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周培源力学竞赛(精选多篇)

发布时间:2022-06-09 18:01:21 来源:其他范文 收藏本文 下载本文 手机版

推荐第1篇:周培源力学竞赛简介

全国周培源大学生力学竞赛的历史沿革

上世纪八十年代的中国,百废初兴,科技的发展却面临科技队伍的断层和人才匮乏的瓶颈制约。振兴教育,培养新一代高素质的创新人才是时代的呼唤。全国大学生力学竞赛在这样的背景下开始酝酿。

1986年8月在呼和浩特市召开的《力学与实践》编委会上,北京大学武际可教授建议举办一次大学程度的力学竞赛,获得一致赞同。中国力学学会理事长郑哲敏院士听取了有关工作汇报并安排《力学与实践》编委会(竞赛组织委员会)筹办。组委会成立了两个命题小组,武际可教授任理论力学、流体力学课程组长,徐秉业教授任材料力学、弹性力学课程组长,同时向全国有关专家学者征题,共获得58份回函,提供了140余道题。命题组精选整编了28道作为初赛题,在《力学与实践》1988年第1期刊出,要求参赛者在约一个半月的时间内寄回答案。组委会从62份答案中评选了31人进京复赛(一人因故缺席)。通过严格的笔试和口试,评选出了

一、

二、三等奖共17名。颁奖会由武际可教授主持,著名力学家张涵信、张维、庄逢甘、郑哲敏、王仁、黄克智等院士及高教社易钟煜副主编颁奖。本次竞赛还得到了有关高校、高教社和著名力学家钱令希院士赞助。在国内外享有声誉的我国力学界的大师们参与这项赛事,极大地激励了青年学生的学习热情,也活跃了力学界学术气氛,对我国力学教学具有重要的促进作用。“中国青年报”于1988年10月13日报导了此次竞赛。

从1992年到2004年的第2至5届竞赛可以看作这项竞赛活动发展的第二阶段。为了鼓励青年学生学习老一辈科学家为科学的献身精神,这项竞赛从1996年第三届起改名为“全国周培源大学生力学竞赛”。

根据首届竞赛的反馈意见,为了吸引更多的学生参赛,竞赛内容精简为只含理论力学和材料力学两门工科学生普遍学习的课程;为了保证平等竞争,采用了闭卷方式,在全国各考点同一时间用统一试卷竞赛。这一措施收到了很好的效果,从东海之滨到西部新疆,从东北地区到特别行政区香港,竞赛得到了全国高校领导、老师和学生的热烈响应。同学们珍视这个机会,将竞赛看作21世纪科技大战场角逐预演的擂台,许多高校希望通过竞赛使教学更上一层楼,同时也将竞赛作为展示教学水平与教学改革成果的一个窗口。

竞赛规模在第二阶段得到了阶跃式发展,第一届全国62 人、12单位参赛,第二届1389人报名参赛,第三届1711人报名参赛,第四届25个省市、81所高校、2752名学生报名参赛,第五届30个省(市)、自治区,164所高校7617人报名参赛,表明“全国周培源大学生力学竞赛”已经有广泛的代表性,在高校有了重要的影响。在北京赛区历届竞赛中,中国力学学会理事长,第一届郑哲敏院士,第二届,第三届庄逢甘院士,第四届白以龙院士,第五届崔尔杰院士都带队看望参赛选手,给青年学生以极大鼓舞。

- 1 -

在新的21世纪,党中央提出了建设创新型国家的伟大号召,给教育注入了强大的推动力。“全国周培源大学生力学竞赛”进入教育部高教司主办的大学生科技竞赛项目,标志着这项竞赛活动发展到了它的第三阶段。这个阶段的三个重

要变化是:(1)将实验创新能力的培养提高到与理论创新能力同样的高度,将在第六届竞赛决赛中进行基础力学(含理论力学和材料力学)的团体实验竞赛,以促进实验动手创新能力和团队合作创新精神的培养。(2)将赛制改为两年一次,使所有本科生都有机会参赛。同时将竞赛安排在在全国力学大会上颁奖,以促进学生从本科阶段就开始了解和接触高水平的力学前沿研究。(3)申请并已被批准进入教育部高教司主办的大学生科技竞赛,以更好配合我国的本科教学。

- 2 -

推荐第2篇:力学竞赛试题

第七届全国周培源大学生力学竞赛试题

出题学校:西北工业大学

满分:120分 时间:3 小时

一、小球在高脚玻璃杯中的运动(20 分)

一半球形高脚玻璃杯, 半径 r =5cm, 其质量 m1=0.3 kg, 杯底座半径 R =5 cm,厚度不计,杯脚高度 h =10 cm。如果有一个质量 1 .0 2 = m kg 的光滑小球自杯子的边缘由静止释放后沿杯的内侧滑下,小球的半径忽略不计。已知杯子底座与水平面之间的静摩擦因数 fs = 0.5。试分析小球在运动过程中: (1)高脚玻璃杯会不会滑动; (2)高脚玻璃杯会不会侧倾(即一侧翘起) 。

二、杂耍圆环(40 分)

1.杂技演员将一个刚性圆环沿水平地面滚出,起始圆环一跳一跳地向前滚动,随后不离开地面向前滚动,为什么?

2.杂技演员拿出一个匀质圆环,沿粗糙的水平地面向前抛出,不久圆环又自动返回到演员跟前。设圆环与地面接触瞬时圆环中心 O 点的速度大小为 v0 ,圆环的角速度为 ω0 ,圆环半径为 r,质量为 m,圆环与地面间的静摩擦因数为 s f ,不计滚动摩阻,试问:

(1)圆环能自己滚回来的条件是什么?

(2)圆环开始向回滚动直到无滑动地滚动,在此运动过程中,圆环所走过的距离是多少?

(3)当圆环在水平地面上无滑动地滚动时,其中心的速度大小为 v1,圆环平面保持在铅垂平面内。试分析圆环碰到高为 的无弹性台阶后, 能不脱离接触地爬上该台阶所应满足的条件。

3.演员又用细铁棍推动题 2中匀质圆环在水平地面上匀速纯滚动,假设圆环保持在铅垂平面内滚动,如图所示。又知铁棍与圆环之间的静摩擦因数为 ft ,圆环与地面间的滚动摩阻系数为 δ 。试求为使铁棍的推力(铁棍对圆环的作用力)最小,圆环上与铁棍的接触点的位置。

三、趣味单杠(30 分)

单杠运动是奥运会、世界体操锦标赛、世界杯体操比赛中男子体操比赛项目之一。单杠是体操比赛中最具观赏性的项目,也是观众最喜欢的运动,在学校和健身场所拥有众多的爱好者,小李和小张就是其中之一。一天,他们准备在单杠上进行大回环比赛。假设单杠的横杆和立柱均为直径 D=28mm的钢杆,弹性模量E=200GPa,许用应力[σ]=160MPa,横杆长 L=2.4m,立柱高 H=2.6m。立柱与地面、横杆与立柱之间均为固定联结。假设两人旋转到单杠所在平面内时的惯性载荷均为 F=1000N,不计人的自重。

1.试分析两人同步旋转到单杠所在平面内时,结构中的最大应力。

2.若两人相差 180°旋转到单杠所在平面内, 对结构中的最大应力有什么影响。

3.为提高结构承载能力,有人提出在单杠距地面 0.6m 处增加一个直径 20mm的拉杆。试定性分析该杆对上述两种情况的影响。

四、跳板跳水(30 分)

举世瞩目的第 29 届北京奥林匹克运动会上,具有“梦之队”之称的中国跳水队获得了跳水比赛8枚金牌中的7枚, 囊括了3m跳板跳水的4枚金牌。 Duraflex 的 Maxiflex Model B 跳水板是奥林匹克跳水比赛和国际级跳水比赛唯一指定使用的产品,它的具体尺寸如图所示,其中横截面尺寸为 b=0.5m, h= 0.05m,跳板的弹性模量E=70GPa ,比重γ= 25kN/m3 , a=3.2m , l=m 1.6 。运动员从跳板上上跃至距地面最高点后落至跳板端点C, 再从跳板上

弹起至空中完成动作后落水。若运动员体重 G=700N ,最大弹跳高度H= 0.6m ,取 g =9.8m/s2。

1.根据所学知识,建立相应的力学分析模型。

2.为保证运动员落水安全,运动员从空中落入水中时,在跳板所在平面处,运动员质心距跳板 C端最小距离s应大于 0.5m。 试求运动员从跳板上跃时所需最小水平速度(假设水平方向为匀速运动)?

3.不计跳板质量,将运动员视为刚体时,运动员冲击跳板时,跳板中的最大动应力为多少?

4.如运动员为弹性体,定性说明在冲击时跳板中的最大动应力增大还是减小?

5.如考虑跳板质量,试计算跳板中的最大动应力。

第七届全国周培源大学生力学竞赛试题参考答案

一、小球在高脚玻璃杯中的运动(20 分)

当小球自杯子的边缘由静止释放后沿杯子的内侧滑下到与铅垂方向夹角 时,高脚玻璃杯侧倾(一侧翘起) 。

二、杂耍圆环(40 分)

1.圆环不是匀质的,质心不在圆环的中心。开始滚动角速度大,圆环一跳一跳地向前滚动;随后角速度减小,所以圆环不离开地面向前滚动。

2.(1)圆环自己滚回的条件为: 方向如图所示。

(2)距离:

(3)圆环能不脱离接触地爬上台阶所应满足的条件为 :

3.当接触点 A与圆环中心 C 的连线与铅垂线间的夹角 时,推力 F 取最小值。

三、趣味单杠(30 分)

(1)结构中的最大应力

(2)结构中的最大应力

(3)在结构中增加拉杆后, (2)中为反对称结构,在对称面上只有反对称内力,故 AB 杆轴力为零,无影响; (1)中为对称结构,在对称面上只有对称内力,故 AB杆轴力不为零,有影响。

四、跳板跳水(30 分)

(1)根据跳板的受力情况,可以将其简化为下图所示外伸梁。

(2)最小水平速度为

(3)跳板的最大动应力为

(4)如运动员为弹性体,冲击时跳板中的最大动应力将减小。

(5)跳板的最大动应力为

推荐第3篇:周培培

我的教学之梦

我读完《新教育之梦》后,掩卷遐思,不禁心潮澎湃,真真切切地感受到了这位教育大师知识的渊博,对教育至真的感悟与至纯的挚爱,他对新教育理想追求的高瞻远瞩,令我油然而生敬意。

在 朱永新老师的《新教育之梦》里,他主要阐述注解心中理想的教师:“理想的教师,应该是一个善于合作,具有人格魅力的教师;理想的教师,应该是一个勤于学习,不断充实自我的教师;理想的教师,应该是一个关注人类的命运,具有社会责任感的教师。” 理想的体育教师,应该尊重学生的个性和特长,使学生在体育活动中发现自我,享受自我。

作为一名体育教师是我少年时代的梦想,为了这个梦想我坚持不懈地努力,去年我终于如愿以偿,成为一名合格的体育教师。当我第一次站在操场上,望着一双双充满友好,又充满求知渴望的眼睛,我的激动与兴奋之情难以表达,初为人师的自豪与骄傲充盈于心,久久挥之不去。如今,认真拜读了朱老师的《新教育之梦》一书,尤其是理想的体育这篇内容后,让我感触颇深。当一名让学校满意、让学生满意、让家长满意、更让社会满意的体育教师成为我既明确又美好的追求。

我深深地知道,“理想的体育应该能体现奥林匹克精神,培养学生在人生路途上追求‘更快、更高、更强’,并能完善自我,体现人性之崇高。”

在学校,体育课往往是学生最喜欢的课程之一,这不仅是因为在体育课上学生可以从事自己深爱的游戏和活动,更因为体育课可以把学生从沉重的课堂负担中解放出来,使学生充分享受新鲜的空气、和煦的阳光,呼吸自然的气息。

作为一名体育教师,上课时应以学生健康、兴趣为主要依据,紧密结合学生的个性与特长.帮助学生认识自己的优势,发展自己的潜能,张扬自己的个性。组织学生按照自己的兴趣和特长开展体育活动,就拿 “阳光体育大课间活动”来说,它是近几年在课间操基础上发展和创造的一种学校体育新的组织形式。与课间操相比,大课间体育活动时间长,活动内容多,组织形式活,练习强度适宜,它不仅可以对学生紧张的学习起到调节作用,而且对促进学生身心健康有明显的实效。使每个学生都能在体育活动中找到自己的位置,在体育课堂上寻找到自己的乐趣。

作为体育教师难免会风吹雨淋日头晒,但是,每当看到学生的转变、提高,我都会感到由衷的高兴与感动,自己的努力没有白费,我为他们高兴,也被他们感动,这种“送人玫瑰,手留余香”的幸福和快乐油然而生.。

我要成为这样的一名体育教师,以运动塑造学生的身心,以愉悦净化学生的心灵,夏季沐浴着灿烂阳光的厚爱,冬日享受着凛冽寒风的深情,在暑来寒往的季节变频里,聆听自己生命成长的拔节声,用心感受生命之花尽情绽放的欢乐声!

周培培

推荐第4篇:环保周记杨培源Microsoft Word 文档

环保周记

在“3.12”植树节来临之际,为了增强学生的环保意识,我班采用了记环保周记的方法来监督自己的行为,一周环保记录如下 :

星期一,今天大课间我去广播室放音乐,让大家做体操,我没有开电灯,因为开着门 也可以看清楚。我节省了电,心里美滋滋的。

星期二,今天我用彩纸来装扮读书卡片角。我把正方形的彩纸剪成平行四边形的,可还剩下一些碎纸片,我吧碎纸片剪成一条一条的,贴在平行四边形上,不但可以节省彩纸,我又保护环境做出了贡献。

星期三,今天弟弟拿了我一大张彩纸来画画。我说让我帮他画,可他不要,非要自己画,结果一直画不好,连费了两张彩纸,真气人!要知道,造纸不仅要消耗木材,还要耗费大量的水电。唉!弟弟什么

时候才知道保护环境呀?

星期四,今天早上,爸爸用完电脑没有关音箱电源,直到中午,我来拿手套才发现。我急忙关上了,心想这该浪费多少电呀!

星期五,今天我用洗过脚的水来冲马桶,这样不但不浪费水,还不用费电取地下水,其实生活中的每一个细节,只要你注意节约,注意环保,就能做环保小卫士,做生活的有心人。

星期六,今天我和几个同学去打乒乓球,我看见一个垃圾纸袋,随手捡了起来放进垃圾箱。我想:今天我有做了一件保护环境的事,如果每人见到垃圾都能捡起来,我们学校会有多干净啊!全球人民一起做,地球妈妈就会越来越美丽啦!

星期日,早些时候我就开始收集废电池,因为我从书上获知一颗钮扣电池弃入大自然后,可以污染60万开水,相当于一个人一生的用水量。今天我又收集了几颗废电池,等多了,我就把它们扔进废电池回收箱里,这样就不会污染环境了!

这次的环保周记让我明白了:保护环境,应从身边小事做起,从

一点一滴做起。

推荐第5篇:全国大学生力学竞赛试题范围

全国周培源大学生力学竞赛考试范围(参考)

理论力学

一、基本部分 (一) 静力学

(1) 掌握力、力矩和力系的基本概念及其性质。能熟练地计算力的投影、力对点的矩和力对轴的矩。

(2) 掌握力偶、力偶矩和力偶系的基本概念及其性质。能熟练地计算力偶矩及其投影。

(3) 掌握力系的主矢和主矩的基本概念及其性质。掌握汇交力系、平行力系与一般力系的简化方法、熟悉简化结果。能熟练地计算各类力系的主矢和主矩。掌握重心的概念及其位置计算的方法。

(4) 掌握约束的概念及各种常见理想约束力的性质。能熟练地画出单个刚体及刚体系受力图。

(5) 掌握各种力系的平衡条件和平衡方程。能熟练地求解单个刚体和简单刚体系的平衡问题。

(6) 掌握滑动摩擦力和摩擦角的概念。会求解考虑滑动摩擦时单个刚体和简单平面刚体系的平衡问题。 (二)运动学

(1) 掌握描述点运动的矢量法、直角坐标法和自然坐标法,会求点的运动轨迹,并能熟练地求解点的速度和加速度。

(2) 掌握刚体平移和定轴转动的概念及其运动特征、定轴转动刚体上各点速度和加速度的矢量表示法。能熟练求解定轴转动刚体的角速度、角加速度以及刚体上各点的速度和加速度。

(3) 掌握点的复合运动的基本概念,掌握并能应用点的速度合成定理和加速度合成定理。

(4) 掌握刚体平面运动的概念及其描述,掌握平面运动刚体速度瞬心的概念。能熟练求解平面运动刚体的角速度与角加速度以及刚体上各点的速度和加速度。

(三)动力学

(1) 掌握建立质点的运动微分方程的方法。了解两类动力学基本问题的求解方法。

(2) 掌握刚体转动惯量的计算。了解刚体惯性积和惯性主轴的概念。

(3) 能熟练计算质点系与刚体的动量、动量矩和动能;并能熟练计算力的冲量(矩),力的功和势能。

(4) 掌握动力学普遍定理(包括动量定理、质心运动定理、对固定点和质心的动量矩定理、动能定理)及相应的守恒定理,并会综合应用。

(5) 掌握建立刚体平面运动动力学方程的方法。了解其两类动力学基本问题的求解方法。

(6) 掌握达朗贝尔惯性力的概念,掌握平面运动刚体达朗贝尔惯性力系的简化。掌握质点系达朗贝尔原理(动静法) ,并会综合应用。了解定轴转动刚体静平衡与动平衡的概念。

二、专题部分

(一) 虚位移原理

掌握虚位移、虚功的概念;掌握质点系的自由度、广义坐标的概念;会应用质点系虚位移原理。 (二) 碰撞问题

(1) 掌握碰撞问题的特征及其简化条件。掌握恢复因数概念

(2) 会求解两物体对心碰撞以及定轴转动刚体和平面运动刚体的碰撞问题。

材料力学

一、基础部分

材料力学的任务、同相关学科的关系,变形固体的基本假设、截面法和内力、应力、变形、应变。

轴力与轴力图,直杆横截面及斜截面的应力,圣维南原理,应力集中的概念。

材料拉伸及压缩时的力学性能,胡克定律,弹性模量,泊松比,应力-应变曲线。

拉压杆强度条件,安全因数及许用应力的确定。

拉压杆变形,简单拉压静不定问题。

剪切及挤压的概念和实用计算。

扭矩及扭矩图,切应力互等定理,剪切胡克定律,圆轴扭转的应力与变形,扭转强度及刚度条件。

静矩与形心,截面二次矩,平行移轴公式。

平面弯曲的内力,剪力、弯矩方程,剪力、弯矩图,利用微分关系画梁的剪力、弯矩图。

弯曲正应力及其强度条件,提高弯曲强度的措施。

挠曲轴及其近似微分方程,积分法求梁的位移,梁的刚度校核,提高梁弯曲刚度的措施。

应力状态的概念,平面应力状态下应力分析的解析法及图解法。

强度理论的概念,破坏形式的分析,四个经典强度理论。

组合变形下杆件的强度计算。

压杆稳定的概念,临界荷载的欧拉公式,临界应力,提高压杆稳定性的措施。

疲劳破坏的概念,影响构件疲劳极限的主要因素,提高构件疲劳强度的措施。

拉伸与压缩实验,弹性模量或泊松比的测定,弯曲正应力测定。

二、专题部分

杆件应变能计算,莫尔定理及其应用。

简单动载荷问题。

材料力学若干专题实验。

全国周培源大学生力学竞赛组委会

推荐第6篇:初中物理知识竞赛(力学部分)

