的微觀結(jié)構(gòu)的研究。量子電動力學(xué)則是所有微觀電磁現(xiàn)象所必須遵循的規(guī)律，直到現(xiàn)在，還沒有發(fā)現(xiàn)量子電動力學(xué)的局限性。

量子統(tǒng)計力學(xué)

量子力學(xué)為基礎(chǔ)的統(tǒng)計力學(xué)，稱為量子統(tǒng)計力學(xué)。經(jīng)典統(tǒng)計力學(xué)以經(jīng)典力學(xué)為基礎(chǔ)，因而經(jīng)典統(tǒng)計力學(xué)也具有局限性。例如：隨著溫度趨于絕對零度，固體的熱也趨于零的實驗現(xiàn)象，就無法用經(jīng)典統(tǒng)計力學(xué)來解釋。

在宏觀世界中，看起來相同的物體總是可以區(qū)別的，在微觀世界中，同一類粒子卻無法區(qū)分。例如：所有的電子的一切性質(zhì)都完全一樣。在宏觀物理現(xiàn)象中，將兩個宏觀物體交換，就得到一個和原來狀態(tài)不同的狀態(tài)，進(jìn)行統(tǒng)計時必須將交換前和交換后的狀態(tài)當(dāng)作兩個不同的狀態(tài)處理；但是在一個物理系統(tǒng)中，交換兩個電子后，得到的還是原來的狀態(tài)，因此進(jìn)行統(tǒng)計時，必須將交換前和交換后的狀態(tài)當(dāng)作同一個狀態(tài)來處理。根據(jù)微觀世界的這些規(guī)律改造經(jīng)典統(tǒng)計力學(xué)，就得到量子統(tǒng)計力學(xué)。應(yīng)用量子統(tǒng)計力學(xué)就能使一系列經(jīng)典統(tǒng)計力學(xué)無法解釋的現(xiàn)象，如黑體輻射、低溫下的固體比熱窖、固體中的電子為什么對比熱的貢獻(xiàn)如此小等等，都得到了合理的解釋。

固體物理學(xué)

固體物理學(xué)是研究固體的性質(zhì)、它的微觀結(jié)構(gòu)及其各種內(nèi)部運動，以及這種微觀結(jié)構(gòu)和內(nèi)部運動同固體的宏觀性質(zhì)的關(guān)系的學(xué)科。固體的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和運動形式很復(fù)雜，這方面的研究是從晶體開始的，因為晶體的內(nèi)部結(jié)構(gòu)簡單，而且具有明顯的規(guī)律性，較易研究。以后進(jìn)一步研究一切處于凝聚狀態(tài)的物體的內(nèi)部結(jié)構(gòu)、內(nèi)部運動以及它們和宏觀物理性質(zhì)的關(guān)系。這類研究統(tǒng)稱為凝聚態(tài)物理學(xué)。

固體中電子的運動狀態(tài)服從量子力學(xué)和量子電動力學(xué)的規(guī)律。在晶體中，原子(離子、分子)有規(guī)則地排列，形成點陣。20世紀(jì)初勞厄和法國科學(xué)家布拉格父子發(fā)展了X射線衍射法，用以研究晶體點陣結(jié)構(gòu)。第二次世界大戰(zhàn)以后，又發(fā)展了中子衍射法，使晶體點陣結(jié)構(gòu)的實驗研究得到了進(jìn)一步發(fā)展。

在晶體中，原子的外層電子可能具有的能量形成一段一段的能帶。電子不可能具有能帶以外的能量值。按電子在能帶中不同的填充方式，可以把晶體區(qū)別為金屬、絕緣體和半導(dǎo)體。能帶理論結(jié)合半導(dǎo)體鍺和硅的基礎(chǔ)研究，高質(zhì)量的半導(dǎo)體單晶生長和摻雜技術(shù)，為晶體管的產(chǎn)生準(zhǔn)備了理論基礎(chǔ)。

電子具有自旋和磁矩，它們和電子在晶體中的軌道運動一起，決定了晶體的磁學(xué)性質(zhì)，晶體的許多性質(zhì)(如力學(xué)性質(zhì)、光學(xué)性質(zhì)、電磁性質(zhì)等)常常不是各向同性的。作為一個整體的點陣，有大量內(nèi)部自由度，因此具有大量的集體運動方式，具有各式各樣的元激發(fā)。

晶體的許多性質(zhì)都和點陣的結(jié)構(gòu)及其各種運動模式密切相關(guān)，晶體內(nèi)部電子的運動和點陣的運動之間相耦合，也對固體的性質(zhì)有重要的影響。例如1911年發(fā)現(xiàn)的低溫超導(dǎo)現(xiàn)象；1960年發(fā)現(xiàn)的超導(dǎo)體的單電子隧道效應(yīng)。這些效應(yīng)都和這種不同運動模式之間的耦合相關(guān)。

晶體內(nèi)部的原子可以形成不同形式的點陣。處于不同形式點陣的晶體，雖然化學(xué)成分相同，物理性質(zhì)卻可能不同。不同的點陣形式具有不同的能量：在低溫時，點陣處于能量最低的形式；當(dāng)晶體的內(nèi)部能量增高，溫度升高到一定數(shù)值，點陣就會轉(zhuǎn)變到能量較高的形式。這種轉(zhuǎn)變稱為相變，相變會導(dǎo)致晶體物理性質(zhì)的改變，相變是重要的物理現(xiàn)象，也是重要的研究課題。

點陣結(jié)構(gòu)完好無缺的晶體是一種理想的物理狀態(tài)。實際晶體內(nèi)部的點陣結(jié)構(gòu)總會有缺陷：化學(xué)成分不會絕對純，內(nèi)部會含有雜質(zhì)。這些缺陷和雜質(zhì)對固體的物理性質(zhì)(包括力學(xué)、電學(xué)、碰學(xué)、發(fā)光學(xué)等)以及功能材料的技術(shù)性能，常常會產(chǎn)生重要的影響。大規(guī)模集成電路的制造工藝中，控制和利用雜質(zhì)和缺陷是很重要的晶體的表面性質(zhì)和界面性質(zhì)，會對許多物理過程和化學(xué)過程產(chǎn)生重要的影響。所有這些都已成為固體物理研究中的重要領(lǐng)域。

非晶態(tài)固體內(nèi)部結(jié)構(gòu)的無序性使得對于它們的研究變得更加復(fù)雜。非晶態(tài)固體有一些特殊的物理性質(zhì)，使得它有多方面的應(yīng)用。這是一個正在發(fā)展中的新的研究領(lǐng)域。

固體物理對于技術(shù)的發(fā)展有很多重要的應(yīng)用，晶體管發(fā)明以后，集成電路技術(shù)迅速發(fā)展，電子學(xué)技術(shù)、計算技術(shù)以至整個信息產(chǎn)業(yè)也隨之迅速發(fā)展。其經(jīng)濟(jì)影響和社會影響是革命性的。這種影響甚至在日常生活中也處處可見。固體物理學(xué)也是材料科學(xué)的基礎(chǔ)。

原子核物理學(xué)

原子核是比原子更深一個層次的物質(zhì)結(jié)構(gòu)。原子核物理學(xué)是研究原子核的性質(zhì)，它的內(nèi)部結(jié)構(gòu)、內(nèi)部運動、內(nèi)部激發(fā)狀態(tài)、衰變過程、裂變過程以及它們之間的反應(yīng)過程的學(xué)科。

在原子核被發(fā)現(xiàn)以后，曾經(jīng)以為原子核是由質(zhì)子和電子組成的。1932年，英國科學(xué)家查德威克發(fā)現(xiàn)了中子，這才使人們認(rèn)識到原子核可能具有更復(fù)雜的結(jié)構(gòu)。

質(zhì)子和中子統(tǒng)稱為核子，中子不帶電，質(zhì)子帶正電荷，因此質(zhì)子間存在著靜電排斥力。萬有引力雖然使各核子相互吸引，但在兩個質(zhì)子之間的靜電排斥力比它們之間的萬有引力要大萬億億倍以上。所以，一定存在第三種基本相互作用——強(qiáng)相互作用力。人們將核子結(jié)合成為原子核的力稱為核力，核力來源于強(qiáng)相互作用。從原子核的大小以及核子和核子碰撞時的截面估計，核力的有效作用距離力程約為一千萬億分之一米。

原子核主要由強(qiáng)相互作用將核子結(jié)合而成，當(dāng)原子核的結(jié)構(gòu)發(fā)生變化或原子核之間發(fā)生反應(yīng)時，要吸收或放出很大的能量。一些很重的原子核(如鈾原子核)在吸收一個中子以后，會裂變成為兩個較輕的原子核，同時放出二十到三十中子和很大的能量。兩個很輕的原子核也能熔合成為一個較重的原子核，同時放出巨大的能量。這種原子核熔合過程叫作聚變。粒子加速器的發(fā)明和裂變反應(yīng)堆的建成，使人們能夠獲得大量能量較高的質(zhì)子、電子、光子、原子核和大量中子。可以用來轟擊原子核，系統(tǒng)地開展關(guān)于原子核的性質(zhì)及其運動、轉(zhuǎn)化和相互作用過程的研究。

重核分裂為輕核時會產(chǎn)生質(zhì)量虧損，釋放能量。這種釋放能量的方式稱為裂變。

哈恩（Otto Hahn）的實驗

鈾核裂變反應(yīng)

235U + n → 144Ba + 89Kr + 2n + 200 MeV 钚的產(chǎn)生和钚核裂變反應(yīng)

238U + n → 239Np + β Np → 239Pu + β

Pu + n → mX + m’Y + 2n + E 239239鏈?zhǔn)椒磻?yīng)和臨界體積

易裂變核吸收一個慢中子后發(fā)生裂變，裂變產(chǎn)生的中子又引起易裂變核產(chǎn)生新的裂變。這樣一個使裂變反應(yīng)持續(xù)下去的反應(yīng)過程稱為鏈?zhǔn)椒磻?yīng)。

純粹的235U體系中，若體積很小時，裂變中子大部分會逸出體系外，不能實現(xiàn)鏈?zhǔn)椒磻?yīng)；若體積很大，大部分中子能再引起裂變，鏈?zhǔn)椒磻?yīng)會進(jìn)行得十分劇烈。

剛好能實現(xiàn)鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的體積稱為臨界體積。

純 235U的臨界體積為半徑為2.4cm的球體。臨界質(zhì)量約為1kg。高能物理研究發(fā)現(xiàn)，核子還有內(nèi)部結(jié)構(gòu)。原子核結(jié)構(gòu)是一個比原子結(jié)構(gòu)更為復(fù)雜的研究領(lǐng)域，目前，已有的關(guān)于原子核結(jié)構(gòu)，原子核反應(yīng)和衰變的理論都是模型理論，其中一部分相當(dāng)成功地反映了原子核的客觀規(guī)律。