孟老师物理知识竞赛试题二(力学部分)

物理知识竞赛试题(力学部分)

一、单一选择题(每小题3分,共33分)

1.摩托车做飞跃障碍物的表演时为了减少向前翻车的危险,下列说法中正确的是:

A.应该前轮先着地B.应该后轮先着地

C.应该前后轮同时着地D.哪个车轮先着地与翻车的危险没有关系

2.下列有关激光应用的说法中,错误的是:

A.利用激光进行室内照明B.利用激光进行通信

B.利用激光加工坚硬的材料D.利用激光进行长距离测距

3.从地面上看,通信用的地球同步卫星是静止不动的。它运行一周所用的时间是:

A.24小时B.23小时56分C.24小时4分D.24小时56分

4.我们能够分辨钢琴和小提琴的声音,这是因为它们发出声音的:

A.音调不同B.音色不同C.响度不同D.频率不同

5.一艘宇宙飞船关闭发动机后在大气层外绕地球飞行,飞船内可能出现的现象是:

A.物体的质量消失B.物体自由下落的速度变快

C.蜡烛正常燃烧D.水滴呈球形漂浮在空气中

6.山间公路往往环绕山坡,盘山而上,这样可以使上山的汽车:

A.提高功率B.提高机械效率

C.减小所需的牵引力D.减小所需的功

7.在抗洪救灾中,大堤上的许多人都身穿厚厚的“背心”,这种“背心”的主要作

用是:

A.能阻碍热传递,从而可以抵御风寒

B.跌倒或碰撞时减小其他物体对人体的作用力,起保护作用

C.不同的背心反射不同颜色的光,便于识别

D.以上说法都不对

8.车站上,坐在火车里的乘客从窗口发现有两列火车沿相反的方向运动,由此得出

的下列判断中错误的是:

A.乘客坐的火车和看到的两列火车中一定有两列在沿相反方向运动

B.乘客坐的火车可能在运动

C.三列火车可能沿同一方向运动

D.三列火车中可能有一列是静止的

9.航天飞机关闭发动机后正在太空中飞行。如果科学家要在其中进行实验,下列哪

些操作不能正常进行:

A.用温度计测温度B.用弹簧秤测力

C.用天平测质量D.用电子表测时间

10.有两个鸡蛋,一生一熟,让它们在光滑的水平桌面上以同样的速度同时开始转动:

A.生鸡蛋很快停止转动,熟鸡蛋转了一会儿才停止

B.熟鸡蛋很快停止转动,生鸡蛋转了一会儿才停止

C.两个鸡蛋都很快停止转动

D.两个鸡蛋都转了一会儿,然后同时停止

11.有一架飞机沿水平向左做匀速直线运动,每隔1秒钟从

飞机上轻轻释放一小球,当三只小球落下且均未落至地

面时,若不计空气阻力,则这三只小球在空中的排列情况应是下图中的哪一个:

二、填空(共28分,每空2分)

31.已知空气的密度为1.29千克/米,人体的平均密度与水的密度相当。质量为60千克

的人在空气中受到的浮力大约是__________牛。

2.地面上有一条大木杆,抬起A端需用力300牛,抬起B端需用力200牛。这条木杆的

_________端较粗,整个木杆的重量(所受的重力)为

_________牛。

3.如图所示,四个相同的玻璃瓶里装水,水面高度不同。

用嘴贴着瓶口吹气,如果能分别吹出“dou(1)”“ruai

(2)”“mi(3)”“fa(4)”四个音阶,则与这四

个音阶相对应的瓶子的序号是__________、________、

_________、________。

4. 小明同学放学回家,正碰上刮风下雨,他以18千米/时的速度由西向东快跑,此时他

发现了奇怪的现象,雨滴成竖直下落状态,请你确定,这时刮的是______风,风速是_____米/秒。

5.后轮驱动的汽车在平直路面上向前加速行驶时,地面对后轮的摩擦力方向是_______,

对前轮的摩擦力方向是________。

6.音乐厅正举行音乐会,男中音在放声高歌,女高音轻声伴唱,又有多种乐器伴奏,这

时男中音的________比女高音的大,而女高音的________比男中音的高。音乐会的声音我们听起来有丰富的立体感,这主要是由于人的听觉具有________效应。

三、简答下列各题(共14分)

1、

2.(4分)节日里氢气球飘向高空,越来越小,逐渐看不见了。设想,气球最后可能会怎样。根据你所学的物理知识作出预言,并说明理由。

3.(6分)要学好物理就要多动手实验。请你列举出用大塑料可乐瓶制成的三种物理实验器具,并简述制作过程及用它所演示的物理现象。

四、(10分)小英设计了一个实验,验证水的内部压强和水深的关系,所用的装置如图

所示,增加细管内的砂粒可以改变细管沉入水中的深度。

1.指出所需要的测量工具,并用字母表示需要测量的物理量。

2.逐条写出实验步骤。

3.根据测量的量导出在不同深度处计算压强的公式。

4.说明怎样通过实验结果判断水的内部压强是否与水深成正比。

五、(10分)公路路边每隔1千米有一个里程碑,标明公路起点到此碑的距离,单位是千

米。设计一种方法,利用里程碑和手表测量自行车以中等速度匀速行驶时的速度,并给出计算公式,计算结果以千米/小时为单位。为了减少测量中的误差,请你至少提出两点注意事项。

六、(6分)在趣味物理表演会上,小明展示了如图所示的蓄水和放水装置。如果原

来水箱是空的,注水时水箱中的水位高于哪点时排水口才有水

流出?如果原来水箱是满的,放水时水箱中的水位降到哪点时

排水口才停止出水?如果进水口不停地向箱中注水,但进水流

量较小,使得当出水口有水流出时,进水流量小于出水流量,

这种情况下排水口的水流有什么特点?

物理应用知识竞赛试题(力学部分)之答案

一.

1、B

2、A

3、B

4、B

5、D

6、C

7、D

8、A

9、C

10、A

11、C

二.

1、0.76

2、A,500

3、丙,乙,甲,丁

4、西,5

5、水平向前,水平向后

6、响度(或音量,声音),音调(或频率),双耳

三.

2、有两种可能。一是因为高空中的气体逐渐稀薄,压强降低,气球上升过程中,球内压强大于球外压强,气球不断膨胀,最后“爆炸”破裂。

另一是因高空的空气较稀薄,气球上升过程中所受浮力逐渐减小,当浮力等于重力时,气球上升的速度最大.然后,浮力小于重力,气球开始向上做减速运动.在气球的速度为零之后,又加速下落,浮力逐渐变大,当气球通过浮力等于重力的位置后,浮力大于重力,气球开始作向下的减速运动.在气球的速度减为零之后,又开始加速上升.如此反复,气球将在浮力等于重力这一特殊位置附近上、下往复运动.

3.①制作量杯 用实验室已有的量筒定量地向瓶中倒入水,并刻上刻度

②作液体侧压强实验器 在瓶的测壁不同的高度处扎等大的小孔,倒入水后,从水流的情况可以直观地反映液体内部的压强随深度的增大而增大.

③演示喷雾器 用细塑料管插入加盖的盛水可乐瓶,用手使劲捏可乐瓶,水会成雾状从细塑料管中喷出.

四.1.需要用的测量工具是直尺;需测量细管的直径 D和细管沉入水中的深度 H1,H2.

2.实验步骤:①测出细管的直径D;②在细管中加入少量砂粒,将细管放入盛有水的容器中,平衡后用直尺测出细管沉入水中的深度H1;③增加细管中的砂粒,再将细管放入盛有水的容器中,平衡后用直尺测出细管沉入水中的深度H2.

3.导出计算压强的公式。平衡时,细管(含砂粒)所受重力G管与所受浮力F浮相等,即

G管=F浮,

又G管=p1S=Dp1()2 2 F浮=V1水g(D2)H1g故得p1=H12水g

4.同样可证 p2=H2水g所以 p2H2p1H1 说明水的内部压强与水深是成正比的.

五.答:在自行车行驶过程中,选定一段比较平整的公路,先记下经过某一里程碑的时刻t1和里程

碑的标数L1,匀速行驶几千米之后,记下经过另一里程碑的时刻t2和里程碑的标数L2(t1和

t2均以秒计),则自行车行驶的速度为:v=3600(L2-L1)/(t2-t1)

为了减少误差,要做到:(1)车行速度稳定后才能记录t1和L1。

(2)使用有秒针的指针式手表或可以读秒的数字式手表。

(3)行驶距离应为几千米,不能太短或太长。

六.参考解答:注水时水位高于D点才有水流出,水位降到C点才停止出水。排水口会间歇式地放水。评

分标准:本题共5分。第一问2分,第二问2分,第三问1分。

推荐第7篇:借条孙培源律师范本

借条

本人因事由需向(身份证号:)借款¥(人民币大写:),借款每月利息为本金的%,不计复利。借款本金本人承诺于年月日一次性付清,借款利息于每月日按月支付。如本人逾期还款,将按借款利息的

1.5倍支付罚息,直至清偿全部债务(含罚息)为止。本人偿还借款及利息将由出借人出具收条证明或由银行凭证证明。上述借款在出具本借条的同时,已由出借人以下列第种方式给付本人,不另立据。

壹、现金方式。

贰、转账汇款方式,借款收款帐户信息如下:

户名:

开户行:

帐号:

借款人(签字及手印):

身份证号:

日期:

推荐第8篇:国培周心得体会

国培初中英语第二周心得体会

转眼已经进入本次培训项目的第二周,天气也逐渐转凉,但信阳师院内的树木依然葱茏,培训班内学员们的学习热情依然高涨。

本周学习过程中,我们先后聆听了十一位老师的讲座,更是有幸听取到蔡龙权教授的讲座,同时进行了三次磨课活动。

伴随着培训学习的逐步深入,我愈加感觉到自己需要成长的空间太大太大,需要弥补的知识是太多太多。

1.杨慧芳老师的《上一节生动有趣的英语课》,使我明白了作为初中阶段最为枯燥无味的英语语法课,完全可以可以转化为生动活泼、妙趣横生的英语课堂;陆守红老师的《阅读理解有效训练》让我看到了如何把无从把握的英语阅读训练转化为浪漫如诗一般的活动;信阳光彩实验中学黄庆友老师的讲座彻底扭转了我的价值观:英语教学绝对不止于简单的工作,她完全是我们的事业,只有把她当作事业,我们才能走的更远……每一位老师的讲座都会带来一次来自认知上的提升,视野的拓展,心灵的洗礼。

2.多多益善的新技术手段是提高我们专业素养的有效途径。杨慧芳老师在讲座过程中,向我们展示了大量的英语学习视频,这些都是她根据自己的教学需求,使用一款较为简单的视频编辑软件在平常的生活过程性中搜集而来。说其简单,是因为我在平常的日常生活中也经常接触到它,据说,半个小时就能简单操作,但是我从来不曾考虑过把它转化为自己的技术手段。如果教学中遇见需要哪些视频素材,都是随机地在网络上搜寻,结果就是,不需要的那些视频段落也被\"强制\"带来,课堂使用的时候无端浪费教学时间和教学情绪。其实不仅编辑软件如此,一体机、校园网络等新的教育元素大多都已经\"熟悉化\"到我的日常生活中,可是我还没有把他们熟练运用到自己的教学中,这不得不说是一种极大的资源浪费和对自己成长的不负责任。接下来我会首先把这些能接触到的教学资源实实在在地转化为自己的本领,然后逐渐扩展自己的认知范围,争取掌握较多的教学技术。

3.做一个研究型、学习型的教师。

英语教学不仅仅是一门学科教育,更是一门\"教\"的艺术。作为一名英语教师,必须要有听、说、读、写、画、唱、跳的基本功,教师自制教具,精心制作课件,通过创设情景、游戏教学等方法,寓教于乐,让课堂更生动、高效、鲜活。要达到这一效果,就不仅仅是需要我们扎实的基本功、丰富的经验而已,还要把经验通过调查分析、分类比较、总结归纳等手段予以深入研究,这就要求我们必须从简单的\"教者\"兼而成为\"研究者\",当然要研究还要有较高的理论和文化素养,要\"博览群书\",充实自我,不断为自己充电,不断反思自己。这些都需要我们不断学习、不断总结、不断研究创新,做一名研究型、学习型教师。

4.把教书当作自己的事业,而不仅仅只是工作。黄庆友老师能够在平凡普通的农村英语教学岗位上,逐步地成长为学校的教研组长,教科室主任直到现在的光彩实验中学的副校长、信阳市名师、骨干教师,这不是运气使然,是他踏实敬业,想别人想不到的,做别人不想做的,一步一个脚印走出来地。我们为什么平常很难做出成绩?那是因为我们把教书当作了自己的工作,也仅仅是\"工作\"而已!完成领导布置的任务,做哪些日复一日重复性的劳动,被动地去想一些问题……永远满足于完成任务,永远局限在重复性工作中,没有抽出也不愿抽出一丁点的时间去思考、改进、突破,那么怎么会取得进步,获得成绩呢?只有把教书当作自己的事业,才能去主动地思考改进,探索创新,做出一番不一样的成绩来。

推荐第9篇:1992年第二届全国青年力学竞赛材料力学试题

1992年第二届全国青年力学竞赛材料力学试题

考区 学校 姓名

一、图1表示一等截面直梁,其左端固支,而右端铰支并在跨度中点承受集中载荷P,力P作用于梁的对称面内,材料服从胡克定律,且弹性模量E,许用应力、梁的跨长L、截面惯矩I与抗弯模量W均为已知。

1.确定铰支端反力RB。(2分)

2.确定梁危险截面的弯矩 M。(3分)

3.确定许用载荷P(3分)

4.移动铰支座在铅垂方向的位置,使许用载荷P为最大。试求此时铰支座B 在铅垂方向的位移B(4分)与最大许用载荷Pmax。(4分)

二、图2表示一副双杠,它的每一根横梁系由两根立柱支撑,设两柱之间的跨长为l;每一横梁具有两个外伸段,设每一外伸段长度均为a。假定运动员在双杠上做动作时,在每一根横梁上只有一个力的作用点,力的作用线垂直于横梁,而且力的大小与作用点的位置无关。试决定在双杠设计中,l与a的最佳比值,该比值使横梁重量为最轻,横梁与立柱的连接为铰接。l/a的最佳比值为多少?(8分)

三、图3表示一等截面直梁的横截面,它是Z字形的。该梁受纯弯曲,材料服从胡克定律,且截面的惯性矩Ix与

Iy以及惯性积

Ixy均为已知。假定中性轴垂直于截面的腹板,即与x轴相重合,试确定弯矩矢量与x轴之夹角。(8分)

四、图4表示一匀质、等厚矩形板,承受一对集中载荷P,材料服从胡克定律,弹性模量E与泊松系数v均为已知。设板具有单位厚度,试求板的面积A的改变量A。(8分)

五、为了在图5所示A与B两个固定点之间产生张力,人们常在这两点之间绷上两根绳子,然后从中点C绞紧。现设绳子的横截面为圆形,其半径为r,绳子材料的弹性模量E。假定在绞紧过程中A与B两点间的距离2l保持不变,绳子的横截面形状与大小保持不变, 同时在绞紧前,绳子的初始张力为零。试求为了使A与B之间的张力达到P所必需的绞紧围数n。设2rnl。(8分)

六、图6表示一等直杆,承受单轴均匀拉伸。变形前杆长为L0横截面面积为A0在拉力为P时,杆长为L,横截面面积为A。材料进人塑性,可以略去弹性变形并假定杆件体积不变。这时轴向应变与横截面应力的关系具有如下的幂函数形式:k。 式中,k与n均为材料已知常数且n>1。

1.试求当拉力P达到极大值时杆的长度L(8分)

2.试求该拉力 P的极大值Pmax。(4分)

七、图7表示两端固定的圆截面杆,其AB段为实心杆,BC段为空心杆,即圆管。两段杆材料相同。在杆的截面 B处作用力偶矩M,在线弹性条件下,当许用力偶矩M达到最大值时,两段长度比l1/l2?(8分)。

*n

八、图8表示一根悬臂矩形截面等直弹性梁,在自由端固定一集中质量M。在梁的上表面撒了一些细沙粒,静平衡位置梁的挠度忽略不计。首先,给该梁自由端以初始向下的铅垂位移。然后,突然放松使梁产生振动。已知梁的截面惯性矩为I,长度为l,弹性模量 为E,不计梁和沙粒质量对振动的影响。集中质量M的转动惯量亦略去不计。重力沿g轴的负方向,重力加速度为g,试求:

1.梁的固有频率。(3分)

2.在梁振动任意时间t时x截面的弯矩M(x,t)。(3分)

3.在梁振动时,如果有一个位置(见图8),当沙粒坐标时,沙粒将跳离该梁,试写出确定的条件(如由方程确定,可不解方程,只作说明)(3分) 4.梁上总有沙粒跳离该梁的条件是,?(3分)

九、图9表示由铅垂刚性杆和两根钢丝绳组成的结构,刚性杆上端受铅垂压力P、钢丝绳的横截面面积为A、弹性模量为E,钢丝绳的初拉力为零。设结构不能在垂直于图面方向运动。试求该结构的临界载荷Pcr。(8分)

**

十、图10表示由五根等直杆与刚性梁 AB组成的平面结构。各杆的弹性模量E、横截面面积 A、长度l与间距 b均相同且已知。在刚性梁上距杆 1为a(2b)处作用一铅垂载荷P,今欲通过电测方法测定P和a的值。试

1.给出最佳贴片方案:

应变片的片数;(2分)应变片各贴在何处。(2分)

2.给出P和a与测得的应变值i(i为杆的编号)的关系式。 P?;(4分)a=?。(4分)

推荐第10篇:中国古代力学

中国古代力学

摘要:在古代中古,我们的祖先就已经利用力学原理来解决生活军事当中的问题。本文阐述了古代书籍、诗歌、谚语,以及古代的杠杆原理,火炮、磨、地动仪建筑等方面对力学的应用。

关键词:杠杆原理 引力 作功 惯性 张力 杠杆原理应用

杠杆的使用或许可以追溯到原始人时期。当原始人拾起一根棍棒和野兽搏斗,或用它撬动一块巨石,他们实际上就是在使用杠杆。石器时代人们所用的石刃、石斧,都用天然绳索把它们和木柄捆束在一起;或者在石器上凿孔,装上木柄。这表明他们在实践中懂得了杠杆的经验法则:延长力臂可以增大力量。