一公斤鈾裂變時所釋放的能量，相當(dāng)于約兩萬噸TNT炸藥爆炸時所釋放的能量，一公斤重氫原子核聚變所釋放的能量還要大幾倍。輕原子核聚變?yōu)檩^重的原子核并釋放能量的過程，就是太陽幾十億年來的能量來源，也是熱核爆炸的能量來源。如果能使重氫的聚變反應(yīng)有控制地進(jìn)行，那么能源問題就將得到較徹底的解決。由于放射性同位素所放出的射線能產(chǎn)生各種物理效應(yīng)、化學(xué)效應(yīng)和生物效應(yīng)，因此放射性同位素在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、醫(yī)學(xué)和科學(xué)研究中有廣泛的應(yīng)用。

1kg的TNT炸藥爆炸時釋放的能量約為4200 kJ。

等離子體物理學(xué)

等離子體物理是研究等離子體的形成及其各種性質(zhì)和運動規(guī)律的學(xué)科。宇宙間的大部分物質(zhì)處于等離子體狀態(tài)。例如：太陽中心區(qū)的溫度超過一千萬度，太陽中的絕大部分物質(zhì)處于等離子體狀態(tài)。地球高空的電離層也處于等離子體狀態(tài)。19世紀(jì)以來對于氣體放電的研究、20世紀(jì)初以來對于高空電離層的研究，推動了等離子體的研究工作。從20世紀(jì)50年代起，為了利用輕核聚變反應(yīng)解決能源問題，促使等離子體物理學(xué)研究蓬勃發(fā)展。

等離子體內(nèi)部存在著很多種運動形式，并且相互轉(zhuǎn)化著，高溫等離子體還有多種不穩(wěn)定性，因此等離子體研究是十非常復(fù)雜的問題。雖然知道了描述等離子體的基本數(shù)學(xué)方程，但這組方程非常難解，目前還很難用以準(zhǔn)確預(yù)言等離子體的性質(zhì)和行為。

粒子物理學(xué)

目前對所能探測到的物質(zhì)結(jié)構(gòu)最深層次的研究稱為粒子物理學(xué)，又稱為高能物理學(xué)。在20世紀(jì)20年代末，人們曾經(jīng)認(rèn)為電子和質(zhì)子是基本粒子，后來又發(fā)現(xiàn)了中子。在宇宙射線研究和后來利用高能加速器進(jìn)行的實驗研究中，又發(fā)現(xiàn)了數(shù)以百計的不同種類的粒子。這些粒子的性質(zhì)很有規(guī)律性，所以現(xiàn)在將基本兩字去掉，統(tǒng)稱為粒子。研究這些粒子，發(fā)現(xiàn)它們都是配成對的。配成對的粒子稱為正、反粒子。正、反粒子一部分性質(zhì)完全相同，而另一部分性質(zhì)完全相反。另一個重要發(fā)現(xiàn)是，所有粒子在一定條件下都能產(chǎn)生和消滅。例如：高能光子在原子核的電場中能轉(zhuǎn)化為電子和正電子，電子和正電子相遇，就會同時湮沒而轉(zhuǎn)化為兩個或三個光子。在實驗上把已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的粒子分為兩大類。一類是不參與強(qiáng)相互作用的離子，統(tǒng)稱為輕子。另一類是參與強(qiáng)相互作用的粒子統(tǒng)稱為強(qiáng)子。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的數(shù)百種粒子中絕大部分是強(qiáng)子。實驗發(fā)現(xiàn)，強(qiáng)子也具有內(nèi)部結(jié)構(gòu)。強(qiáng)子內(nèi)部帶點電荷的東西在外國稱為夸克，中國的部分物理學(xué)家稱之為層子。因為他們認(rèn)為：即使層子也不是物質(zhì)的始元，也只不過是物質(zhì)結(jié)構(gòu)無窮層次中的一個層次而已。雖然層子在強(qiáng)子內(nèi)部可以相當(dāng)自由地運動，但即使用目前加速器所能產(chǎn)生的能量最高的粒子束轟擊強(qiáng)子，也沒有能將層子打出來，使它們成為處于自由狀態(tài)的層子。將層子囚禁在強(qiáng)子內(nèi)部是強(qiáng)相互作用所獨有的性質(zhì)，這種性質(zhì)稱為“囚禁”。

弱相互作用也有其獨特的性質(zhì)。它的基本規(guī)律對于左和右，正、反粒子，過去和未來都是不對稱的。弱相互作用的不對稱就是李政道和楊振寧在1956年所預(yù)言，不久在實驗上為吳健雄所證實的宇稱在弱相互作用中的不守恒。

在量子場論中，各種粒子均用相應(yīng)的量子場來反映。空間、時間中每一點的量子場均以算符來表示，稱為場算符。這些場算符滿足一定的微分方程和對應(yīng)關(guān)系或反對應(yīng)關(guān)系。量子場的確既能反映披粒二象性，又能反映粒子的產(chǎn)生和消滅，還能自然地反映正、反粒子配成對的現(xiàn)象。

對稱性在物理學(xué)中占有很重要的地位。可以證明，假使物理基本規(guī)律具有某種對稱性，與之相應(yīng)就有某種守恒定律。例如：假使物理基本規(guī)律在任何時間都一樣，與之相應(yīng)就有能量守恒定律：假使物理基本規(guī)律對于相變換具有不變性，與之相應(yīng)就有電荷守恒定律。

假使物理規(guī)律的某種對稱性是定域的，那么與之相應(yīng)一定存在某種基本相互作用。目前已經(jīng)通過實驗嚴(yán)格檢驗的廣義相對論、量子電動力學(xué)和電弱統(tǒng)一理論都來源于定域?qū)ΨQ性。也就是說：萬有引力相互作用、電磁相互作用和弱相互作用都來源于定域?qū)ΨQ性。

物理學(xué)同其他自然科學(xué)和技術(shù)之間的關(guān)系 物質(zhì)的各種存在形式和運動形式之間普遍存在著聯(lián)系。隨著學(xué)科的發(fā)展，這種聯(lián)系逐步顯示出來。物理學(xué)也和其他學(xué)科相互滲透，產(chǎn)生一系列交叉學(xué)科，如：化學(xué)物理、生物物理、大氣物理、海洋物理、地球物理、天體物理等等。

數(shù)學(xué)對物理學(xué)的發(fā)展起了重要的作用，反過來物理學(xué)也促進(jìn)數(shù)學(xué)的發(fā)展。在物理學(xué)的基礎(chǔ)性研究過程中，形成和發(fā)展出來的基本概念、基本理論、基本實施手段和精密的測試方法，已成為其他許多學(xué)科的重要組成部分，并產(chǎn)生了良好的效果。這對于天文學(xué)、化學(xué)、生物學(xué)、地學(xué)、醫(yī)學(xué)、農(nóng)業(yè)科學(xué)都是如此。

物理學(xué)研究的重大突破導(dǎo)致生產(chǎn)技術(shù)的飛躍已經(jīng)是歷史事實。反過來，發(fā)展技術(shù)和生產(chǎn)力的要求，也有力地推動物理學(xué)研究的發(fā)展，固體物理、原子核物理、等離子體物理、激光研究、現(xiàn)代宇宙學(xué)等之所以迅速發(fā)展，是和技術(shù)及生產(chǎn)力發(fā)展的要求分不開的。

目前在物理學(xué)前沿進(jìn)行研究工作，必須使用尖端技術(shù)，否則就無法使實驗研究工作達(dá)到一定的深度，也很難開辟新的研究領(lǐng)域。因此理論和實踐，基礎(chǔ)理論和尖端技術(shù)的關(guān)系將日益密切、互相促進(jìn)，并一日千里地向前推進(jìn)。

2、專題一 車輛的運動問題

A、壓強(qiáng)問題

車輛行駛在地面,受到重力P作用 車輛通過輪子或履帶對地面有壓力F 地面對輪子或履帶有支持力F’因車輛可靜止于地面

根據(jù)牛頓第二定律： F?F'?P?ma 通常情況下： a?0

故： F'??P 壓力F和支持力F’互為作用力與反作用力

根據(jù)牛頓第三定律:

F??F'?P 壓強(qiáng)的概念

p?FS 式中：F為車輛對地面的壓力 S為壓力對地面的作用面積

在實際計算中，S為輪胎或履帶接觸地面的面積 由于： F = P 故： p?壓強(qiáng)的單位：kgf/cm2 kPa(kN/m2)

PS

坦克履帶對地面的壓強(qiáng)

?

履帶接地面積：S=2wl

二戰(zhàn)初期的坦克對地面的壓強(qiáng)

德國：三號坦克（Panzer III)重量：21800~22700kg 履帶接地長度：l=286cm 履帶寬度：w=25.1cm 計算履帶接觸地面的面積S S=2wl 計算壓強(qiáng) p=P/S

=1.518~1.581 kgf/cm =148.76~154.93 kPa 蘇聯(lián)：T-34型坦克（1940年~1945年）

重量：26300kg~32000kg 履帶接地長度：l=368cm~385cm 履帶寬度：w=40cm~50cm 計算履帶接觸地面的面積S S=2wl 計算壓強(qiáng) p=P/S =0.893~0.831 kgf/cm2 =87.51~81.44 kPa 蘇聯(lián)：KV-1型坦克

重量：43500kg 履帶接地長度：l=448cm 履帶寬度：w=65cm 計算履帶接觸地面的面積S S=2wl 計算壓強(qiáng) p=P/S =0.747 kgf/cm2 =73.21 kPa 從以上計算可以看出：

在蘇德戰(zhàn)爭（俄羅斯稱為衛(wèi)國戰(zhàn)爭）初期，德軍坦克比蘇軍坦克輕得多。但由于德軍坦克履帶寬度較小，所以德軍坦克對地面的壓強(qiáng)卻更大。

2現(xiàn)代坦克對地面的壓強(qiáng)

在戰(zhàn)爭中，坦克設(shè)計者逐漸意識到火力、防護(hù)、機(jī)動的重要性和三者的均衡。坦克機(jī)動性設(shè)計的組成部分就是履帶和對地面的壓強(qiáng)。戰(zhàn)后各國根據(jù)自己國家的國情，設(shè)計了不同類型的坦克。德國：豹II型坦克 重量：55000kg 履帶接地長度：l=494.5cm 履帶寬度：w=63.5cm 計算履帶接觸地面的面積S S=2wl 計算壓強(qiáng) p=P/S =0.8758 kgf/cm2 =85.83 kPa 蘇聯(lián)：T-72型坦克 重量：41000kg 履帶接地長度：l=413cm 履帶寬度：w=58cm 計算履帶接觸地面的面積S S=2wl 計算壓強(qiáng) p=P/S

=0.8558 kgf/cm2 =83.87 kPa 美國：M-1型坦克 重量：54500kg 履帶接地長度：l=440cm 履帶寬度：w=63.5cm 計算履帶接觸地面的面積S S=2wl 計算壓強(qiáng) p=P/S