杠杆在中国的典型发展是秤的发明和它的广泛应用。在一根杠杆上安装吊绳作为支点,一端挂上重物,另一端挂上砝码或秤锤,就可以称量物体的重量。古代人称它“权衡”或“衡器”。“权”就是砝码或秤锤,“衡”是指秤杆。迄今为止,考古发掘的最早的秤是在长沙附近左家公山上战国时期楚墓中的天平。它是公元前四到三世纪的制品,是个等臂秤。不等臂秤可能早在春秋时期就已经使用了。古代中国人还发明了有两个支点的秤,俗称铢秤。使用这种秤,变动支点而不需要换秤杆就可以称量比较重的物体。这是中国人在衡器上的重大发明之一,也表明中国人在实践中完全掌握了阿基米德杠杆原理。

《墨经》一书最早记述了秤的杠杆原理。《墨经》把秤的支点到重物一端的距离称作“本”(今天通常称“重臂”),把支点到权一端的距离称作“标”(今天称“力臂”)。《墨经·经下》中说:第一,当重物和权相等而衡器平衡时,如果加重物在衡器的一端,重物端必定下垂,第二,如果因为加上重物而衡器平衡,那是本短标长的缘故:第三,如果在本短标长的衡器两端加上重量相等的物体,那么标端必下垂。 引力的应用

中国人早在汉代就注意到月亮运行同潮汐的关系。宋代燕肃指出,当月在子时或午时经过子午线,潮最高;当月在卯时或酉时经过子午线,潮最低。余靖指出,春夏日潮大,秋冬夜潮大。沈括提出潮汐时间与具体观察地点有关,指明“去海远,即须据地理增添时刻”。

作功的应用

滑轮,古代人称它“滑车”。应用一个定滑轮,可改变力的方向;应用一组适当配合的滑轮,可以省力。滑轮的另一种形式是辘轳。把一根短圆木固定于井旁木架上,圆木上缠绕绳索,索的一端固定在圆木上,另一端悬吊水桶,转动圆木就可提水。只要绳子缠绕得当,绳索两端都可悬吊木桶,一桶提水上升,另一桶往下降落,这就可以使辘轳总是在作功。 惯性原理

张恒地动仪原理,据学者们考证,张衡在当时已经利用了力学上的惯性原理,“都柱”实际上起到的正是惯性摆的作用。都柱就是倒立于仪体中央的一根铜柱,八道围绕都柱架设。都柱竖直站立,重心高,一有地动,就失去平衡,倒入八道中的一道。八道中装有杠杆,叫做牙机。杠杆穿过仪体,连接龙头上颌。都柱倾入道中以后,推动杠杆,使龙头上颌抬起,将铜丸吐出,起到报警作用。 古代建筑

中国的建筑具有独特的结构。几千年来,建筑物大都采用木结构形式,整个屋顶的重量由一系列木柱和横梁承载,并由一系列斗拱维持力的平衡,而墙不起承重作用。这种木结构各个接头的内摩擦具有阻尼作用,斗拱和横撑能制止水平运动,因此建筑物能抵御地震一类的灾害。斗拱结构又能均匀地分配屋顶重量,使各层承载木料之间接触面增大,从而缩短横梁跨度,减小挤压应力和弯曲应力。 张力的应用

抛石机在古代是一种攻守城池的有力武器,用它可抛掷大块石头,砸坏敌方城墙和兵器;而越过城墙进入城内的石弹,可杀伤守城的敌兵,具有相当的威力。这种抛石机除了抛掷石块外,还可以抛掷圆木、金属等其它重物,或用绳、棉线等蘸上油料裹在石头上,点燃后发向敌营,烧杀敌人。抛石机的原理非常简单,它实际上是一种依靠物体张力(如竹、木板弯曲时产生的力)抛射弹丸的大型投射器。

明代宋应星在《天工开物》一书中描述了测量弓力的方法:“以足踏弦就地,秤钧搭挂弓腰,弦满之时,推移秤锤所压,则知多少。”书中还记述了风帆与船横面的比例对风力的影响,风帆高度与受力大小的关系;详细分析了“抢风”(风从横面来)的风向、航向和张帆方向之间的关系;论述了舵的长短对航力大小、舵的方向对船的运动方向的影响。 磨在中国古代的发展可以看作力学史的一个缩影。早在新石器时代,人们已用两块石头的相对平动,或用一根圆石柱在另一块石板上滚动辗压谷物,或用杵捣碎放进臼内的谷物。《桓子新论》写道:“宓牺之制杵舂,万民以济,及后人加巧,因延力借身重以践碓,而利十倍。杵舂又复设机关,用驴驘牛马及役水而舂,其利乃且百倍。”这记载表明了从最古老的杵舂,到脚踏舂、畜力舂和水力舂的发展。而水力舂至迟在西汉时期已很普遍。东汉初,杜诗(?~38)制造了水力鼓风设备,即水排,它以水作动力,利用水轮、立轴、连杆、曲柄等构件将水轮的圆周运动转变成风箱拉手的往复直线运动。水排包括动力机械、传动机械和工作机械三个组成部分,在机械结构上水排比水磨更复杂,而原理相同。估计水磨当与水舂或水排同时出现。早期的磨只在磨盘上加一根直柄,推磨者必须围绕磨石旋转。后来在直柄上又加上一曲柄,将手的往复直线运动转变成磨的旋转运动。

1.水平不流,人平不言。 连通器的原理。

2.软也是水,硬也是水。

因为水具有流动性,所以水是软的。又因为分子之间存在着斥力,难以压缩,所以水是硬的。

3.绳锯木断,水滴石穿。

因为细绳与木块,水与石头接触时受力面积极小,产生的压强极大,所以绳可以把木块锯断,水可以把石头滴透。

4.墙角数枝梅,凌寒独自开。遥知不是雪,为有暗香来。

物体内的分子都在永不停息的作无规则的运动。这是气体分子的扩散现象。 5.苹果离树,不会落在远处。

因为重力方向是竖直向下的,所以苹果离树,不会落在远处。 6.爬得高,跌得重。

因为被举高的物体都具有重力势能,并且举得越高,重力势能越大,所以爬得高,跌得重。

7.船到江心抛锚迟,悬崖勒马早已晚。

一切物体都有惯性,即保持原有运动状态不变的性质。所以说船到江心很难停下。

8.小小竹排江中游,巍巍青山两岸走。

物体运动的相对性,物体是运动还是静止取决于所选的参照物。 9.小小称砣压千斤

根据杠杆平衡原理,如果动力臂是阻力臂的几分之一,则动力就是阻力的几倍。如果秤砣的力臂很大,那么“一两拨千斤”是完全可能的。

10.人心齐,泰山移。

如果各个分力的方向一致,则合力的大小等于各个分力的大小之和。 11.麻绳提豆腐──提不起来。

在压力一定时,如果受力面积小,则压强就大。 12.坐地日行八万里

由于地球的半径为6370千米,地球每转一圈,其表面上的物体“走”的路程约为40003.6千米,约8万里。这是毛泽东吟出的诗词,它还科学的揭示了运动和静止关系──运动是绝对的,静止总是相对参照物而言的。

13.如坐针毡

由压强公式可知,当压力一定时,如果受力面积越小,则压强越大。人坐在这样的毡子上就会感觉极不舒服。

14.人往高处走,水往低处流。

水往低处流是自然界中的一条客观规律,原因是水受重力影响由高处流向低处。

15.鸡蛋碰石头──自不量力。

鸡蛋碰石头,虽然力的大小相同,但每个物体所能承受的压强一定,超过这个限度,物体就可能被损坏。鸡蛋能承受的压强小,所以鸡蛋将破裂。

16.洞中方一日,世上已千年。 根据爱因斯坦的相对论,在接近光速的宇宙飞船中航行,时间的流逝会比地球上慢得多,在这个“洞中”生活几天,则地球上已渡过了几年,几十年,甚至几百年,几千年。

第11篇:切削力学

摘要

本文主要讲述了绝热剪切带的形成及对其研究的发展过程,并总结了其在各个领域所起的作用,从材料热粘塑性本构失稳形成绝热剪切带及其扩展规律,绝热剪切带内的组织结构特征及其演化机制,以及计算机数值模拟技术在材料绝热剪切研究中的应用等,指出了研究发展的趋势以及尚未解决的问题。

关键词:绝热剪切带

发展规律

模拟技术

发展趋势

一 概述

绝热剪切带是材料或构件内剪应变高度集中的狭窄区域,是高应变率加载条件下材料变形、断裂的特殊机制。绝热剪切带是一个剪切变形高度局域化的窄带形区域,宽度一般为10~102Lm量级,在剪切带内可产生101~102量级的剪应变,应57 123变率可达10~10s,温升可达10~10K,由于周围存在大量相对较/冷的基体,因此ASB内的材料还要经受极快的冷却速率。绝热剪切带形成过程主要分为以下几个阶段: (1)刀具挤压,刀尖前方的工件材料向上隆起,刀尖处发生较大的变形; (2)靠近刀尖处的材料继续变形,逐渐形成一个小的变形区域; (3)刀尖前方的变形区域不断变大,并斜向上扩展; (4)变形区逐渐变窄,并扩展至切屑自由表面,整个变形区开始集中剪切滑移变形,绝热剪切带初步形成;

(5)锯齿节块沿着剪切带向上滑移,剪切带变窄变密;

(6)剪切带变成一个狭窄的很大的连接区,变形高度集中并发生弯曲.所谓绝热,其实是一个近似的说法,由于材料的高速变形,因此整个变形过程的时间是很短的,在如此短的时间内,绝大部分(90%左右)的塑性功转化为热量并且来不及散失,所以近似认为在这样高应变速率下的变形过程为绝热过程。因此,材料在高应变、高应变速率条件下的变形特点就由两个互相竞争的因素来决定:一是由于应变增加导致的加工硬化效应,二是由于绝热温升而引起的热软化效应,还存在应变率强化效应。当热软化作用占优时,材料就会发生所谓热塑失稳,使剪切变形集中在很窄的区域里发生,这一区域和周围基体的变形量相差很大,此变形局域化区域就是通常所说的绝热剪切带。绝热剪切现象普遍存在于包括金属、金属 玻璃与工程塑料等材料的侵彻穿靶、爆炸破片、高速冲压与成型、切削加工等动态变形过程中。研究绝热剪切有很大用处,如绝热剪切是装甲材料主要失效方式之一;制造动能穿甲弹的材料要求具有较强的绝热剪切敏感性;爆炸载荷加载下薄壳的破坏形式主要为绝热剪切破坏,断裂时间、破片尺寸分布等特征参数均与绝热剪切有着密切的联系。正是由于绝热剪切变形局部化研究的重大理论价值和直接工程应用背景,美国和俄罗斯等一些军事强国在其军方的大力支助下,开展了长期大量卓有成效的研究工作,较有代表性的是Wright所在的研究小组在美国军方研究中心和美国海军支助下取得了大量研究成果,于2002年出版了有关绝热剪切变形局部化数学物理问题的专著。在我国,这方面的研究也在进行,中国科学院力学研究所、中国科学技术大学和北京理工大学等科研机构和高等院校都进行了一些有意义的工作。

二 绝热剪切现象发展过程

1878年,Henri Tresca是第一个对绝热剪切变形局部化进行研究的科学家。1944年,Zener和Hollomon首次把绝热剪切变形局部化解释为材料的热塑性失稳,深入的研究才得以进行。1944年首次发现绝热剪切现象以来,国内外专家学者已在ASB的研究方面作出了不懈的努力,总结起来,主要有以下3个方面的工作: 第一,力学工作者主要着眼于剪切变形局域化本构失稳模型的描述,探寻材料本构失稳形成ASB的临界条件和ASB的扩展规律; 第二,冶金和材料工作者主要着眼于绝热剪切带内的微观组织结构特征及演化规律,以及影响变形局域化产生和发展的冶金因素; 第三,近些年来,随着计算机软、硬件技术的发展,利用计算机数值模拟技术来研究绝热剪切行为已变得非常活跃,如应用有限元方法来求解ASB内应力场、温度场,模拟ASB内组织演化过程等。

2.1 材料本构失稳形成ASB的研究

材料的本构关系就是指在一定的微观组织下,材料的流变应力对由温度、应变、应变速率等热力学参数所构成的热力学状态所作出的响应。与材料和加载方式有关,通过对各种材料在不同的加载条件下进行测试得到响应规律后进行总结,把材料分为弹塑性,刚塑性和粘塑性和热粘塑性等几类。

由于高应变率加载和所造成的绝热温升,高应变率下材料的本构关系和准静态条件下相比有着很大的差异。一般材料(除混凝土等极少数材料)都会由于温升而造成材料性能劣化,材料一般也都具有粘性特征,大多数材料都存在应变率硬化现象。在高应变率材料本构关系研究的基础上,各国科学家开展了大量的绝热剪切变形局部化失稳判据研究。材料绝热剪切变形局部化失稳的影响因素主要有两个方面,一方面是材料本身的力、热性能参数,如材料密度、屈服强度、热容、热软化系数和热传导系数等;另一方面是应变、应变率和温度等外界因素。Grady提出绝热剪切带韧度概念,北京理工大学的研究人员在Grady的绝热剪切带韧度概念的启发下,提出了采用绝热剪切带扩展能来表征材料绝热剪切敏感性的初步思路,并建立了相应的较为完善的测试方法。

由于高应变率加载和所造成的绝热温升,高应变率下材料的本构关系和准静态条件下相比有着很大的差异。一般材料(除混凝土等极少数材料)都会由于温升而造成材料性能劣化,材料一般也都具有粘性特征,大多数材料都存在应变率硬化现象。

在高应变率材料本构关系研究的基础上,各国科学家开展了大量的绝热剪切变形局部化失稳判据研究。材料绝热剪切变形局部化失稳的影响因素主要有两个方面,一方面是材料本身的力、热性能参数,如材料密度、屈服强度、热容、热软化系数和热传导系数等;另一方面是应变、应变率和温度等外界因素。

Grady提出绝热剪切带韧度概念,北京理工大学的研究人员在Grady的绝热剪切带韧度概念的启发下,提出了采用绝热剪切带扩展能来表征材料绝热剪切敏感性的初步思路,并建立了相应的较为完善的测试方法。

2.2 ASB内组织结构的一般特征和演化规律

随着电子显微技术的发展,到20世纪70年代初,已经开始用透射电镜技术研究ASB内的微观精细结构。近10年来,更是由于各种暗场、衍射分析技术的完善和提高,使人们对ASB内的精细组织结构有了更深刻的认识。根据绝热剪切带内组织是否发生相变,可将其分为两类:形变带和相变带。在纯金属中产生的绝热剪切带大多都属于形变带,而相变带则经常产生于钢铁、铀合金及钛合金中。大多数绝热剪切带的微观组织都具有共同的特征:中心都为细小的等轴晶,这与基体组织有较大差异。此外,从基体到绝热剪切带中心,微观组织是逐渐变化和过渡的。一般认为,绝热剪切带形成过程中微观组织演化主要包括:原始组织的重新取向、碎化和各种缺陷、亚结构的形成,并伴有局部的温度升高,剪切带中心应变最大,温度最高,演化成

以等轴晶为基的组织;从带中心到基体应变和温度都逐渐减小,微观组织的变化主要体现在原始组织的重新取向、碎化程度逐渐减小、位错等缺陷密度逐渐降低。

2.3 有色金属及其合金中ASB的内部组织特征及演化规律

目前焦点主要集中在:第一,所观察到的细晶组织是否发生了再结晶;第二,在绝热剪切变形条件下,是什么样的再结晶机制在起作用。目前,适用于静态退火条件下的再结晶机制,如应变诱导晶界迁移机制,认为已存在的大角度晶界两边的位错密度的不同,是使晶界迁移的驱动力,并导致再结晶形核;另外一个是亚晶合并机制,这种机制认为通过亚晶的形成和转动,来消除能量不稳定的低角度晶界,而产生更大的亚晶,同时在亚晶之间产生更大的取向差,形成大角度晶界,最后形成新的再结晶晶粒。

2.4 计算机数值模拟技术在材料绝热剪切研究中的运用

随着计算机软、硬件技术的发展以及数值计算方法的不断改进,使得数值模拟技术在材料科学中的应用越来越广泛。有限元法(FEA,Finite Element Analysis)的基本概念是用较简单的问题代替复杂问题后再求解。它将求解域看成是由许多称为有限元的小的互连子域组成,对每一单元假定一个合适的近似解,然后推导求解这个域总的满足条件,从而得到问题的解。这个解不是准确解,而是近似解,因为实际问题被较简单的问题所代替。由于大多数实际问题难以得到准确解,而有限元不仅计算精度高,而且能适应各种复杂形状,因而成为行之有效的工程分析手段。有限元分析是对于结构力学分析迅速发展起来的一种现代计算方法。它是50年代首先在连续体力学领域--飞机结构静、动态特性分析中应用的一种有效的数值分析方法,随后很快广泛的应用于求解热传导、电磁场、流体力学等连续性问题。有限元分析软件目前最流行的有:ANSYS、ADINA、ABAQUS、MSC四个比较知名比较大的公司。

数值模拟的基本原理:金属成形过程是一个弹(粘)塑性变形过程,有时在这个过程中还伴有明显的温度和微观组织变化。从物理角度来看,无论这个过程多么复杂,总可以通过一组微分方程以及相应的边界条件和初始条件表示出来。这组微分方程以及边界条件和初始条件可以根据固体力学、热力学和材料科学的基础理论建立起来。通常,这组微分方程的基本未知量是试样各点的位移、温度和一些用于描述微观组织的物理量。Kobayashi首先在变分原理的基础上导出了刚粘塑性有限元列式,从此,粘塑性有限元法得到了很大的发展目前已开发出的大型实用化有限元计算程序可概括为两类基本方法,即分别是基于Lagrange参考系和基于Euler参考系而得到的控制方程方法。对ASB的数值模拟研究主要集中在拟合本构方程、估算绝热温升、ASB产生与扩展以及内部组织演化等方面,其中建立材料本构方程是最基础的一步。Kuriyama和Meyers[39]等建立了绝热剪切带扩展的数值计算模型,利用该模型及有限元方法建立了剪切带尖端的应力应变分布与宏观变形量的函数关系。分析结果表明,绝热剪切带的扩展存在两个阶段:在较低冲击速度条件下,剪切带扩展速度强烈依赖于冲击速度;而在冲击速度逐渐增大的情况下,剪切带扩展速度趋向于某个饱和值。在ASB内部组织演化方面的模拟工作也取得了一些进展,结合绝热温升和再结晶动力学的计算来预测ASB内组织变化是目前研究的热点。