=0.9753 kgf/cm =95.58 kPa 以色列：梅卡瓦型坦克 重量：60000kg 履帶接地長度：l=465cm 履帶寬度：w=64cm 計算履帶接觸地面的面積S S=2wl 計算壓強(qiáng) p=P/S

=1.008 kgf/cm2 =98.78 kPa 討論：現(xiàn)代輕型坦克的壓強(qiáng)

? 現(xiàn)代輕型坦克主要用于兩棲作戰(zhàn)、空降作戰(zhàn)

? 由于作戰(zhàn)用途的不同，現(xiàn)代輕型坦克的質(zhì)量在20噸以下，以便于江河海灘浮渡和機(jī)載運輸。? 曾經(jīng)廣泛使用的現(xiàn)代輕型坦克主要有： ? 蘇聯(lián)：PT76式兩棲坦克 ? 美國：M551式空降坦克 ? 中國：63式兩棲坦克 1）PT76式坦克 重量：14000 kg

履帶接地長度：l = 408 cm

履帶寬度：w = 36 cm ? 計算履帶接觸地面的面積S S = 2wl ? 計算壓強(qiáng) p = P/S = 0.4766 kgf/cm2 = 46.70 kPa 2）M551式坦克 重量：15830 kg

履帶接地長度：l = 366 cm

履帶寬度：w = 44.4 cm 2? 計算履帶接觸地面的面積S S = 2wl ? 計算壓強(qiáng) p = P/S

= 0.4732 kgf/cm2

= 46.38 kPa 3）63式坦克

重量：18400 kg

履帶接地長度：l = 444 cm

履帶寬度：w = 36 cm ? 計算履帶接觸地面的面積S S = 2wl ? 計算壓強(qiáng) p = P/S = 0.5756 kgf/cm2 = 56.41 kPa

B、輪式車輛的驅(qū)動和制動

一點補(bǔ)充

物體機(jī)械運動的描述

質(zhì)心的平動+繞質(zhì)心的轉(zhuǎn)動

質(zhì)心平動的描述和規(guī)律

位置：xc(t)

yc(t)

zc(t)

速度：vcx(t)vcy(t)vcy(t)

加速度： acx(t)acy(t)acz(t)

牛頓第二定律：

∑Fcx = macx

∑Fcy = macy

∑Fcz = macz

繞質(zhì)心的轉(zhuǎn)動的描述

繞軸的轉(zhuǎn)動+軸的運動角位置：繞軸的轉(zhuǎn)動θ(t)

軸的運動

α(t)

進(jìn)動

β(t)章動

若軸的方向不變，則無進(jìn)動和章動，稱為定軸轉(zhuǎn)動。引起轉(zhuǎn)動的物理作用：力矩

Mc = F l

其中 l 為力臂 力矩的計算

1）若： F 與 l 垂直，則： M = F l

2）若： F 與 l 成夾角γ，則： M = F l sin γ = Fn l = F h

轉(zhuǎn)動定律：∑MC = JCβ

? 若： 角加速度β=0

則： ∑MC = 0

杠桿原理

即：使物體逆時針旋轉(zhuǎn)的力矩等于使物體順時針旋轉(zhuǎn)的力矩

下圖是前輪驅(qū)動 力學(xué)定律：牛頓第二定律：∑F = ma 轉(zhuǎn)動定律： ∑MC = JCβ 若： β=0

則： ∑MC = 0 具體分析前輪驅(qū)動汽車的受力關(guān)系： F – f = ma N1+N2=P F h – f h+N2 l2 – N1 l1=0 聯(lián)立方程，可解出N1和N2

N1 =(Pl2+mah)/(l1+l2)

N2 =(Pl1-mah)/(l1+l2)很明顯： N1>N2

若是后輪驅(qū)動，N1和N2的計算結(jié)果又是如何呢？ 參考教材中第36~37頁。

經(jīng)過分析計算可知：后輪驅(qū)動時的N1和N2的計算結(jié)果與前輪驅(qū)動的情況是相同的。摩擦力：f =μN 式中： μ為摩擦系數(shù)

當(dāng)輪胎與地面出現(xiàn)滑動時，μ為滑動摩擦系數(shù)

當(dāng)輪胎與地面即將出現(xiàn)滑動時，μ=μs為最大靜摩擦系數(shù)

當(dāng)汽車行駛時，驅(qū)動輪的驅(qū)動力就是摩擦力，則： F =μN 若是前輪驅(qū)動： F 2=μN2 若是后輪驅(qū)動： F 1=μN1

由于：

N1 =(Pl2+mah)/(l1+l2)N2 =(Pl1-mah)/(l1+l2)若：l1≈l2 則： F 1 > F

2故：在通常的重心設(shè)計情況下，后輪驅(qū)動更好些。

當(dāng)然，采用前輪驅(qū)動設(shè)計時，可以使： l1 > l2

這樣，就可使： N2 > N從而： F2 > F1

通常可采用發(fā)動機(jī)前置的辦法，使車的重心前移來做到這一點。

學(xué)習(xí)資料三

制動問題

經(jīng)分析發(fā)現(xiàn)：制動時的N1和N2的計算結(jié)果與驅(qū)動時的公式是相同的。

但此時，在公式中：a < 0 由于：

N1 =(Pl2+mah)/(l1+l2)

N2 =(Pl1-mah)/(l1+l2)當(dāng)： Pl2+mah = 0

時

即當(dāng)：|a| = Pl2 / mh = gl2 / h 時

N1 = 0 此時，后輪離地騰空，有翻車危險。設(shè)：l ≈ 2.5m

l2 ≈ 1.2m

h ≈ 0.7m 則： |a| ≈ 1.7g 由于：在制動時，-F-f = ma 而：F = μN2

f=μN1

N2 +N1 =mg

故：-μmg=ma 即：a=-μg

很明顯：當(dāng) l2 / h ≥ μ

時

就不會翻車。

C、輪式車輛的極限加速度和極限速度

極限加速度

由前面的分析計算可知：

N1 =(Pl2+mah)/(l1+l2)

N2 =(Pl1-mah)/(l1+l2)

F – f = ma 若在極限加速度下：

F =μs Ni

（前輪驅(qū)動i=2，后輪驅(qū)動i=1）

f =μr Nj

（前輪驅(qū)動j=1，后輪驅(qū)動j=2）式中： μs 為最大靜摩擦系數(shù)，μr 為滾動摩擦系數(shù) 通常： μs >μr

前輪驅(qū)動的情形

此時：

F =μs N2

f =μr N1 計算表明：

a??sl1??rl2l1?l2??sh??rh?g

后輪驅(qū)動的情形此時：

F =μs Nf =μr N2 計算表明：

a?

?sl2??rl1l1?l2??sh??rh?g

很明顯：在通常情況下，后輪驅(qū)動的極限加速度更大，車輛的加速性更好。

極限速度

目前，小轎車的最大速度已在150 km/h左右。

那么，汽車的極限速度受到哪些因素的制約呢？提高極限速度的辦法有哪些呢？ 很明顯：當(dāng)汽車達(dá)到極限速度時 a = 0 即： F – f – fa = ma = 0 式中： fa為汽車的空氣阻力 前輪驅(qū)動的情形

此時：

F =μs N

2f =μr N1 即： μs N2 – μr N1 – bv2 = 0 解得： v??sl1??rl2l1?l2?mgb

后輪驅(qū)動的情形

此時：

F =μs N1

f =μr N2 即： μs N1 – μr N2 – bv2 = 0 解得： v??sl2??rl1mgl1?l2?b

很明顯，前后輪驅(qū)動方式對極限速度影響不大。要提高極限速度，首先應(yīng)減小空氣阻力系數(shù)b；其次，可增大μs。

學(xué)習(xí)資料四

火車轉(zhuǎn)向與汽車平地轉(zhuǎn)向的翻車問題

火車轉(zhuǎn)向問題是利用外軌超高來解決（P7-P10）。

汽車在平地轉(zhuǎn)向時，由轉(zhuǎn)向輪的摩擦力提供了轉(zhuǎn)向力矩和向心力。但考慮汽車的側(cè)向受力，就會發(fā)現(xiàn)：汽車平地轉(zhuǎn)向存在翻車問題。

設(shè)：車向左轉(zhuǎn)向 考慮牛頓運動定律：

NL+NR=mg fL+fR=mv2/r 考慮杠桿原理：

?fL?fR?h?NL?B2?NR?B2

利用上述方程，解出NL和NR，可得：

NR2m?2vh??g????2?rB??2m?2vh??g??NL??2?rB??

很明顯，若：NL?0

有： v?

此時左側(cè)車輪離地，有翻車危險。故：正常行駛時，應(yīng)：NL?0

即：

v?gB2h?rgB2h?r

3、專題二 飛機(jī)飛行的力學(xué)原理

飛機(jī)的機(jī)翼在飛行中產(chǎn)生升力和阻力

機(jī)翼的升力： FY = CY v 2 機(jī)翼的阻力： FX = CX v 2

升力系數(shù)CY和阻力系數(shù)CX：

CY和CX都與氣流方向和機(jī)翼運動方向（航向）的夾角有關(guān)，這一角度稱為迎角。一般來說，迎角越大，升力和升力系數(shù)越大，阻力和阻力系數(shù)也越大。當(dāng)迎角大于某一角度時，升力和升力系數(shù)會急劇下降。這一角度稱為失速角。

特例：直升飛機(jī)

? 直升飛機(jī)通過旋翼的旋轉(zhuǎn)運動產(chǎn)生升力 ? 旋翼旋轉(zhuǎn)時機(jī)體可保持靜止——懸停

?

固定翼飛機(jī)的機(jī)體與機(jī)翼剛性連接。機(jī)翼運動產(chǎn)生升力，機(jī)體也隨之運動。因此無法懸停。

一點補(bǔ)充：飛艇和熱氣球

?

飛艇是一種輕于空氣的航空器，艇體的氣囊內(nèi)充以密度比空氣小的浮升氣體（氫氣或氦氣）借以產(chǎn)生浮力使飛艇升空。

?

熱氣球是利用加熱的空氣低于氣球外的空氣密度以產(chǎn)生浮力飛行。自帶的加熱器調(diào)整氣囊中空氣的溫度，從而控制氣球升降。

一點計算

? 龐然大物的飛艇

設(shè)飛艇艇體結(jié)構(gòu)和載重合計質(zhì)量為m，艇體體積為V，空氣密度為ρa(bǔ)，艇內(nèi)氣體密度為ρ，則要使飛艇升空，應(yīng)有：

ρa(bǔ) V g >(m+ ρ V)g

即：

V > m /(ρa(bǔ)ρ)= m /(ρ0ρ)≈ 10373 m3 ? 太大了！很難成為實用的交通工具。

第五篇：【鼎尖教案】高中化學(xué)(大綱版)第三冊 第四單元 電解原理及其應(yīng)用 第一節(jié)電解原理(備課資料)