三 绝热剪切实验的模拟

成功模拟绝热剪切的损伤破坏过程的关键在于微孔洞损伤演化方程的正确建立。在理想损伤系统近似下,延性损伤系统的微观变量可取为微孔洞的体积,该损伤系统可以由一维相空间{v}来描述.但为了简单起见,我们将把微损伤在相空间的连续分布等效和简化为某统计性质.同时因孔洞的成核机制很复杂,封加波分析了微孔洞的成核和微孔洞的长大对损伤发展的贡献,并指出当载荷较强时,孔洞的长大效应将对损伤函数的演化起主导作用,因而在冲击载荷条件下可以忽略孔洞成核效应对损伤演化的贡献。关于绝热剪切带中微孔洞损伤发展所需的能量来源,塑性功大部分转化为导致温升热功能,并促成材料热软化和塑性流动进一步加速,另一部分则直接转化成微缺陷发展所需提供的能量。

为了建立与绝热剪切过程相应的损伤演化方程,本文提出如下假设: (1)孔洞长大过程中因表面积增加所需之表面能,由孔洞周围所在的单元介质产生的一部分塑性功提供。

(2)微孔洞长大的阈值条件由等效塑性应变EP来衡量。 (3)忽略成核效应.关于塑性局域变形中部分塑性功直接转换成微缺陷发展所需提供的能量的思想,提出了一种绝热剪切带中反映微损伤发展特性的损伤演化方程,并将之嵌入含损伤热粘塑性本构关系和高速冲击软件HVP之中,成功模拟了钨合金圆台形试件在SHPB实验中的绝热剪切带发展过程和钨合金弹侵彻钢靶时的绝热剪切冲塞过程.计算结果和实验结果的良好符合说明本文所提出的损伤演化方程、含损伤热粘塑性本构关系和计算方法是合理的,为进一步更细致和更精确地刻画绝热剪切损伤的发生发展和破坏过程打下了良好的基础.四 研究应用举例

4.1 穿甲侵彻过程中靶板内绝热剪切带研究

在开坑和冲塞阶段,弹体能量以弹、靶破碎和冲塞崩落的方式消耗,不产生绝热剪切带。在稳定侵彻阶段,可达到绝热剪切带需要的应变量,从而产生绝热剪切带,且呈稀疏状分布,绝热剪切带与侵彻方向大约成45b夹角。

在假定的条件下,计算得到30CrMnMo装甲靶板产生绝热剪切带的临界剪应变为0147,产生绝热剪切带的临界温度为391e,并得到了绝热剪切带内的剪应力和剪应变、温度和剪应变关系曲线。

4.2切削高强度结构钢形成的绝热剪切带

(1)绝热剪切带和基体之间组织形态是渐变的.剪切带内是细化的等轴晶组织,过渡区经历大塑性变形。

(2)绝热剪切的硬度接近淬火马氏体硬度,切削速度对硬度影响不大。 (3)绝热剪切带中心为马氏体组织,并含有少量V-Fe5C2和Fe3C碳化物及奥氏体。过渡区内是变形后的马氏体板条组织,板条之间分布有高密度的位错。

(4)观察和分析结果表明,绝热剪切带形成经历了马氏体相变、碳化物析出及动态再结晶等过程。实验切削条件下得到的绝热剪切带属于相变带。

4.3 正交切削切屑形成中绝热剪切行为

(1)在切削过程中,随着切削速度的提高和刀具前角的减小,ASB的产生并发展,切屑由带状切屑y形变带型锯齿形切屑y转变带型锯齿型切屑y断裂型切屑。切削速度是影响这一转化过程的主要因素。

(2)工件材料的硬度也是影响绝热剪切过程的主要因素之一。回火硬度高的材料绝热剪切的临界切削速度低于回火硬度低的材料。在切削速度较小的情况下,绝热剪切带的形成和发展对回火硬度的提高更敏感。

(3)ASB内显微硬度值高于切屑基体。切削速度增大,形变带内的硬度相应增加。切削速度和回火硬度对转变带的硬度影响不大。 (4)ASB的SEM观察表明,形变带由大变形组织构成。转变带内组织是渐变的,中心区为细晶组织,带中心和基体之间是形变过渡区。转变带形成过程中经历了大塑性变形和组织细化。

4.4 高速切削锯齿形切屑内绝热剪切带微观特征研究

(1)高速切削30CrNi3MoV高强度合金钢形成的锯齿形切屑第一和第二变形区内形成了绝热剪切带和白层。绝热剪切带分成两类即在较低切削速度下形成的形变带和高速下形成的转变带。

(2)转变带内的硬度高于形变带和切屑基体,并达到了淬火马氏体硬度。对剪切带内温升的计算表明,转变带的硬度来自于相变硬化。

(3)白层的X射线衍射分析结果表明,白层内发生了非扩散性的马氏体相变。 (4)TEM观察发现,形变带内为经历了大塑性变形的回火马氏体组织。转变带是由尺寸为50~100 nm的等轴晶组成,转变带中心区在形成过程中发生了动态再结晶。

五 研究中存在的问题及发展趋势

5.1 热粘塑性本构关系研究中的问题

在热粘塑性本构关系的研究方面,也远没有达到很完善的程度。目前的关于热粘塑性本构关系的模型很大程度上就是对实验数据的数值拟合,而并非更多地依赖于金属变形本质。由于这种现状,使得现有本构模型只在一个较窄的范围内有意义,还不能完全达到代替实验进行预报的程度。

5.2 ASB内部组织演化及相变研究中的问题

在ASB内部组织结构的研究方面,目前主要有两个非常突出的问题: 第一,有色金属及合金中绝热剪切带内组织演化机制问题。例如在对Cu中的绝热剪切带进行了TEM和衍射分析后,发现越靠近ASB中心,其衍射花样就越接近环形,这就表明这些细小等轴晶的晶粒取向差较大, 但他将产生较大取向差的原因归结于剪切带内晶粒为适应变形而发生的自身旋转, EBSD的测量结果表明, ASB内存在的变形板织构也能产生类似的环状衍射花样,于是认为出现环状衍射花样并不是发生了动态再结晶的充分证据。因此,重新考察ASB内存在的细晶状态是很有必要的,这个验证过程可能要引入综合的测试手段,进行更深入的研究,才能得出令人信服的结论。

第二,就是钢中绝热剪切带演化机制的争论。ASB内的微观组织演化只能通过高度变形和伴随的绝热温升共同作用来完成,其相应的演化机制应为动态回复、动态再结晶和应变诱导相变。在钢中由于试验条件、试样的几何形状及材料成分、原始组织的不同,都会使绝热剪切时局部应变、应变率和绝热温升有较大的差异,此外不同条件下的绝热剪切还会使相变温度较之平衡条件下发生不同程度的偏离。由于钢中诸多复杂性因素的影响,其绝热剪切带演化机制也较之有色金属及合金的更复杂,目前认识还无法统一,争论还将持续下去。

5.3 ASB数值模拟研究中的问题

数值模拟方面的研究,主要问题是在物理模型的建立上。ASB内部组织的演化机制还有待于进一步研究,因而也限制了用数值方法模拟其组织演化过程。另外就是数值算法的改进和网格重划问题。通常地,绝热剪切带的形成和发展过程是预先不知道的,事先画好的网格在变形高度集中后会发生严重畸变,而可能导致计算失稳,使计算不能继续下去,因此,在有可能产生应变集中的区域还应考虑网格重划或事先增加网格密度等特殊方法。

5.4该领域的研究趋势展望

目前在ASB研究中,主要有如下发展趋势:

首先,要改进基于位错动力学的本构关系模型,发展包含微观组织变化的材料热粘塑性动态本构方程,达到宏观与微观的耦合。然后还要建立和完善材料处于热塑失稳区的物理力学模型,以及在不同温度环境和高应变速率下金属材料的失稳机制和物理力学描述。另外,材料的宏观损伤和失效是大量微损伤演化的结果,绝热剪切带是材料微损伤的一种,又主要产生于压应力、剪应力及复合应力之下,因而不同于一般的微损伤(如微孔洞、微裂纹等),因此,怎样从整体上认识绝热剪切带的演化,就成为我们研究动态载荷材料失效的一个必须解决的问题。

继续深入研究ASB内部精细结构和微观晶体取向,确认组织类型,弄清ASB内组织、织构的演化规律,尤其是高应变、高应变速率下的相变和动态再结晶机制。材料的绝热剪切现象是普遍存在的,尤其在军事领域中,其发生频度更高,弄清ASB的微观结构及组织演化规律,具有重大的理论和实际意义。

在材料热粘塑性动态本构方程的研究基础上,进一步发展有限元方法和其它一些数值计算方法,使之能够模拟出ASB的产生、发展及内部组织演化过程,最终便于我们事先预知材料的绝热剪切行为。

参考文献

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第12篇:弹性力学

弹性力学也称弹性理论,主要研究弹性体在外力作用或温度变化等外界因素下所产生的应力、应变和位移,从而解决结构或机械设计中所提出的强度和刚度问题。在研究对象上,弹性力学同材料力学和结构力学之间有一定的分工。材料力学基本上只研究杆状构件;结构力学主要是在材料力学的基础上研究杆状构件所组成的结构,即所谓杆件系统;而弹性力学研究包括杆状构件在内的各种形状的弹性体。弹性力学是固体力学的重要分支,它研究弹性物体在外力和其它外界因素作用下产生的变形和内力,也称为弹性理论。它是材料力学、结构力学、塑性力学和某些交叉学科的基础,广泛应用于建筑、机械、化工、航天等工程领域.弹性力学问题的求解主要是基于以下几个理论基础。1.Newton定律

弹性力学是一门力学,它服从Newton所提出的三大定律,即惯性定律﹑运动定律,以及作用与反作用定律。质点力学和刚体力学是从Newton定律演绎出来的,而弹性力学不同于理论力学,它还有新假设和新定律。 2.连续性假设

所谓连续性假设,就是认定弹性体连续分布于三维欧式空间的某个区域之内,与此相伴随的,还认定弹性体中的所有物理量都是连续的。也就是说,我们将假定密度、位移、应变、应力等物理量都是空间点的连续变量,而且也将假定空间的点变形前与变形后应该是一一对应的。

3.广义Hooke定律 所谓广义Hooke定律,就是认为弹性体受外载后其内部所生成的应力和应变具有线性关系。对于大多数真实材料和人造材料,在一定的条件下,都符合这个实验定律。线性关系的Hooke定律是弹性力学特有的规律,是弹性力学区别于连续介质力学其他分支的标识。

Newton定律、连续性假设和广义Hooke定律,这三方面构成了弹性力学的理论基础。

弹性力学作为固体力学学科的一个分支,弹性力学的基本任务是研究弹性体由于外力载荷或者温度改变,物体内部所产生的位移、变形和应力分布等,为解决工程结构的强度,刚度和稳定性问题作准备,但是并不直接作强度和刚度分析。

构件承载能力分析是固体力学的基本任务,但是对于不同的学科分支,研究对象和方法是不同的。弹性力学的研究对象是完全弹性体,包括构件、板和三维弹性体,比材料力学和结构力学的研究范围更为广泛。

弹性是变形固体的基本属性,而“完全弹性”是对弹性体变形的抽象。完全弹性使得物体变形成为一种理想模型,以便作进一步的数学和力学处理。完全弹性是指在一定温度条件下,材料的应力和应变之间具有一一对应的关系。这种关系与时间无关,也与变形历史无关。

材料的应力和应变关系通常称为本构关系,它表达的是材料在外力作用下抵抗变形的物理性能,因此又称为物理关系或者物理方程。本构关系满足完全弹性假设的材料模型包括线性弹性体和非线性弹性体。

线性弹性体是指载荷作用在一定范围内,应力和应变关系可以近似为线性关系的材料,外力卸载后,线性弹性体的变形可以完全恢复。线性弹性材料的本构关系就是物理学的胡克定理。在应力小于弹性极限条件下,低碳钢等金属材料是典型的线弹性材料。

另外,一些有色金属和高分子材料等,材料在载荷作用下的应力应变关系不是线性的,但是卸载后物体的变形可以完全恢复,这种材料性质可以简化为非线性弹性本构关系。

如果从研究内容和基本任务来看,弹性力学与材料力学是基本相同的,研究对象也是近似的,但是二者的研究方法却有比较大的差别。弹性力学和材料力学研究问题的方法都是从静力平衡关系,变形协调和材料的物理性质三方面入手的。但是材料力学的研究对象是杆件,杆件横截面的变形可以根据平面假设确定,因此综合分析的结果,就是问题求解的基本方程是常微分方程。对于常微分方程,数学求解是没有困难的。而弹性力学研究完全弹性体,如板,三维物体等。因此问题分析只能从微分单元体入手,分析单元体的平衡、变形和应力应变关系,因此问题综合分析的结果是满足一定边界条件的偏微分方程。也就是说,问题的基本方程是偏微分方程的边值问题。而偏微分方程边值问题,在数学上求解困难重重,除了少数特殊边界问题,一般弹性体问题很难得到解答。

当然,这里并不是说弹性力学分析不再需要假设,事实上对于任何学科,如果不对研究对象作必要的抽象和简化,研究工作都是寸步难行的。

弹性力学是固体力学学科的理论基础。是学习有限单元法、复合材料力学、断裂力学和疲劳等的基础课程。课程的学习对于培养学生的专业基础,思维方法和独立工作能力有着重要意义。

弹性力学作为一门基础技术学科,是近代工程技术的必要基础之一。在现代工程结构分析,特别是航空、航天、机械、土建和水利工程等大型结构的设计中,广泛应用着弹性力学的基本公式和结论。弹性力学又是一门基础理论学科,它的研究方法被应用于其他学科。近年来,科技界将弹性力学的研究方法用于生物力学和地质力学等边缘学科的研究中。

弹性力学的研究方法决定了它是一门基础理论课程,而且理论直接用于分析工程问题具有很大的困难。原因主要是它的基本方程-偏微分方程边值问题数学上求解的困难。由于经典的解析方法很难用于工程构件分析,因此探讨近似解法是弹性力学发展中的特色。近似求解方法,如差分法和变分法等,特别是随着计算机的广泛应用而发展的有限元素方法,为弹性力学的发展和解决工程实际问题开辟了广阔的前景。

弹性力学课程的主要学习目的是使学生掌握分析弹性体应力和变形的基本方法,为今后进一步的研究实际工程构件和结构的强度、刚度、可靠性、断裂和疲劳等固体力学问题建立必要的理论基础。

弹性力学是固体力学学科的理论基础。是学习有限单元法、复合材料力学、断裂力学和疲劳等的基础课程。课程的学习对于培养学生的专业基础,思维方法和独立工作能力有着重要意义。

弹性力学作为一门基础技术学科,是近代工程技术的必要基础之一。在现代工程结构分析,特别是航空、航天、机械、土建和水利工程等大型结构的设计中,广泛应用着弹性力学的基本公式和结论。弹性力学又是一门基础理论学科,它的研究方法被应用于其他学科。近年来,科技界将弹性力学的研究方法用于生物力学和地质力学等边缘学科的研究中。

弹性力学的研究方法决定了它是一门基础理论课程,而且理论直接用于分析工程问题具有很大的困难。原因主要是它的基本方程-偏微分方程边值问题数学上求解的困难。由于经典的解析方法很难用于工程构件分析,因此探讨近似解法是弹性力学发展中的特色。近似求解方法,如差分法和变分法等,特别是随着计算机的广泛应用而发展的有限元素方法,为弹性力学的发展和解决工程实际问题开辟了广阔的前景。

弹性力学课程的主要学习目的是使学生掌握分析弹性体应力和变形的基本方法,为今后进一步的研究实际工程构件和结构的强度、刚度、可靠性、断裂和疲劳等固体力学问题建立必要的理论基础。

第13篇:岩石力学

《岩石力学》综合复习资料

一、填空题

1、岩石的抗拉强度是指( )。可采用( )方法来测定岩石的抗拉强度,若试件破坏时的拉力为P,试件的抗拉强度为σ,可用式子( )表示。

2、在加压过程中,井眼的切向或垂向的有效应力可能变成拉应力,当此拉应力达到地层的( )时,井眼发生破裂。此时的压力称为( )。当裂缝扩展到( )倍的井眼直径后停泵,并关闭液压系统,形成( ),当井壁形成裂缝后,围岩被进一步连续地劈开的压力称为( )。如果围岩渗透性很好,停泵后裂缝内的压力将逐渐衰减到( )。

3、在钻井中,岩石磨损与其相摩擦的物体的能力称作岩石的( ),表征岩石破碎的难易程度的称作岩石的( )。

4、垂直于岩石层面加压时,其抗压强度( ),弹性模量( );顺层面加压时的抗压强度( ),弹性模量( )。

5、在单向压缩荷载作用下,岩石计试件发生圆锥形破坏的主要原因是( )。

6、岩石蠕变应变率随着湿度的增加而( )。

7、一般可将蠕变变形分成三个阶段:第一蠕变阶段或称( );第二蠕变阶段或称( );第三蠕变阶段或称( )。但蠕变并一定都出现这三个阶段。

8、如果将岩石作为弹性体看待,表征其变形性质的基本指标是( )和( )。

9、随着围压的增加,岩石的破坏强度、屈服应力及延性都( )。

10、为了精确描述岩石的复杂蠕变规律,许多学者定义了一些基本变形单元,它们是( )、( )、( )。将这些变形单元进行不同的组合,用以表示不同的变形规律,这些变形模型由( )、( )、( )。

11、在岩体中存在大量的结构面(劈理、节理或断层),由于地质作用,在这些结构面上往往存在着软弱夹层;其强度( )。这使得岩体有可能沿软弱面产生( )。

12、岩石的力学性质取决于组成晶体、颗粒和( )之间的相互作用以及诸如( )的存在。

13、在三轴不等压情况下,随着最小主应力σ3的增加,岩石的破坏强度及延性( ),屈服应力( )。

二、选择题

1、劈裂试验得出的岩石强度表示岩石的(

A 抗压强度 B 抗拉强度 C 单轴抗拉强度 D 剪切强度

2、岩石的吸水率指(

A 岩石试件吸入水的重量和岩石天然重量之比 B 岩石试件吸入水的重量和岩石干重量之比 C 岩石试件吸入水的重量和岩石饱和重量之比 D 岩石试件岩石天然重量和岩石饱和重量之比

3、已知某岩石的饱水状态与干燥状态的抗压强度之比为0.72,则该岩石(

A 软化性强,工程地质性质不良 B 软化性强,工程地质性质较好 C 软化性弱,工程地质性质较好 D 软化性弱,工程地质性质不良

4、当岩石处于三向应力状态且比较大的时候,一般将岩石考虑为(

A弹性体 B 塑性体 C 弹塑性体 D完全弹性体

5、在岩石抗压试验中,若加荷速率增大,则岩石的抗拉强度(

A 增大 B 减小 C 不变 D无法判断

6、在岩石的含水率试验中,试件烘干时应将温度控制在(

A 95-105℃ B 100-105℃ C 100-110℃ D 105-110℃

7、在缺乏试验资料时,一般取岩石抗拉强度为抗压强度的(

A 1/2-1/5 B 1/10-1/50 C 2-5倍 D 10-50倍

8、某岩石试件的相对密度ds=2.60,孔隙比e=0.05,则该岩石的干密度ρd 为( )

A 2.45 B 2.46 C 2.47 D 2.48

9、下列研究岩石弹性、塑性和粘性等力学性质的理想力学模型中,哪一种被称为凯尔文模型(

A 弹簧模型 B 缓冲模型 C 弹簧与缓冲器并联 D 弹簧与缓冲器串联

10、岩石的割线模量和切线模量计算时的应力水平为(

A σB/2 B σc/2 C σD D σ50

三、判断改错题

1、根据库伦——纳维尔破坏准则破裂面外法线方向与最大主应力之间的夹角为45

2、岩石抗压强度实验要求岩心轴径比小于2。

3、以下三种孔隙度的关系为:绝对孔隙度〉连通孔隙度〉流动孔隙度。

4、岩石的弹性模量是轴向应力-轴向变形曲线的斜率。

5、围压越高,岩石的变形能力越大。

6、岩石应力应变的全过程曲线可以通过在常规试验机上进行单轴压缩试验得到。

7、泥浆密度过低,井壁应力将超过岩石的抗剪强度而产生剪切破坏(表现为井眼坍塌扩径获屈服缩径),此时的临界井眼压力定义为破裂压力。

8、实验室对岩石的抗拉强度的获取分为直接法和间接法两种。其中直接法俗称巴西法。

四、名词解释

1、八面体

2、岩石的抗压强度

3、应变硬化

4、包体

5、端部效应

6、岩石的剪胀(或扩容)

7、压力溶解

8、应力松弛

9、重力密度

10、岩石的渗透性

五、简答题

O。

21、简述高应力地区的表现特征。

2、格里菲斯强度理论的基本要点是什么?

3、应变硬化的微观机制是什么?

4、格里菲斯强度理论的基本要点是什么?

5、试分析圆柱形岩石试件进行单向抗压强度实验时,出现圆锥形破坏的主要原因并指出消除这种破坏形式的基本措施。

6、简述单轴应力作用下典型应力应变曲线四个阶段的含义。

7、水力压裂有哪些基本用途?

8、为了精确描述岩石的复杂蠕变规律,许多学者定义了一些基本变形单元,分别为弹性元件(弹簧)、粘性元件(阻尼器)和塑性元件(摩擦块)。将上述基本元件采用不同的组合方式可得到三种不同模型,写出这三种模型并给出这三种模型的元件组合方式。

9、试分段说明典型岩石应力-应变全过程曲线的基本特征。

六、计算题

1、假定岩石由半径为1mm的矿物小球按立方堆积(下图)组成,计算其孔隙度和孔隙比表面积。再假定岩石由半径为1cm的矿物小球按立方堆积组成,计算其孔隙度和孔隙比表面积。并讨论尺度效应。

2、某均质岩石的强度线

fctg,其中c=400Kpa,υ=30°。试求此岩体在侧向围岩压力σ3=200Kpa的条件下的极限抗压强度Rc,并求出破坏面的方位。

3γ=26KN/m

3、设某花岗岩埋深1000米,其上复盖地层的平均容重为,花岗岩处于弹性状态,泊松比μ=0.25。试求该花岗岩在自重作用下的初始垂直应力和水平应力。

4、某地层岩样做单轴强度实验,应力应变关系曲线如图所示,岩样的直径为25.4mm,高度为50mm,试确定此岩心的杨氏模量、体积模量和泊松比?

参考答案

一、填空题

1、试件在单轴拉伸条件下达到破坏时的极限应力、巴西劈裂试验、

2p dl

2、抗拉强度、破裂压力、

3、“瞬时停泵”压力Ps、传播压力Ppro、地层孔隙压力Pp

3、研磨性、可钻性

4、小、小、大、大

5、试件两端与实验机压板之间的摩擦力

6、增大

7、过渡蠕变阶段、稳定蠕变阶段、加速蠕变阶段

8、弹性模量、泊松比

9、增加

10、线弹性元件(弹簧)、粘性元件(阻尼器)、塑性元件(摩擦块)、麦克斯韦尔模型、开尔文模型、柏格斯模型

11、劈理、节理或断层;远低于岩体本身的强度、剪切滑移

12、胶结物;裂缝、节理、层面和较小断层

13、增加、保持不变

二、选择题 BBABA DBDCB

三、判断改错题

45O

1、×。45O2改为2

2、×。把“小于2”改成“2~3”。

3、√。

4、×。把“是轴向应力-轴向变形曲线的斜率”改成“通常采用切线模量和割线模量这两种方法表示”。

5、√。

6、×。改成常规试验机改成刚性试验机或者改成岩石应力应变的全过程曲线不能通过在常规试验机上进行单轴压缩试验得到。

7、×。把破裂压力改为坍塌压力。

8、×。直接法改成间接法

四、名词解释

1、八面体

以σ

1、σ

2、σ3的方向为坐标轴的几何空间,称为主向空间。在主向空间中的上半空间(xy平面以上,即z的正方向)可构成四个主平面,在下半空间(xy平面以下,即z的负方向)也可构成四个主平面,共有八个。这八个面组成了一个正八面体,其中每一个面称为八面体平面。

2、岩石的抗压强度 岩石的抗压强度是指在无侧束状态下(Unconfined)所能承受的最大压力,通常以每平方公分多少公斤,或每平方英寸多少磅。换言之,它指把岩石的加压至破裂所需要的应力。

3、应变硬化

在岩石力学中将B点的应力称为屈服应力(yield stre)。卸载后再重新加载,则沿曲线O1R上升到与原曲线BC相联结,这样造成了一个滞回环,在R点以后随着载荷继续增加仍沿曲线BC上升到该曲线最高点C。如果在R点以后再卸载又会出现新的塑性应变,它似乎把弹性极限从B点提高到R点,这种现象称为应变硬化。

4、包体

是在原岩岩体的岩层之间生成的岩石单元。

5、端部效应

岩石试件进行压缩试验时,试件两端变形受到压力机加载钣的约束力,这种约束力,随着远离端部而消失,这种现象称为端部效应。

6、岩石的剪胀(或扩容) 岩石的体积随压应力的增加而逐渐增大的现象。

7、压力溶解

压力溶解简称压溶,是多晶体在压应力作用下产生物质扩散迁移的一种方式。在非静力应力条件下,由于多晶体中正应力随颗粒边界的方位而变化,因而,在不同方位晶面上溶解度也不相同。晶粒边界间的正应力梯度产生的化学势梯度,驱动物质从高应力边界向低应力边界扩散。

8、应力松弛

若控制变形保持不变,应力随时间的延长而逐渐减少的现象称松驰或称应力松驰。

9、重力密度

重力密度(γ)是指单位体积中岩石的重量,通常简称为重度。这个指标通常由密度乘上重力加速度而得,其采用的单位为kN/m。

10、岩石的渗透性

岩石的渗透性指岩石在一定的水力梯度作用下,水穿透岩石的能力。它间接地反映了岩石中裂隙间相互连通的程度。

五、简答题

1、答:

利用勘探工程揭露出来的一些现象可以判断该地区原地应力的高低。

3(1)岩芯饼化与地应力差有关。如果钻探取芯呈烧饼状,一片片地破坏,这是高地应力的产物。岩芯饼化主要与地应力差有关,垂直于钻进方向的应力差越大,饼化就越严重。

(2)导致井眼等地下结构不稳定。由于高应力区的存在,在钻井过程中会出现岩石的脆性破坏,集聚在岩石中的应变能由于突然释放而产生剥离现象。对于软弱岩层会出现缩径现象。

2、答:

(1)在脆性材料的内部存在着许多裂纹。

(2)根据理论分析可知,随着作用的外力的逐渐增大,裂纹将沿着与最大拉应力成直角的方向扩展。

(3)格里菲斯认为:当作用在裂纹尖端处的有效应力达到形成新裂纹所需的能量时,裂纹开始扩展,其表达式为

2E2t()

c式中,—裂纹尖端附近所作用的最大拉应力;

ρ—裂纹的比表面能

c—裂纹长半轴的长度

3、答:

位错发育到一定程度,其传播受阻,形成网络和缠结,需增大应力才能继续传播—即“应变硬化”效应,使晶体变脆。

位错受阻的原因:低温;晶体内部的杂质;不同方向不同滑称面上的位错相互制约。 当应力大到一定量,晶体会发生破碎,因此单纯的位错滑动,不能形成大的塑性应变量。

4、答:

(1)在脆性材料的内部存在着许多裂纹。

(2)根据理论分析可知,随着作用的外力的逐渐增大,裂纹将沿着与最大拉应力成直角的方向扩展。

(3)格里菲斯认为:当作用在裂纹尖端处的有效应力达到形成新裂纹所需的能量时,裂纹开始扩展,其表达式为 12E2t()

c式中,—裂纹尖端附近所作用的最大拉应力;

1ρ—裂纹的比表面能

c—裂纹长半轴的长度

5、答:

①圆锥形破坏形状是由于试件两端与试验机承压板之间摩擦力增大造成的。 ② 消除这种破坏形式的基本措施:消除岩石试件两端面的摩擦力或加长试件。

6、答:

第一个阶段为裂隙闭合的阶段; 第二个阶段为弹性变形阶段; 第三个阶段为微破裂阶段; 第四个阶段为破裂阶段。

7、答:

概括起来,水力压裂有如下基本用途:(1)克服近井地带污阻,目前的钻井技术不可避免地造成近井地带的污染,它包括钻井液的液相污染和固相污染。这些污染常使油气从地层流入井内的能力大为减弱。水力压裂可以在污染带以外建立良好的油流通道。因此压裂后的产量可增加几倍到几十倍。(2)压开深远裂缝,提高井的产能。利用深穿透裂缝可以从一般油层中采出更多的石油,使油井的控制面积增大。对于渗透性极低、能慢慢渗油的地层提供大的泄油面积,从而最大限度地利用油藏能量。使原来被认为无开采价值的地区,现在也能进行有经济意义的开采。同时,深穿透裂缝能够恢复并延长油井寿命。(3)协助二次采油。压裂对于二次采油的油田有两个重要作用:一是在一定压力下提高注水井的吸水量;二是为生产井提供高流通能力的通道,增大注气或注水效率。(4)排出油田盐水。油井大量产出盐水,严重限制了原油的生产。通过水力压裂可以在任何一个地方打出低压高注水量的井,供回注盐水使用。

8、答:

麦克斯韦尔模型 弹簧和阻尼器串联而成 凯尔文模型 弹簧和阻尼器并联而成

柏格斯模型 麦克斯韦尔模型和凯尔文模型串联而成

9、答:

岩石应力-应变全过程曲线只有在刚性试验中才能做出,如图所示,典型岩石应力-应变全过程曲线一般可以分为5个阶段来描述其性质:

①OA阶段,通常被称为压密阶段。其特征是应力-应变曲线呈上凹型,即应变随应力的增大而减小,形成这一特性的主要原因是:存在于岩石内部的微裂隙在外力作用下发生闭合所致。

②AB阶段,弹性变形阶段。这一阶段的应力-应变曲线基本呈直线。

③BC阶段,塑性变形阶段。当应力值超出屈服应力之后,随着应力的增大曲线呈下凹状,明显的表现出应变增大(软化)的现象。进入了塑性阶段,岩石将产生不可逆的塑性变形。同时1,31,3应变速率将同时增大但最小主应变的应变速率3的增大表现得更明显。

④CD阶段,为应变软化阶段。虽然此时已超出了峰值应力,但岩石仍具有一定的承载能力,而这一承载力将随着应变的增大而逐渐减小,表现出明显的软化现象。

⑤D点以后为摩擦阶段。它仅表现了岩石产生宏观的断裂面之后,断裂面的摩擦所具有的抵抗外力的能力。

五、计算题

1、解:

①对于半径为1mm的矿物小球立方堆积的岩石,取其边长为2mm的正方体,正好容纳1个矿物小球:

413132310.520.4848%

412SSA2321.57(mm2/mm3)

②对于半径为1cm的矿物小球立方堆积的岩石,取其边长为2cm的正方体,正好容纳1个矿物小球:

431312310.520.4848% SSA4122321.57(cm2/cm3)0.157mm2/mm3

③经计算可知,对于半径不同的相同粒径的矿物小球按立方堆积时,其孔隙度都为48%,但孔隙比表面积都缺不一样。岩石的颗粒越细,孔隙比表面积越大。

2、解:

(1)在σ-τ直角坐标系中画出岩石的强度曲线,并在轴上选取σ3=200Kpa; (2)作一个通过A点并与强度曲线I相切与M点的极限应力圆CI;

(3)圆CI与σ交与B点,根据莫尔应力圆的概念,线段OB长度等于岩体在围岩应力σ条件下的极限强度Rc,可得:Rc=2000Kpa;

(4)连接AM线段,得α=60°,此角为岩体内破坏面与σ3方向的夹角;

(5)在岩体上以σ3方向为基准,逆时针方向转动α,因为由σ轴转往切点M是逆时针方向,即得破坏面SS’。

3、解:

3γ=26KN/m设某花岗岩埋深1000米,其上复盖地层的平均容重为,花岗岩处于弹性状态,

3泊松比μ=0.25。试求该花岗岩在自重作用下的初始垂直应力和水平应力。

v26100026(Mpa)0.25hv268.6667(Mpa)10.75

4、解:

E 1001667(MPa) 6%10000PP3K1667(MPa)Q1230.060.020.02 R2%0.33 A6%

第14篇:安全教育周知识竞赛

2012年安全教育周“安全知识竞赛”方案

为更好的做好的安全教育周的各项工作,最大限度的发挥安全教育周的作用,教育和普及广大师生员工,特制订本方案。

一、组织单位:保卫处组织,院团委协办

二、开展时间:2012年4月27日14时至16时(地点另行通知)

三、开展形式:五个系每系组队1个,每队要求5人(3男2女)参加;采用竞答方式,以最后得分评定名次。

四、竞赛小组成员名单:组长:张勇;副组长:邵日朝、贾委;成员:马兴仁、杨珺、李允、蒲婧、郭丹、顾良莎、宫丽婧、杨云、周文、徐迪鹏、陈智斌。

五、现场评审小组:组长:邵日朝;副组长:马兴仁、李允、杨珺;组员:蒲婧、郭丹、顾良莎、宫丽婧、杨云、徐迪鹏;协调计分员:周文、陈智斌。

六、竞赛规则:采用抢答方式,最抢答获得答题机会,答对的每题加5分(共50题),答错的倒扣5分,然后继续进行抢答,对答题先后有异议的,可现场申请裁定。

七、竞赛程序:

1、支持人主持开场致辞,并介绍到场领导和评审成员。

2、主持人介绍参赛队。

3、开始答题:答题分为2个阶段,1至30日为第一阶段,中间间隔20分钟,中间间隔由领导讲话,30至50题为第二阶段,答题完成后,现场统计,由评审组长现场宣布获奖名单。

4、领导讲话。

5、主持人宣布竞赛结束。

八、各部门协调事项:

1、保卫处:场地联系,评审小组成员联系

2、团学处:主持人确定,现场情况布置

第15篇:国培第四周心得体会

2016国培第四周心得体会

国培第四周心得体会 11月1号上午,在班主任郑燕林老师的带领下,我跟随小学班的同学一起参观了东师中信实验学校。第一次感受到了东师中信实验学校的热情,以及他独特的校园文化建设。同时有机会欣赏菅彦刚老师精彩的课堂教学,让我有了一种柳暗花明又一村的感觉。 文化墙建设:首先让人惊叹的是学校教学楼内的文化墙建设。教学楼内的每一面墙壁,每一条走廊,每一块地板,无不充满了浓厚的学习氛围。日记分享、读书交流、古词林、古韵飘香林、识字区、彩虹桥„„各个小版块都充满了人文气息。有学生们的作品、优美的词赋、漂亮的水彩画„„无不渗透着浓厚的校园文化气息。在教学楼中转了一圈,你找不到一面相同的墙壁,更找不到一面空白的墙壁„„

班级桌椅摆放:教室中的桌椅摆放,大多是按照

四、五个桌为一个小组的形式摆放的,在二年级的教室中也看到了我们传统式的分排摆放的桌椅。在跟班主任老师的交流中得知:他们的桌椅摆放学校并没有统一安排,而是各位班主任根据本班的实际情况,进行摆放的。但大多都是以小组的形式设计的。因为那样更有利于学生的小组交流和沟通,有利于学生的学习和成长。更能体现新课改的人文思想以及学校以生为本的教学理念。 欣赏课例。菅老师为我们带来了一节小学四年级的信息技术课:《神奇的变变变》。用欣赏一词,更加能说明菅老师的课讲得精彩,表达我对菅老师的敬佩之情。菅老师的课,是我看到的最优秀的一节信息技术课,他打破了我印象当中传统的信息技术课堂教学方式,让我有了一种全新的感觉。

以前看到的信息技术课,以及在我的课堂上,还是传统教学中以老师为中心,老师教,学生学,老师演示教学,学生练习操作的课堂教学模式。在我的印象中,什么学生自主、合作、探究,那是语文、数学等学科的事,信息技术课上根本无法让学生实现自主学习,因为学生没有教材,而且信息技术是一门操作性很强的学科,你不教,学生如何能会呢?而菅老师的这节课,让我知道了,原来信息技术学科是可以发挥学生的自主、合作、探究,信息技术课也可以这样教。

《神奇的变变变》是小学四年级的一节画图课。指导学生在利用画图软件,学会图片的缩放、旋转。

课前,菅老师为每个学生发放了纸制的自学教材一份。上面有本节课的教学内容。 通过导入新课后,大屏幕了示学习指南,通过一生朗读,让大家知道本节课要学习的内容。之后,老师让同学们尝试着自己动手做一下,遇到困难,可以自学教材或者向小组同学请教。这一过程用了大约10分钟时间。对计算机有基础的同学,很快完成了作业,而其他同学,也在其他同学的帮助下,学习对会旗的缩放、旋转等操作,制作邮票。 当大多数同学都完成的情况下,菅老师让一同学大屏幕演示他的操作过程、欣赏他的作品。并及时讲解和总结、强调在操作过程中应注意的问题并板书。然后给两分钟时间,让没有完成的同学完成对邮票的制作。

之后,菅老师向同学们抛出三个任务:三个任务由简到难,让同学们根据自己情况,分别去领取任务,并完成。这一过程用了20分钟时间。在这一过程中,老师对个别同学进行辅导。

对于很快就完成三个任务的同学,菅老师还为他们特别准备了“挑战任务”。

最后,菅老师让个别同学展示了自己完成的作品,并把优秀的作品打印,并张贴在“学生作品展示区”中。

在这一节课中,并没有出现教师的教,所学内容,都是通过学生自学教材、小组合作等形式完成的。老师只是在总结的时候,帮助学生提示在操作过程中要注意的地方,以及对个别的学生进行了个别辅导。菅老师三个任务以及挑战任务的设计,体现了分层次教学的原则,关注了每一个孩子的成长。

这是一节非常能体现新课程理念的课,是一节非常值得我学习和借鉴的课。当然,不能说这节课一点缺点也没有,比如说对学生作品的展示、学生的评价上,在这节课上菅老师做的还不够。但我们要想想,一共就40分钟的课,要做这个,又要做那个,是不可能面面俱到的。有问题是正常的,如果一点问题都没有,那就太不正常了。这更能说明菅老师上的这节课就是一节常态课。

此次东师中信实验校一行,虽然只有短短的一上午,我也只是看到了东师中信的一些外显的教学理念,但对我来说,影响却是深刻的。我要反思我的教学思想,反思我的课堂教学,真正把新课标的理念用到我的教学中来,让说了多年的“自主、合作、探究”不在只是一句空话。 行动! 努力! 奋斗!