●備課資料

1.金屬導(dǎo)電與電解質(zhì)導(dǎo)電在本質(zhì)上有什么不同？

金屬晶體由金屬原子、金屬離子、自由電子三種微粒構(gòu)成。金屬離子帶正電荷、自由電子帶負(fù)電荷，通過靜電作用力——金屬鍵，使這些微粒結(jié)合在一起。自由電子是指脫離金屬原子在整塊金屬晶體中做無規(guī)則運動的電子。在電場作用下，自由電子由負(fù)極移向正極形成電子流。這就是金屬導(dǎo)電的本質(zhì)，導(dǎo)電時金屬原子和金屬離子都是不移動的。金屬導(dǎo)電屬物理變化。

電解質(zhì)在溶于水時，能電離出帶電荷的自由陰、陽離子，屬于離子型化合物的某些電解質(zhì)在熔化時也能電離出自由離子。在電場作用下，這些自由離子做定向移動并在兩極上分別得失電子，陽離子移向陰極得到電子，陰離子移向陽極交出電子，這樣在外電路的導(dǎo)線中有自由電子定向移動形成了電子流。而在電解質(zhì)或電解質(zhì)溶液中只有自由離子分別向兩極移動，而沒有電子移動。在離子得失電子的同時，伴隨著發(fā)生了化學(xué)變化。

2.電解與電離有什么區(qū)別和聯(lián)系？

電解與電離是兩種不同的概念，但它們之間有一定的聯(lián)系。

電離是指電解質(zhì)在溶解于水或熔化條件下離解成自由離子的過程。這過程不需要通電，電離的過程主要是物理變化過程。

電解是指對電解質(zhì)水溶液或融熔狀態(tài)的電解質(zhì)通直流電時、自由離子在兩極上發(fā)生氧化—還原的過程。電解時必須通電，電解過程是化學(xué)變化過程。電解質(zhì)導(dǎo)電的過程，也就是電解的過程。

電離是電解的前提條件，只有電解質(zhì)先電離出自由離子，通電時才能發(fā)生電解。如對食鹽晶體通電，食鹽晶體不導(dǎo)電，也不發(fā)生電解；如對熔融食鹽液體通電，液態(tài)食鹽導(dǎo)電，同時鈉離子在陰極得電子被還原成鈉原子，氯離子在陽極交出一電子被氧化成氯原子，又結(jié)合成氯分子。電解食鹽水溶液時，得到氯氣、氫氣和氫氧化鈉。

3.用惰性電極電解電解質(zhì)溶液時溶液的pH變化及電解的類型有如下規(guī)律

4.原電池、電解(鍍)電極名稱的確定(1)確定原電池電極名稱的方法

方法一：根據(jù)原電池電極材料的性質(zhì)確定。通常是：

①對于金屬—金屬電極，活潑金屬是負(fù)極，不活潑金屬是正極；

②對于金屬—非金屬電極，金屬是負(fù)極，非金屬是正極，如干電池等；

③對于金屬—化合物電極，金屬是負(fù)極，化合物是正極，如電池等。

方法二：根據(jù)電極反應(yīng)的本質(zhì)確定：原電池中，負(fù)極向外電路提供電子，所以負(fù)極上一定發(fā)生失電子的氧化反應(yīng)，正極上則一定發(fā)生得電子的還原反應(yīng)。所以，失電子的反應(yīng)→氧化反應(yīng)→負(fù)極；得電子的反應(yīng)→還原反應(yīng)→正極。

(2)確定電解(鍍)池電極名稱的方法

確定電解(鍍)池電極名稱有如下兩種方法

方法一：與外電源正極連接的一極是陽極，與負(fù)極連接的一般是陰極。方法二：電極上發(fā)生氧化反應(yīng)的是陽極，發(fā)生還原反應(yīng)的是陰極。5.重金屬引起的水污染

重金屬污染可用下表表示：

6.電解質(zhì)與水的電解 純水是極弱的電解質(zhì)，很難導(dǎo)電。在純水中通以直流電，在一般條件下不發(fā)生電解作用。如果在水中加入強(qiáng)的含氧酸(如H2SO4)、活潑金屬的可溶性含氧酸鹽(如Na2SO4、KNO3)或可溶性強(qiáng)堿(如NaOH、KOH)，以增加水的導(dǎo)電性，則電解就能順利進(jìn)行，陰、陽兩極上的產(chǎn)物分別為氫氣和氧氣。

現(xiàn)以純水中加入Na2SO4通電分解為例來說明這個問題。當(dāng)Na2SO4溶于水時，即完全離解為Na和SO＋。

Na2SO4===2Na＋SO

＋

雖然水是弱電解質(zhì)，但是也能發(fā)生微弱的電離。

H2O

＋

H＋OH

＋

＋－因此，在水溶液中存在著四種離子：Na、H、SOH向陰極遷移，SO＋

－

和OH。通入直流電后，Na和

－＋和OH向陽極遷移。但在各個電極上究竟是哪一種離子放電，則取決于它們電極電位的高低，也就是說，取決于離子得失電子的難易。根據(jù)上述四種離子的標(biāo)準(zhǔn)電極電位是：

2H＋2eNa＋e4OH2SO－＋－＋－

H2, Na，－

E°=0.000伏 E°=－2.71伏 E°=＋0.401伏 E°=＋2.00伏

＋O2＋2H2O＋4e, S2O＋

＋2e，＋

－在陰極上，由于Na比H難于接受電子，因此H放電而產(chǎn)生氫；在陽極上由于SO比OH難于失去電子，因此OH放電而產(chǎn)生氧，這樣的過程，圖示如下： －