第16篇:国培周记二

国培周记

(二)

小学数学甘肃省(1)班李作军

我有幸参加了“国培计划(2012年)”小学数学骨干教师远程培训,在福建师范大学这个网络给予的学习的平台上我参加了甘肃数学1班的培训。我十分珍惜这次不断完善和提高自我的机会,通过学习,以改进和提高教师实际教育教学工作为首要目标,给我的最大感受是要树立终身学习的信念。通过几天的学习,我先领会了特级数学教师郭丽军专家的视频讲解:1.“数与代数”的教育价值及主要内容;2.关于“数与代数”材料中加强和减弱的部分;3.“数的认识”部分的总体要求和师生的困惑;4.“数的认识”的课堂实录及教学建议;通过这几个视频的讲解,和这节案例的分析及专家的点评,让我明白:数学的本质内涵,原则和方式及方法,探讨数学教学的科学性与艺术性的和谐统一,注重学习方法的掌握和创造精神的协调发展,要与信息社会发展总体趋势相适应,着眼于促进学生全面持续、和谐地发展。

同时也让我思考:情境教学作为激发学生兴趣、激活学生思维的策略,更得注意它的实效性。让“情境”在“时尚”中发挥应有的“实效”作用。最终达成这样的共识:一个好的情境设计最终是要为我们的教学服务;要为提高学生的数学思考服务;要为提高学生解决生活中实际问题、提高应用能力服务;要为提升学生的数学眼光服务„„

新课程下的“数与代数”的课堂教学,不能再用设计好了的、僵化了的模式去套每一个学生,不能再像以往的教学一样,把知识强硬地塞给学生,让学生去记去背,而要大胆开放,给学生提供充分的探究空间,使学生敢于探索,勇于探索,真正成为学习的小主人。

第17篇:知乎ceo周源斯坦福演讲稿

2016知乎ceo周源斯坦福演讲稿

知乎ceo周源斯坦福演讲稿为大家整理知乎App的CEO周源在斯坦福大学的精彩演讲,讲述他回国创业的经历以及对于知乎的未来的发展规划,知乎是2016年开始创办,目前是中国最大的问答社区网站 知乎ceo周源斯坦福演讲稿

我是周源,我来自于一个中国的创业公司——知乎。

知乎是一个知识型讨论社区,我们帮助人们去分享已有的知识,并从中获得新的机会。虽然来自国内,但是我们的服务对象其实不仅是大陆地区的用户,而是覆盖整个中文互联网,聚集了中文互联网上求知欲和分享欲都最为旺盛的职业人群。

其实从数据上来看,湾区还有纽约,已经是知乎在海外访问量最大的两个地区了。有很多国内和海外的用户在知乎上交流彼此的工作体验和成长经历,相关话题的关注度都非常高;比如说在edIn的工作环境是怎样的,在Dropbox,在Airbnb的工作体验是怎样的,都能够有在这些公司工作的真实用户主动与大家分享自己的亲身经历,另一方面国内创业公司相关话题的关注度也越来越高。

另外今天在座的基本都是知乎用户,大家对知乎现在的情况和成长的过程,以及国内的创业大环境还是非常感兴趣,所以我们主动来一趟,来跟大家进行一次面对面的交流。 这是最好的回国创业的时机

国内的创业情况,用火热一词来形容,足矣。

我们公司在北京的中关村地区,离五道口不远的学院路上。这里被戏称为\"宇宙中心\",当然是一种开玩笑的说辞,主要因为这里有三高三多,三高是说这里的\"房价高、学历高和工资高\",三多说的是这里\"程序员多,创业的人和民工多\"。

而现在的五道口,和当年的五道口已经有很大区别。最大的不同在于,来这个地方人的目的,他们心中的想法,和日常讨论的话题。当年,也就是99年的时候,我到北京来上新东方的TOEFL班,我的第一台电脑就是在海龙大厦里购买的,买完抱着一个大电脑主机和显示器挤公交车回家,一个车里还有好几个小伙子和我一样。

现在,大家都在京东上买电子产品,早上下单,下午就送到。现在这里聚集了大批的科技创业者;你随便进入一家咖啡馆,就一定能够听到有人讨论你我都比较熟悉的话题——创业,做产品,融资,如何搭建团队。

记得来美国的几天前,我在公司附近吃饭,无意中看到餐厅电视机里播新闻联播,CCTV竟然做了一个专题叫\"中关村的21岁现象\"。里面有一个有趣的数据统计,说中关村科技公司的从业者平均年龄是33岁,46%在29岁以下,现在甚至有大批创业公司的创始人是21岁左右,和在座的各位一样年轻。节目里甚至有人大胆推断说中国的Jobs、ElonMusk会从这代人中产生。 无论如何,社会大环境的变化和创业氛围的愈加浓厚是身处其中的每一个人都能切实感受得到的。

我有一个很好的创业者朋友,叫李天放,估计比在座的各位大不了几岁,他之前也在硅谷供职和创业,后来觉得国内的机会比较大,于是就在2016年的时候回国,到现在差不多花了两年时间,他就和搭建出的团队团队一期,做了一个移动应用叫\"课程格子\",现在做成了中国大学生最受欢迎的校园应用。

我另外一个朋友比李天放还要再小一点,他之前一直有一个梦想,要做一个电动汽车,但是他也不认识什么人,他是做互联网的,于是就把这个想法发到知乎上,后来就真的有很多汽车行业的,比如做电池的、做总线控制的、甚至做整车组装的人开始跟他联系,就真的开始动手干了;4个月以后,这个电动车已经开始了第一次试驾。

我还有一个朋友,原来是做投资的,是VC,帮助别人创业;然后他过去两年自己有一些想法,希望做硬件、做音乐。前段时间他跑来感谢我,说在知乎上认识了一个做硬件的朋友,两个人一拍即合,做了壹枱智能钢琴。

创业不再是中国青年追求个人成功的事情,它已经有了一个新的定义,是这代人的自我解放运动。解放的是怕风险的枷锁、解放的是怕别人指指点点,解放的是随波逐流的禁锢。当每一个人开始创业的时候,其实他就做了自己事业的主人。无论你是创业,还是加盟,当你有了这种勇气、抱负和信心的时候,就是力量爆发的时候。

当然这么说,说得好像国内的情况有点太好了,想什么有什么一样。但其实我也是过过苦日子的,我第一创业的时候,条件就比较艰苦,当时找钱很困难,就要自己省钱,我有一段时间每天晚上就吃一块大饼,因为要省钱嘛。

后来我住的地方就是办公室,我住在公司二楼的一个小房间里,一呆就是两年,后来结婚都是在那里结的。这些当然都是一样老笑话了。但我想说的是,外部因素不重要,真正的内部因素在于创业的动力,是这个时代的年轻人到底相信什么。

在座的各位是幸运的一代,赶上一个非常好的时代。今天,在我看来可能是20、30年一遇的机会。

在90年代初,那时候出生的人的父母,正好赶上上一波中国改革开放释放的红利,92年邓小平南巡明确向市场经济走的大方向,大批人才\"下海\",然后公务员、事业单位的岗位开放向社会招募,那一批年轻人无论下海,还是进入国家机关、事业单位,现在都成为各行各业的骨干、领导层;紧接着1998年朱镕基开启房地产商品化,住房的增值使这一代父母成为中国真正的中产阶层。

这一代从年龄上看,正好是你们的父母,你们是幸运的一代的后代,优厚条件使你们中相当数量的人有条件和空间去试错,去创新! 回到现在,就在刚刚过去的9月,阿里巴巴在美国纽交所上市,融了200多亿美元,一举成为美股市上最大的IpO。我相信,估计也没有人会怀疑,接下来会有更多的中国科技公司在美国上市,这是过去积累的变化的一个质变,如果要把未来1-3年都有可能在美国上市的公司打印出一个列表,这将是一个很长的列表,有很多的知友已经做了这方面详细的功课,比如在过去2年估值超越了10亿元的互联网公司就有很长的一个列表,大家回头可以知乎搜索相关的回答。

我们应该看到,一方面中国公司赴美上市,证明一群人经过多年努力创造巨大社会经济财富这条路是可行的;另一方面,新的一代在崛起,长江后浪推前浪。新的更多更大机会的到来。正等待着我们。

有心人会观察到,越来越多有才华、有专长的人都在干什么?他们其实都在纷纷离开体制、离开大公司、大机构。我们来的前几天,新浪副总裁、新浪网17年的总编辑陈彤离职;去年美国上市的久邦数码总裁张向东离职,现在开始自己创业。像中年一代,朱云来从中金离职,央视一批知名主播离职,纷纷做自媒体。

而再老一代,很多在过去20、30年中靠房地产致富的企业家都到了退休年龄,王石、王健林等等。牵一发动全身,这些领导者的位移,引起的一定是连锁反应,这些位移、裂变,所释放出的信号,传递的信息、预示的机会、能量之大之多,在座聪明的同学应该好好关注一下。

当这些变化不断发生的时候,你一定要有所行动,如果我们只是纸上谈兵,那任何变化,无论好的、坏的,其实都和我们没有关系。 知乎在做什么,知乎接下来会做什么

说了这么多我个人关于大环境的观察和判断,下面我来给大家介绍一下知乎。 互联网所产生的改变,可以分为两类,第一类是不断提升线下生活的效率,电子商务也好,O2O也好,租车,这些都是;原来依靠人力完成的事情所需要的人会越来越少,这个过程非常像工业革命。第二类则提升了人们精神生活的品质,各种社交网络,新型的资讯渠道,甚至像弹幕文化,bilibili这类产品的火热都是第二类改变力量的体现。 这两类力量是有紧密的联系的,当线下生活效率被越来越提高,有更多时间的人们自然会进行更多的精神生活。而精神生活,是要追求品质的,要追求丰富多彩。

而我们现在所拥有的各种沟通、交流、讨论,各种连接人与人,进而生产内容的场景,品质都不够好。中文互联网上大部分社区都充斥着灌水和垃圾信息的情况大家一定都有所感受。

我自己举个例子,在知乎之前我还做过一家公司,是上一次创业,最后失败了。在失败之前,我跑去中关村找张亮和黄继新请教怎么办?当时也很着急,后来一聊,发现他们有很多思路、信息是我没有掌握的,很有价值。当时我就很感慨,空间和地域的阻隔影响太大了。我之前和他们的关系已经很好了,但我在创业过程中,缺乏长期的固定沟通连接。

现在来看,要是那个时候有知乎就好了,大家要知道,现在创业者在知乎是一个非常活跃的群体,如何做这个,如何做那个,都会有具备实际经验的人来给你分享一手资源。上周,俞军(百度早期的传奇人物)还出现在知乎上,分享他做产品的体会。 我们今年还把创业的内容集结了一下,出了一本书,《创业时,我们在知乎聊什么?》,这本书是在美团上众筹出版的,当时是创造了美团历史上最快的一单,10分钟,1000本全部销售完了。今年这本书已经接近10万册,一下子登上了畅销书热榜。

然后一堆出版社跑来问我们是不是要做出版了,我们说不是,我们搭建的是一个帮助大家分享和组织彼此知识、经验和见解的平台,社区才是知乎的核心力量。我们也很高兴知乎成为了很多人群的精神家园和知识中枢。而这一点就是我们做知乎的原因,是初心和出发点。

大家都知道在知乎发展的头两年,这个社区一直是邀请制的,没有邀请,你没有办法注册。但在两年之后,我们开始思考一个问题,一个必须回答的问题,到底是小而美还是大众? 其实我在2016年10月份之前,也没有明确的答案。但那时的明确情况是,知乎是经过了接近两年的邀请制发展后,速度有点过慢了,就像是一个人口基数停止增长的城市,开始渐渐缺乏足够的多样性。

那时知乎需要一次改变。2016年国庆节,团队一直在不停思考几个问题,怎么能让新用户以更快速度增长?怎么将知乎的价值推广到更大众用户群?如何避免劣币驱逐良币?怎么提高用户黏性?什么样的产品形态能对外全面开放? 我们当时的思考是,知乎应该全面开放,但前提是必须要提供更简单易用的产品;如果想获得稳定高价值流量,需要在\"头部\"领域——有大众需求、高使用频次且影响到消费决策的市场——产生足够的影响力;如果让用户找到目标信息为一次\"碰撞\",知乎还未提供高效的碰撞机制,所以要把知乎工具化才可以获取到足够多和优质的新用户;社区黏性不足,群组化也许是一个积极的尝试。

然后基于这些思考,我们制定出了一套\"知乎2.0\"的计划,知乎2.0,核心就是工具化+社区化+开放。

整个2016年是知乎开放的一年,到现在,从注册用户,到活跃用户数,内容量,知乎已经有了20倍到40倍的增长。我们当时还有一个思考,就是移动化,当时知乎app并不是知乎在移动互联网上的全部答案,我们根据用户的需求,推出了知乎日报。现在知乎日报的阅读量单篇文章已经达到50-60万了。 看着知乎从一个小县城,变成一个大城市,看着知乎内容网络的增量越来越大,我们也开始扩展了知乎的愿景:帮助人们更有效、方便地分享与组织彼此的知识、经验和见解,并获得新机会。其中\"获得新机会\"是补充的部分。

我们也在思考能为这个变化的环境下的年轻人们提供什么。乔布斯在斯坦福演讲时提到过一本目录叫《WholeEarthCatalog》,大部分知道它里面有句名言StayHungry,stayfoolish,没特意看过的人可能不知道,它的Slogan叫做accetotools。这本目录其实普及是适应个人崛起、更符合生态系统规律的生活和生成所需要的;观念、工具和实践案例。

现在对于很多用户来说,知乎成为了一个新的工具,不仅可以分享和获取知识,结交新朋友,还可以帮助他们找到工作和生活中的新机会。从去年开始我们集结成册的《知乎周刊》已经有了600、700万的用户了,今年开始,很多用户可以通过知乎来出版个人的书籍,销售的情况非常好。

知乎不仅服务于从大公司,大机构里出来的人,也服务于那些认为学校学不到生存技能和有用知识的年轻一代,知乎应该不仅提供给他们方法、知识、经验,而且也将包括工具,将这些都努力产品化,不断改进和完善。

知乎的新机会其实酝酿于支持这群人成长所带来的新价值,让有价值的人更有价值,有影响力的人更有影响力,为他们提供工具,创造彼此高效连接的可能,这才是巨大的机会,是一个时代的机会。

我很期待大家回国,也很期待大家来知乎坐坐,成为朋友,甚至是成为同事,我个人觉得,知乎最酷的一件事,就是和一群酷且有趣的人做了一件有价值的事。现在知乎正面对更大的机遇和挑战,期待大家和我们一起。 知乎ceo周源个人资料 中文名周源 国籍中国

出生日期1980年12月 职业知乎创始人兼CEO 毕业院校东南大学

主要成就创建知识型问答社区——知乎 1999年,考取成都理工大学计算机系;

2016年,就读于东南大学,获得软件工程专业硕士学位; 2016年,开始在上海一家软件公司,做底层数据库开发工作;

2016年,离开上海来到北京,在《IT经理世界》杂志社做记者,报道科技公司和企业首席信息官群体;

2016年,在杂志社和同事做了一个叫N3的网站,第二个月,流量就超过了《IT经理世界》主站的流量;参与了专门讨论苹果公司新闻的科技博客Apple4us; 2016年,开始了第一次创业,开发了帮助企业做搜索引擎广告投放使用的管理软件搜索,尝试近两年后宣告失败;

2016年,第二次创业,创建了知识问答社区——知乎,并于2016年年初进入创新工场,之后获得启明创投等机构和知名天使投资人徐小平、蔡文胜等人的投资

第18篇:高中物理力学综合

力学综合

教学目标

通过力学总复习,加深同学们对力学知识的纵向和横向联系的理解;使同学们熟悉和掌握力学部分的典型物理情景;并通过对典型物理情景的剖析,掌握力学问题的思维方法和掌握解决物理问题的基本方法.

教学重点、难点分析

力学知识的横向联系和纵向联系;力与运动的关系;在物体运动过程中,以及物体间相互作用的过程中,能量变化和动量变化的分析.

教学过程设计

一、力学知识概况

二、知识概述

(一)牛顿运动定律

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动力学部分的研究对象,就物体而言分为单体、连接体;就力而言,分为瞬时力与恒力,要通过典型题掌握各自的要领.其中对物体的受力分析,特别是受力分析中的隔离法与整体法的运用是至关重要的,要结合相关题型加以深化.特别是斜面体上放一个物块,物块静止或运动,再对斜面体做受力分析.近年来的试题更趋向于考查连接体与力的瞬时作用相结合的问题.复习中不妨把两个叠加的物体在斜面上运动,分析某个叠加体的受力这类问题当做一个难点予以突破,其中特别注意运用整体法与隔离法在加速度上效果一致的特点.可谓举一反三,触类旁通.

质点做圆周运动时,其向心力与向心加速度满足牛顿第二定律.

万有引力提供向心力,天体的匀速圆周运动问题,是牛顿第二定律的重要应用.

从历年高考试题看,其命题趋势是逐渐把力的瞬时效应与连接体的合分处理结合起来,使考生具有灵活运用这方面知识的能力,其要求有逐年提高倾向.因此对本章的知识的复习必须注意到这一点.

从能力上讲,受力分析的能力、运动分析的能力依然是考查的重点.对研究对象进行正确的受力分析、运动分析,是解决动力学问题的关键.

1.力和运动的关系

物体受合外力为零时,物体处于静止或匀速直线运动状态;物体所受合外力不为零时,产生加速度,物体做变速运动.若合外力恒定,则加速度大小、方向都保持不变,物体做匀变速运动,匀变速运动的轨迹可以是直线,也可以是曲线.物体所受恒力与速度方向处于同一直线时,物体做匀变速直线运动.根据力与速度同向或反向,可以进一步判定物体是做匀加速直线运动或匀减速直线运动;若物体所受恒力与速度方向成角度,物体做匀变速曲线运动.

物体受到一个大小不变,方向始终与速度方向垂直的外力作用时,物体做匀速圆周运动.此时,外力仅改变速度的方向,不改变速度的大小.

物体受到一个与位移方向相反的周期性外力作用时,物体做机械振动. 表1给出了几种典型的运动形式的力学和运动学特征.

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综上所述:判断一个物体做什么运动,一看受什么样的力,二看初速度与合外力方向的关系.

在高中阶段所解决的力与运动的关系问题,无外乎已知物体运动情况,求物体的受力情况;已知物体受力情况,求物体的运动情况.

力与运动的关系是基础,在此基础上,我们还要陆续从功和能、冲量和动量的角度,进一步讨论运动规律.

2.力的独立作用原理

物体同时受几个外力时,每个力各自独立地产生一个加速度,就像别的力不存在一样,这个性质叫做力的独立作用原理.物体的实际加速度就是这几个分加速度的矢量和.根据力的独立作用原理解题时,有时采用牛顿第二定律的分量形式

Fx=max Fy=may 分力、合力及加速度的关系是

在实际应用中,适当选择坐标系,让加速度的某一个分量为零,可以使计算较为简捷,通常沿实际加速度方向来选取坐标,这种解题方法称为正交分解法.

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如图1-9-1,质量为m的物体,置于倾角为θ的固定斜面上,物体与斜面间的动摩擦因数为μ,若要求物体的加速度,可先作出物体的受力图.沿加速度方向建立坐标并写出牛顿第二定律的分量形式

mgsinθ-f=ma,f=μN mgcosθ-N=0 物体的加速度

对于物体受三个力或三个以上力的问题,采用正交分解法可以减少错误,做受力分析时要避免“丢三落四”.

(二)力的积累

从力在空间上的积累效果与力在时间上的积累效果两个角度,来研究物质运动状态变化的规律,是高中物理重点内容.深入理解“功是能量转化的量度”,以及理解在动量守恒过程中能量的变化,是这部分的核心,应着重做好以下几项工作:

1.深入理解几个重要概念

本讲研究的概念较多,有功、功率、动能、重力势能、弹性势能、机械能、冲量、动量等重要概念,这是本讲知识的基础,对于它们的物理意义必须进一步深入理解.

(1)打破思维惯性,正确认识功的计算公式.

功的计算公式W=Fscosθ应用比较广泛,不仅机械功计算经常要应用它,电场力做功和磁场力做功有时也要应用它进行计算.

(2)运用对比方法,区分几个不同的功率概念. ①正确区别P=W/t和P=Fvcosθ的应用范围.

前者为功率的普适定义式,后者是前者导出的机械功的计算公式;前者求出的是t时间内的平均功率,当然t趋近零时,其结果也为瞬时功率,后者公式中的v为瞬时速度大小,求出的功率为瞬时功率;若v为平均速度大小,F且为恒力,求出的即为平均功率.

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在运用P=Fvcosθ进行计算时,要注意θ的大小,也可能求出负值,那是表示阻力的功率,要注意P和F及v是对应的,通常讲汽车的功率是指汽车牵引力的功率.

②正确区别额定功率和实际功率的不同.

额定功率是指机器正常工作时输出的最大功率.实际功率是指机器实际工作时的功率,一般不能超过额定功率.

③正确区分汽车两种启动方法的物理过程的不同. (3)正确理解势能概念.

中学教材研究了重力势能、弹性势能、分子势能、电势能等概念,还要求能够直接运用公式计算重力势能和电势能的大小.

不管哪种形式的势能,其对应的作用力均为保守力,它们做功与路径无关,只与物体的始末位置有关,并且W=-△Ep.势能是个相对量,它的大小与所取的零势能位置有关,但势能的变化与零势能位置的选取无关.因此,为了处理问题方便,要巧妙选取零势能的参考位置.

势能是个标量,它的正负是相对于零势能而言的.比较势能的大小,要注意它们的正负号. 势能属于系统所共有,平时讲物体的重力势能,实际上是物体与地球组成的系统所共有.又如,氢原子核外电子所具有的电势能,实际上应为氢原子所具有.

(4)深入理解动量和冲量的物理意义. ①弄清动量和动能的区别和联系.

动量和动能都是描述物体机械运动状态量的物理量,它们的大小存在下述关系:

它们都是相对量,均与参照物的选取有关,通常都取地球为参照物. 动量是矢量,动能是标量.

物体质量一定,若动能发生变化,动量一定发生变化;若动量发生变化,动能不一定发生变化.例如物体做匀速圆周运动,动能不变,而动量时刻在变.

②正确理解冲量I=Ft.

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I=Ft适用于恒力冲量的计算,是个矢量式,I和F是对应的,方向相同.某一恒力有冲量,该力不一定做功;某一恒力做功,该力一定有冲量.

③弄清冲量和动量的关系.

合外力冲量是物体动量变化的原因,而非动量的原因. 2.熟练掌握动能定理和机械能守恒定律的应用 (1)运用动能定理要善于分析物理过程.

例如,总质量为M的列车,沿水平直线轨道匀速前进,其末节车厢质量为m,中途脱节.司机发觉时,机车已行驶L的距离,于是立即关闭发动机滑行.设运动的阻力与质量成正比,比例系数为k,机车的牵引力恒定.当列车的两部分都停止时,它们的距离是多少?

解本题时应注意,前面的列车从脱钩以后到停止,整个运动过程有两个阶段:第一阶段牵引力没撤去时,列车做匀加速直线运动;第二阶段为关闭发动机滑行阶段.运用动能定理时不必分阶段分别列式去研究,应该从整个过程考虑列以下方程式:

再对末节列车应用动能定理,有:

再从整体考虑,有F=kMg

本问题求解时也可假设中途脱节时,司机立即发觉并关闭发动机,则整个列车两部分将停在同一地点.然而实际上是行驶了距离L后才关闭发动机,此过程中牵引力做的功可看作用来补偿前面列车多行驶s克服阻力所做的功,即

kMgL=k(M-m)g△s

(2)运用动能定理解连接体问题时,要注意各物体的位移及速度的关系.

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如图1-9-2所示,在光滑的水平面上有一平板小车M正以速度v向右运动.现将一质量为m的木块无初速地放上小车,由于木块和小车间的摩擦力的作用,小车的速度将发生变化.为使小车保持原来的运动速度不变,必须及时对小车施加一向右的水平恒力F.当F作用一段时间后把它撤去时,木块恰能随小车一起以速度v共同向右运动.设木块和小车间的动摩擦因数为μ.求在上述过程中,水平恒力F对小车做多少功?

本题中的m和M是通过摩擦相互联系的.题中已经给出最后两者速度均为v,解题的关键是要找出s车和s木的关系.

由于s车=vt,s木=vt/2,所以

s车/s木=2/1

根据动能定理,对于木块有

对于车有

WF-μmgs车=0

③ 将①式、②式和③式联系起来,可得 W=mv2.

3.强化动量守恒定律及其与功能关系的综合应用的训练 (1)重视动量守恒定律应用的思维训练. 例如下面这道试题.

如图1-9-3所示,一排人站在沿x轴的水平轨道旁,原点O两侧的人的序号都记为n(n=1,2,3,„).每人手拿一个沙袋,x>0一侧的每个沙袋质量m=14kg;x<0一侧的每个沙袋质量为m′=10kg.一质量为M=48kg的小车以某初速度从原点出发向x正方向滑行,不计轨道阻力.当车每经过一人身旁时,此人就把沙袋以水平速度u朝与车相反的方向沿车面扔到车上,u的大小等于扔此袋之前的瞬间车速大小的2n倍(n是此人的序号数).(1)空车出发后,当车上堆积了几个沙袋时车就反向滑行?(2)车上最终有大小沙袋共多少个?

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先确定车上已有(n-1)个沙袋时,车与沙袋的动量大小p1,和第n个人扔出的沙袋动量大小p2.如果p2>p1,则车反向滑行;若p1=p2就停止.要能运用不等式讨论,得出结果.题目中第(2)问,车沿x负方向运动时,也应能用上述思维方法进行分析讨论.

(2)强化动量守恒定律与能量转化的综合计算.

动量守恒定律与机械能守恒定律是两个重要的守恒定律,一些物理过程常常需要运用这两个守恒定律进行处理,这就构造了一类动量和能量的综合题.详见后面例题.

(三)典型物理情景

[例1]一光滑球夹在竖直墙与放在水平面上的楔形木块间,处于静止.若对光滑球施一个方向竖直向下的力F,如图1-9-4所示,整个装置仍处于静止,则与施力F前相比较

[

] A.水平面对楔形木块的弹力增大 B.水平面对楔形木块的摩擦力不变 C.墙对球的弹力不变 D.楔形木块对球的弹力增大 分析与解答:

施加力F,相当于球“重”增加,这样按球“重”G增加来分析各个力的变化,就使问题简化了一层,从整体分析受力,不难得出水平面对楔形木块的弹力增加.

确定选项A正确.

但是,若简单地认为竖直方向的力增加,不会影响水平方向的力的变化,就认定选项B(甚至于选项C)也正确,就犯了片面分析的错误.

如果从另一角度稍加分析,不难看出球与墙之间是有相互作用力的,若没有墙,球就不可能静止.

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以球为研究对象,其受力如图1-9-5所示,墙对球的弹力T和斜面对球的弹力N1分别为

T=Gtanθ,N1=G/cosθ

G增加,当然T、N1都增加.T增加,从整体看水平面对楔形木块的摩擦力f=T.因此四个选项中所涉及到的力都应是增大的.

本题选项A、D正确.

[例2]在图1-9-6所示的装置中,AO、BO是两根等长的轻绳,一端分别固定在竖直墙上的同一高度的A、B两点,∠AOB=120°,用轻杆CO使OA、OB两绳位于同一水平面内,OD垂直于AB,轻杆OC与OD在同一竖直平面内,C端固定在墙上,∠COD=60°.在结点O用轻绳悬挂重为G的物体,则绳OA受到的拉力大小为____;杆OC受到的压力大小为____.

分析与解答:

本题的“难”在于涉及三维空间,但是题目也明确给出了两个平面:△AOB所在的水平面及△COD所在的竖直平面.本题应从我们熟悉的平面问题入手来解.

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位于水平面内的AO、BO两绳等长,且整个装置左右对称,可见两绳的拉力相等,设为T,又已知∠AOB=120°,因此,不但能确定两绳拉力的合力的方向是沿OD的,而且合力的大小也等于T.于是若OD为一绳,就可以取代(等效)AO、BO两绳的作用,题目就转化为如图1-9-7所示装置的问题,且求出OD绳的拉力就等于求出OA绳的拉力.

不难得出:

OC杆受压力:N=G/sin60°=2G [例3]物体静止在光滑水平面上,先对物体施一水平向右的恒力F1,经t秒后物体的速率为v1时撤去F1,立即再对它施一水平向左的恒力F2,又经t秒后物体回到出发点时,速率为v2,则v

1、v2间的关系是 [

] A.v1=v

2 B.2v1=v2

C.3v1=v2 D.5v1=v2 分析与解答:

设物体在F1作用下,在时间t内发生的位移为s;则物体在F2作用下,在时间t内发生的位移为-s;根据平均速度的定义,以及在匀加速直线运动中平均速度与即时速度的关系,可得物体在F1作用下的平均速度

说明:

包括匀加速直线运动和匀加速曲线运动.对于匀加速直线运动,无论物体是否做往返运动,上式都成立;对于匀加速直线运动,注意上式的矢量性.

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[例4]从倾角为30°的斜面上的A点以水平速度v0平抛出的小球,最后落在斜面上B点,如图1-9-8所示.求(1)物体从A到B所需时间;(2)若物体抛出时的动能为6J,那么物体落在B点时的动能为多少?

分析与解答:

物体水平抛出后,做平抛运动,假设经过时间t落在斜面上的B点,则: 物体在水平方向上的位移为x=v0t 物体在竖直方向上的位移为y=gt2/2

如果物体落在B点的速度大小为v,则

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[例5]如图1-9-9所示,置于光滑水平面上的斜劈上,用固定在斜面上的竖直挡板,挡住一个光滑球.这时斜面和挡板对球的弹力分别是N和T.若用力F水平向左推斜劈,使整个装置一起向左加速运动,则N与T的变化情况是N____,T____.

分析与解答:

首先弄清静止时的情况,这是变化的基础.设球重G,斜面倾角θ,这是两个不变化的物理量.受力图已在原图上画出,静止时有

Ncosθ=G,Nsinθ=T 于是可得

N=G/cosθ,T=Gtanθ 当整个装置一起向左加速运动时,

N′cosθ=G,N′sinθ-T′=ma 于是可得

N′=G/cosθ,T′=Gtanθ-ma 因此,N′=N,T′<T 其实,这一问题,也可以这样思考:整个装置一起向左加速运动时,在竖直方向上,系统依然处于平衡状态,所以球在竖直方向受合力仍然为零.即仍要满足N=G/cosθ,正是这一约束条件,使得斜面对球的弹力N不可能发生变化,于是使得重球向左加速运动,获得向左的合外力的唯一可能就是T减小了.

本题答案是N不变,T减小.

本题给我们的直接启示,是要树立“正交思维的意识”,即在两个互相垂直的方向上分析问题. 对比和联想,特别是解题之后的再“想一想”,是提高解题能力的“事半功倍”之法.譬如: 其一,本题若改为整个装置竖直向上加速运动,讨论各个力的变化情况时,绝不能简单地套用本题的结论,得出“N增大,T不变”的错误结论.同样应由竖直与水平两个方向的约束条件分析,由竖直方向向上加速,可得N增大;由水平方向平衡,注意到N增大,其水平方向的分量也增大,T=Nsinθ,也会随之增大,“正交思维的意识”是一种思维方法,而不是某一简单的结论.

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其二,本题还应从T减小联想下去——这也应形成习惯.挡板对球的弹力T的最小值是零.若T=0,可得出球以及整个装置的加速度a=gtanθ,这是整个装置一起向左加速运动所允许的最大加速度,加速度再大,球就相对斜面滑动了.

若a=gtanθ,既然T=0,那么挡板如同虚设,可以去掉,这样对斜劈的水平推力F的大小,在知道斜劈和重球的质量(M和m)的前提下,也可得F=(M+m)gtanθ.

[例6]质量分别为m1和m2的1和2两长方体物块并排放在水平面上,在水平向右的力F作用下,沿水平面加速运动,如图1-9-10所示,试就下面两种情况,求出物体1对物体2的作用力T.

(1)水平面光滑.

(2)两物块与水平面间的动摩擦因数μ相同. 分析与解答.

(1)以整个装置为研究对象,它们的加速度为a,则

再以物块2为研究对象,物块1对2的作用力T,有

(2)与上述过程相同.以整个装置为研究对象,它们的加速度为a′,则

再以物块2为研究对象,物块1对2的作用力T′,有

T′-μm2g=m2a′

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两种情况的结论相同,这是因为与“光滑”情况相比较,两物块在运动方向上都各增加了一个力,而这个力是与两物块的质量成正比出现的,两物块的加速度为此改变了相同的值,并非它们之间相互作用力改变造成的;反之,若两物块之间的相互作用力发生了变化,两物块在相反方向上改变了相同的值,为此它们的加速度将一个增加,一个减小,不可能再一起运动了.这与事实不符.

另外,1998年高考有一道类似的试题:

题中给出物块1的质量为2m,与水平面间的摩擦不计,物块2的质量为m,与水平面间的动摩擦因数为μ,同样在水平力F作用下加速运动,求物块1对物块2的作用力.

解的步骤依然是:

(3)以整个装置为研究对象,它们的加速度为a,则

再以物块2为研究对象,物块1对2的作用力T,有

T′-μm2g=m2a′

所以

F=(M+m)g(tanθ+μ) [例7]一平板车质量M=100kg,停在水平路面上,车身的平板离地面的高h=1.25m,一质量m=50kg的小物块置于车的平板上,它到车尾(左端)的距离b=1.00m,与车板间的动摩擦因数μ=0.20,如图1-9-11所示.今对平板车施一水平方向向右的恒力,使车向前行驶,结果物块从车板上滑落.物块刚离开车板的时刻,车向前行驶的距离s0=2.0m.求物块落地时,落地点到车尾的水平距离s.(不计路面与平板车以及轮轴之间的摩擦,取g=10m/s2)

分析与解答:

车启动后,物块受向右的摩擦力f=μmg,同时车也受同样大小向左的摩擦力.物块与车都向右加速运动,物块能从左侧离开车,表明车的加速度a2大于物块的加速度a1.图1-9-12所示为从启动到物块将离开车时,它们的位移关系.

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对物块:

初速度为零,加速度a1和位移s1大小分别为

a1=μg=2.0m/s2 s1=s0-b=1.0m 所用时间t1和末速度v1分别为

此间车的加速度a2和末速度v2分别为

由对车使用牛顿第二定律F-μmg=Ma2 作用于车向右的水平恒力F=500N 物块离开车板后,做平抛运动,到落地所用的时间

水平射程s′1=v1t2=1.0m 在物块做平抛运动这段时间内,车做匀速运动的加速度

a3=F/M=5m/s2

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所以s=s2-s′1=1.625m 说明:

这道题要求同学能根据题给条件,对整个运动要有一个清晰的分析.对涉及的车子、小物块在整个过程的各个阶段的运动特点都有明确的概念.这样就不难根据有关规律列出它们在各个阶段的有关方程.这道题列出的联立方程较多,因而要求同学具有一定的应用数学工具处理物理问题的能力,和把比较复杂的问题一步一步演算到底的心理素质.

[例8]如图1-9-13所示,轻绳长L,一端固定在O点,另一端拴一个质量为m的小球,使小球在竖直平面内做圆周运动.欲使小球能通过最高点,试证明:

(2)小球通过最低点和最高点所受的绳拉力T1和T2之差有:T1-T2=6mg. 分析与解答: 由牛顿第二定律

由机械能守恒定律得

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由①、②、③式得 T1-T2=6mg [例9]质量m=4×103kg的汽车,发动机的额定功率为P0=40×103W.若汽车从静止开始,以a=0.5m/s2的加速度做匀加速直线运动,运动中受到大小恒定的阻力f=2×103N,求:

(1)汽车匀加速运动的时间. (2)汽车可达的最大速度Vm. (3)汽车速度v=2vm/3时的加速度a1. 分析与解答:

若对汽车发动机的额定功率缺乏正确的理解,那么,对本题所设两问就不可能理解,更不用谈正确的解.汽车发动机的额定功率是允许的最大输出功率,发动机的输出功率P等于汽车的牵引力F与速度v的乘积,即

P=Fv

就本题而言,应分两个阶段分析:

第一阶段,汽车从静止开始做匀加速直线运动,且阻力f恒定.因此,这一阶段汽车的牵引力恒定,由P=Fv可知,随汽车速度的增加,发动机的输出功率也将随之增加.

但是汽车发动机的功率不可能无限增加.在达到额定功率后,汽车速度再增加,只能导致牵引力F减小,从而加速度减小.但速度仍在增加,又会使牵引力减小,加速度减小,„„这就是为什么会有匀加速运动的时间之说.直到汽车的加速度为零时,即牵引力减小到与阻力平衡,汽车的速度才达可能的最大值vm,以后在额定功率下,汽车做匀速运动.