－

可見在水中加入的Na2SO4并不發(fā)生電解，它的陰、陽兩種離子依然存留在溶液中，實際上電解的是H2O,Na2SO4在這里只是起著導(dǎo)電的作用。

＋－由于H和OH分別不斷地在陰、陽兩極上放電，H2O的電離平衡就不斷地向生成離子的方向移動，H2O

－

H＋OH

＋

＋－于是H2O不斷地電解，OH就不斷地聚集在陰極區(qū)(Na也聚集在這里)，顯然這里的溶液就呈堿性；同樣，H也不斷地聚集在陽極區(qū)(SO＋

也聚集在這里)，顯然這里的溶液就呈酸性。

＋從這個例子，可知堿金屬離子在陰極上總是比H難于放電，含氧酸根離子在陽極上，－也總是比OH難于放電。所以在水中加入可溶性的堿金屬含氧酸鹽，或強(qiáng)的含氧酸，或可

＋－溶性的強(qiáng)堿，通以直流電，都是H和OH放電，而所加的電解質(zhì)僅是起著導(dǎo)電的作用。

*研究性課題推薦

課題1 皮革廠含鉻廢水處理的調(diào)查 背景資料：

鉻在很多領(lǐng)域有較大用途。鉻化合物中，Cr(Ⅵ)主要以CrO

(溶液為黃色)和Cr2O

＋

(溶液為紅色)形態(tài)存在，在酸性條件下具有很強(qiáng)的氧化性，能被還原劑還原成Cr3(溶液為紫色)；Cr(Ⅵ)化合物水溶性很強(qiáng)，而鉻(Ⅲ)化合物水溶性很低。鉻對環(huán)境造成污染，其中，Cr(Ⅵ)的毒性比鉻(Ⅲ)的毒性強(qiáng)200倍。

對含鉻廢水的常用的處理方法有：(1)方法一：電解法。

①往工業(yè)廢水中加入適量食鹽，增加污水中離子濃度，增強(qiáng)導(dǎo)電能力。②以鐵作為陽極進(jìn)行電解。

以生成的Fe2為還原劑，在酸性溶液中與Cr2O＋＋

＋

發(fā)生氧化還原反應(yīng)。這樣Cr2O被還原成Cr3。在電解過程中，由于H在陰極不斷放電，打破了水的電離平衡，促進(jìn)水的電離，溶液的pH上升，溶液中的陽離子以Cr(OH)

3、Fe(OH)

2、Fe(OH)3形成沉淀。

③鼓入空氣。經(jīng)過一段時間后，使廢水中含鉻量降到可排放的標(biāo)準(zhǔn)。

由于Fe(OH)3開始沉淀的pH為2.7，沉淀完全的pH為3.7。Fe(OH)2開始沉淀的pH為7.6,沉淀完全的pH為9.6,并且Fe(OH)2呈絮狀，不易從溶液除去。但根據(jù)已學(xué)的知識，F(xiàn)e(OH)2極易被O2氧化，所以在處理過程中鼓入空氣，讓空氣中的O2充分與Fe(OH)2反應(yīng)，成為容易分離的Cr(OH)

3、Fe(OH)3，使廢水含鉻量降到可排放標(biāo)準(zhǔn)。

(2)方法二：

用FeSO7·7H2O處理含鉻(Ⅵ)有毒廢水是目前工藝上常用的方法。它的優(yōu)點是經(jīng)過加料配比后，可使最終的固體產(chǎn)物成為制備鐵氧體復(fù)合氧化物(可用Cr

Fe

Fe2O4表示)的＋原料，此原料經(jīng)燒結(jié)后，就得到鐵氧體復(fù)合氧化物。這是一種變害為利的方法。

方法三：

制革廠排放的污泥中約有1/3是有機(jī)物，其余是大量的含鉻物質(zhì)，直接排放污泥會對環(huán)境造成污染。1996年，外國科學(xué)家研究成功了一種技術(shù)，較好地解決了制革廠廢物利用與環(huán)境保護(hù)問題。工藝流程如下：

① 污泥與普通黏土以一定比例混合(污泥占25%～30%)后制成磚坯，在窯中以850～ 950℃溫度灼燒；

②灼燒前期向窯中鼓入補(bǔ)充了氧氣的空氣。原因是燒掉有機(jī)物，否則無法制成火磚；燃燒有機(jī)物在氧氣充足的條件下進(jìn)行，放出足夠熱量，可節(jié)省燃料；

③灼燒后期改用普通空氣，且故意限制入窯空氣的數(shù)量，使呈缺氧狀態(tài)。原因是保證＋6價鉻化合物轉(zhuǎn)變成＋3價鉻化合物，并穩(wěn)定地以＋3價鉻化合物形式被固定在火磚內(nèi)，否則，如以＋6價鉻化合物存在，則在雨水淋濕或施工淋水時，鉻會被溶解出來而污染環(huán)境；

④燒制完成后，直至窯溫降至200℃以下，才允許空氣自由流通。課題要求：

1.請調(diào)查當(dāng)?shù)氐钠じ秣分茝S，了解它們對含鉻廢水處理的技術(shù)情況。2.比較該技術(shù)與現(xiàn)今流行技術(shù)的差異； 3.根據(jù)所學(xué)知識提出你的意見和建議。課題2：生活中使用電鍍制品的調(diào)查

市場調(diào)查：1.生活中使用電鍍制品的情況。2.電鍍制品的價格與被鍍金屬價格的比較。要求寫出市場調(diào)查報告。