具体解法如下:

(1)汽车做匀加速直线运动,由牛顿第二定律得F-f=ma,F=4×103N 汽车做匀加速运动的过程,发动机的输出功率随之增加,当达额定功率时,汽车匀加速运动可达的最大速度v′,有v′=P0/F 汽车匀加速运动所用的时间

t=v′/a=20s

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(2)这以后汽车保持恒定的额定功率,做加速度逐渐减小的加速运动,当加速度减为零时,速度达到最大值vm,此时有

vm=P0/f=20m/s (3)v=2vm/3时,由于v>10m/s,所以汽车正处于加速度减小过程中.汽车的加速度(即时加速度)

图1-9-14是本题所述过程的v-t图线,t=20s前,汽车牵引力恒定,做匀加速直线运动,在t=20s后,汽车的功率恒定,做加速度逐渐减小(图线的斜率逐渐减小)的加速运动.不难看出,这两种启动方法物理过程是有所不同的.

为了把功率知识和牛顿第二定律与动能定理有机结合起来,还可讨论下面的问题: ①在汽车保持P0不变的启动过程中,当速度达到最大速度vm的一半时,加速度为多大?

②若汽车先以恒力F启动,达到v′m后再保持P0不变的运动.如果知道从v′m到刚达到v通过的位移s,那么汽车从静止开始到速度刚达到vm的时间为多少?

[例10]质量为m的钢板与直立轻弹簧的上端连接,弹簧下端固定在地上.平衡时,弹簧的压缩量为x0,如图1-9-15所示.一物块从钢板正上方距离为3x0的A处自由落下,打在钢板上并立刻与钢板一起向下运动,但不粘连,它们到达最低点后又向上运动.已知物块质量也为m时,它们恰能回到O点.若物块质量为2m,仍从A处自由落下,则物块与钢板回到O点时,还具有向上的速度.求物块向上运动到达的最高点与O点的距离.

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分析与解答:

对于这类综合题,要善于分析物理过程中各个阶段的特点及其遵循的规律,要注意两个物体在运动过程中相关量的关系.

质量为m的物块运动过程应分为三个阶段:第一阶段为自由落体运动;第二阶段为和钢板碰撞;第三阶段是和钢板一道向下压缩弹簧运动,再一道回到O点.质量为2m的物块运动过程除包含上述三个阶段以外还有第四阶段,即2m物块在O点与钢板分离后做竖直上抛运动.弹簧

对于m:

第二阶段,根据动量守恒有mv0=2mv1

对于2m物块:

第二阶段,根据动量守恒有2mv0=3mv2

第三阶段,根据系统的机械能守恒有

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又因

E′p=Ep

上几式联立起来可求出:l=x0/2 同步练习

一、选择题

1.A球的质量为2m,以速度v0沿正x轴方向运动,B球的质量为m,静止在x轴上某处.A、B球发生碰撞后均沿正x轴方向运动,则B球可能的速度为

[

] A.v0

B.2v0

C.3v0

D.4v0 2.一辆汽车刹车后做匀减速直线运动停下,已知汽车前一半时间的

[

]

3.物体在几个力作用下保持静止,现只有一个力逐渐减小到零又逐渐增大到原值,则在这个力变化的整个过程中,物体速度大小变化的情况是

[

] A.由零逐渐增大到某一数值后,又逐渐减小到零 B.由零逐渐增大到某一数值后,又逐渐减小到某一数值 C.由零逐渐增大到某一数值 D.以上说法都不对

4.一根水平绳子有相距L的a、b两点,有一列横波沿绳传播,在某时刻a、b均在通过平衡位置,且a、b之间没有波峰只有一个波谷,经过时间t,a处第一次出现波峰,b处第一次出现波谷,那么,这列波的传播速度是

[

]

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5.如图1-9-16所示,小车沿水平面做直线运动,小车内光滑底面上有一物块被压缩的弹簧压向左壁,小车向右加速运动.若小车向右加速度增大,则车左壁受物块的压力N1和车右壁受弹簧的压力N2的大小变化是

[

] A.N1不变,N2变大 B.N1变大,N2不变 C.N

1、N2都变大 D.N1变大,N2减小

6.一个做变速运动的物体

[

] A.若改变物体速度的是重力,则物体的机械能不变 B.若改变物体速度的是摩擦力,则物体的机械能一定减小 C.若改变物体速度的是摩擦力,则物体的机械能可能增大 D.物体的速度增大时,物体的机械能可能减小

7.如图1-9-17所示,一只箱子放在粗糙的水平地面上,甲用与地面成θ1角的恒力F1斜向上拉箱子,乙用与地面成θ2角的恒力F2斜向下推箱子,箱子做匀加速运动,其加速度为a,若乙不推箱子,则箱子的加速度

[

]

第21页(共25页)

A.一定小于a

B.可能小于a C.可能大于a

D.可能等于a

8.如图1-9-18所示,物块放在粗糙斜面上保持静止,斜面体水平向左加速运动,当加速度减小时物块始终相对斜面静止,则物块所受斜面的摩擦力f和支持力N的大小变化情况可能是 [

] A.f增大,N减小

B.f减小,N不变

C.f不变,N减小

D.f减小,N减小

9.A球的质量为mA,以某一速度沿光滑水平面向静止的B球运动,B球的质量为mB.A与B发生正碰,碰撞过程中机械能不损失,当B球质量取不同值时,则碰撞后

[

] A.mB=mA时,B球速度最大 B.mB=mA时,B球动能最大 C.mB<mA时,mB越小B球速度越大 D.mB>mA时,mB越大B球动量越大

10.如图1-9-19所示,在倾角为θ的斜面上有A、B两个长方形物块,质量分别为mA、mB.在平行于斜面向上的恒力F的推动下,两物块一起向上做加速运动.A、B与斜

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面间的动摩擦因数为μ.设A、B之间的相互作用力为FAB,当它们一起向上加速运动过程中

[

]

C.斜面倾角θ如有增减,FAB值也将随之增减

D.不论倾角如何变化(0≤θ≤90°),FAB值都保持一定

11.如图1-9-20所示,传送皮带不动时,物块由皮带顶端A从静止开始滑下到皮带底端B用的时间是t,则

[

]

A.当皮带向上运动时,物块由A滑到B的时间一定大于t B.当皮带向上运动时,物块由A滑到B的时间一定等于t C.当皮带向下运动时,物块由A滑到B的时间可能等于t D.当皮带向下运动时,物块由A滑到B的时间可能小于t

二、非选择题

第23页(共25页)

12.如图1-9-21,竖直圆环的内侧为光滑的凹槽,aOb为其水平直径.两个相同的小球A和B,同时从a点以相等的初速率v0,A沿凹槽向上运动,B沿凹槽向下运动,运动中两球均未脱离圆环.在圆环上的b、c、d三点位置中,两球相遇的位置可能是在____点.

13.汽车拉一拖车沿平直公路匀速行驶,中途拖车与汽车脱钩,若汽车的牵引力不变,汽车和拖车受到的阻力也不变,则在拖车停止运动前,汽车、拖车系统的总动能____,总动量____.(填增加、减少或不变)

14.将一根长为L的细绳上端固定,下端挂一质量为0.5kg的重物(可视为质点).最初,重物及绳与固定端同处于一水平线上,重物被无初速释放后,将在竖直平面内做圆周运动,当其运动到最低点时绳受力为F,细绳刚好被拉断.若换一根长为1.5L,

其在竖直平面内摆动时,摆角不能超过____度.

15.如图1-9-22,一物体以40J的初动能从斜面顶端下滑,途经A点时,动能已减少10J,机械能已减少30J;到达底端时,速度刚好减为零.若使该物体从斜面底端沿斜面上滑,要能使其达到顶端,则上滑的初动能至少应为____J.

16.水平匀速飞行的轰炸机正向敌方阵地上空飞来,被水平地面上与飞机直线距离为l的敌方阵地雷达发现,设飞机速度矢量与雷达在同一竖直面内,这时雷达监测飞机的仰角(即雷达观察飞机的方向与水平面间的夹角)为θ,与此同时,飞机上自由释放一颗炸弹,试分析飞机应以多大水平速度飞行,才有可能使炸弹命中敌方雷达?

17.如图1-9-23所示,在光滑水平面上放置一长为L、质量为M的长方形木板A,木板的右端固定一竖直挡板,挡板上装有一水平轻弹簧,弹簧原长为l0;木板的左端上放有一质量为m的小滑块B,滑块与长木板间的动摩擦因数为μ.今给长木板A一短暂

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时间的冲量,使A获得某一向左的瞬时速度v0,此后滑块B将在长木板上相对长木板向右运动并把弹簧压缩至最短为l.如果最终滑块B能刚好停在木板A的左端而不掉下,试确定长木板A运动的初速度v0.

18.如图1-9-24所示,质量为9m的圆木板,中心系一根长为L的细绳,绳的另一端拴一质量为m的小球.最初将小球与圆木板靠在一起从固定钢板C正上方高h=0.2m处由静止释放.钢板C中心有一孔,孔径比小球直径大,但比圆木板直径小.小球与圆木板落下后,圆木板与钢板C发生无机械能损失的碰撞,小球穿过孔后继续下落,运动到细绳绷紧时,球与圆木板达到一共同速度v,若不计空气阻力,细绳绷紧时,绳的拉力远大于圆木板和球的重力,要使球与圆木板达到共同速度v时方向向下,试确定细绳的长度L应满足的条件.

参考答案

1.A 2.B 3.C 4.AB 5.B 6.ACD 7.BCD 8.AD 9.BCD

10.AD 11.BCD 12.C 13.增加 不变

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第19篇:兰州大学力学发展

[兰州大学报]不屈的使命 辉煌的成就 ——兰州大学力学学科的发展历程与办学成就

『2011-05-27 09:44:01』『字号:大 中 小』『浏览:2544次』『打印』

兰州大学土木工程与力学学院 暨西部灾害与环境力学教育部重点实验室

引子

兰州大学力学学科创办50余年来,在老一辈力学家、力学教育家叶开沅教授与新一代学科带头人郑晓静院士、周又和教授的不懈努力下,在办学的核心指标上开创了兰州大学多项第一:国家首批博士点之一,培养出第一位院士、第一位国家杰出青年科学基金获得者,第一项完全由校内成员独立完成的国家自然科学二等奖,叶开沅培养的学生中3人当选院士位列校内个人第一,唯一有本学科教师担任国外学术机构主办的国际学术期刊主编,唯一有二位教授获宝钢教育基金会高校优秀教师特等奖的学科,唯一的发展中国家科学院院士,唯一的非在职博士生入选全国优秀博士学位论文,唯一的由教师个人争取获得的国际学术组织捐资在我校设立的人才培养奖励基金、二篇学术论文获国际学术奖励(即最佳贡献论文奖与最佳论文奖)。目前,该学科还拥有国家重点学科、教育部重点实验室、一级学科博士点、博士后科研流动站,本科生人才培养省级基地、实验教学省级示范中心、教育部长江学者创新团队、国家精品课程、国家特色专业建设点、国家级教学名师、国家级教学团队、国家教学成果奖、国家科技进步奖、中科院院士、长江学者奖励计划特聘教授等办学条件与核心指标。面对国际间激烈的科技与经济竞争,我国正在大力实施科教兴国和人才强国战略,高等学校培养高水平创新人才的使命更加重大。我校力学专业在极其困难条件下,经过几代人的不屈努力和不懈奋斗,由“弱势学科”逐步发展成为多项办学指标位于学校前列的优势学科,其崇尚卓越、追求一流的办学经验是值得我们加以总结与思考的。今天力学学科的“喷发”,是力学教师特别是学科带头人长期坚持“甘坐板凳十年冷、追求一流代代新”的办学精神的必然结果。只有知道什么是好、也知道如何在西部地区不利环境与条件下去追求好,我们才有可能找到切实可行的办学途径并通过有效的实施来办好学,才可能根据自身条件逐步发展成为好,才不至于鹦鹉学舌地生搬硬套别人的方法(或说法)以致于水土不服,才不至于没有独立见解地进行一些无谓的“空调”(读tiao,即调整之意),进而才有可能避免某些“形左实右”的“乱调”。十年树木、百年树人,作为肩负培养高水平创新人才重任的我们,要有长远的办学追求,尤其对于肩负更大使命的学科带头人和学术带头人,在此征途上既要言传更要身教,要通过一步步的成功实践、一步步的向前发展,来激励斗志、鼓舞士气,为后来者探索出一条行之有效的办学道路。为此,也需要对过去的办学经历进行有效总结,包括成功的与失败的,这样方可使未来的发展不至于有形无实,才有可能有的放矢地真正实现国家的目标和人民的期盼。这里,我们仅针对力学学科的发展历程、科研成果、科研与人才培养硬件条件作客观表述,从中可以看出一些发展的脉络。

发展历程

兰州大学力学学科创建于我国建设事业大发展的1959年。当时,在苏联人造地球卫星成功发射的推动下,力学被认为是与高新技术密切联系的学科,全国许多重点大学相继开始建立力学专业,兰州大学力学专业就是在这种大背景下建立起来的。借鉴苏联莫斯科大学与北京大学力学专业的办学经验,兰州大学所建立的力学专业及其教研室放在了数学系(随后改为数学力学系),首任力学教研室的党政负责人为潘朝艳同志和郭秉荣同志。当时,从已进校的数学专业学生中挑选出一部分转到了力学专业,于1962年有了首届毕业生。相关教师队伍主要来源于北京大学等高校的毕业生或教师,如北京大学5位力学专业创办人之一的叶开沅于1959年随江隆基校长来到兰州大学,北京大学力学专业毕业生程昌均、苗天德和王廷栋,清华大学力学班的汤任基与王凯,南京大学天文专业毕业生俞焕然,兰州大学力学专业毕业生刘人怀、陈山林与王璞等在上世纪50年代末与60年代初期充实到兰州大学力学专业的教师队伍。到“*”时,力学专业的教师与实验人员达到40余人。在“*”结束后不久,一批力学教师相继调离兰州大学到国内其它高校与科研机构,如刘人怀1978年调到中国科大,此后不久以出色科研业绩在没有博士学位的情形下成为国内首批获洪堡奖学金资助赴陈山林1979年考入清华大学著名力学家钱伟长教授门下攻读研究生等。 西德留学的学者;

上世纪80年代初,随着高等教育恢复正常及本学科带头人叶开沅教授的冤假错案被彻底平反,兰州大学力学学科进入快速发展时期。在叶开沅教授的带领下,1981年申请的固体力学硕士与博士学科培养点获国务院学位委员会批准设立,成为兰州大学的6个首批博士点之一,叶开沅教授也成为该学科点的唯一博士生指导教师。从此,兰州大学力学专业开始了高层次人才培养的新时代。1986年,兰州大学力学系独立建系,叶开沅教授出任首任系主任,从而使其办学理念得到了有效的贯彻执行。在叶开沅教授的指导下,郑晓静以其博士学位论文的研究成果于1988年获首届中国科协授予的“中国青年科技奖”和1991年获国家教委与国务院学位委员会联合授予的“做出有突出贡献的中国博士学位获得者称号”,叶开沅教授也因此被甘肃省授予“优秀博士生指导教师”称号。到上世纪末,在本博士学科点被批准为博士生指导教师的还有:汤任基(1985;1986年调出)、程昌钧(1989;1996年调出)、朱正佑(1993;1996年调出)、苗天德(1995;2006年退休)、俞焕然(1995;2006年退休)、郑晓静(1995)、周又和(1998)。在叶开沅教授卸任力学系主任后,苗天德教授(1991-1994)和俞焕然教授(1994-1999)先后继任力学系主任。1991年,由苗天德教授领衔申报的力学二级学科岩土力学硕士点获批准设立,在1997年国家进行学科调整时,这一硕士点从力学学科中被取消,于是被学校转化为地质工程硕士学科点。1997年郑晓静教授获“国家杰出青年科学基金”并入选“教育部跨世纪人才”,成为兰州大学首位获得“国家杰出青年科学基金”(当时还称其为“总理基金”)的教师。同年,郑晓静教授因其教学与科研的成绩获宝钢教育基金会授予的“中国高等学校优秀教师特等奖”,并被甘肃省政府授予“甘肃省优秀专家”称号。

IEEE超导委员会主席Spargo教授(右)和该委员会奖励委员会主席Nisenoff教授(左)在美国芝加哥召开的2008年度IEEE应用超导国际会议开幕式的授奖仪式上向周又和教授(中)授于2007年度发表在IEEE Trans.Applied Superconductivity学术期刊上的“最佳贡献论文奖”。

1991年9月北京大学力学系主任、中科院院士、时任中国力学学会理事长的王仁教授在兰州大学出席全国现代力学与数学学术会议后,得知兰州大学已开始电磁固体力学这一新兴交叉学科的研究,欣然约请周又和与郑晓静面谈并给予了热忱鼓励。面谈完后在王仁先生下榻的兰州大学外宾招待所楼前用王仁先生所带的相机摄于此照片,大约三周就收到了王先生寄来的这一照片。左为周又和(时任兰州大学力学系讲师),中为王仁院士,右为郑晓静(时任兰州大学力学系副

教授)。

1999年6月,力学系与物理系、材料系、现代物理系一道组成了物理科学与技术学院,周又和教授出任其力学系主任。1999年3月,申报的教育部“长江学者奖励计划特聘教授”固体力学学科岗位被批准设立,同年底周又和被批准为该岗位的特聘教授(第二批)。1999年,固体力学学科被甘肃省批准为省级重点学科。1999年底,叶开沅指导培养的学生刘人怀教授当选为中国工程院院士,成为兰州大学首位获院士殊荣的毕业生。2000年,周又和教授获“国家杰出青年科学基金”,并获宝钢教育基金会“中国高校优秀教师特等奖”。2003年由郑晓静教授领衔申报的工程力学硕士学科点被批准设立,2004年由周又和教授与郑晓静教授领衔申报的力学一级学科博士后科研流动站被人事部批准设立,2005年工程力学博士学科点被国务院学位委员会批准设立,同年力学一级学科硕士点获批准设立。

1994年7月-1995年7月底,周又和作为日本资助的外国研究员在东京大学核工程研究实验室进行合作研究。在周又和教授及其研究成果的促成下,日本东京大学电磁固体力学知名学者K.Miya教授任会长的日本应用电磁材料与力学学会两度向兰州大学捐资400万日元的研究生奖励基金。图为周又和于1995年3月陪同Miya教授来兰州大学讲学并与学校商谈设立基金期间的合影。左为周又和(时任兰州大学力学系副教授),中为Miya教授,右为郑晓静教授。

2005年6月,力学学科与地质工程学科、土木工程学科(后者由力学学科于2002年负责组建)一道成立了土木工程与力学学院,周又和出任院长,王省哲任该学院的力学与工程科学系主任。2005年底,“理论与应用力学”本科专业被甘肃省批准为人才培养与科研基地。同年,周又和被中国教科文卫体工会授予“全国师德标兵”称号,2006年他又被中国科协授予“西部开发突出贡献奖”。2005年以来,学校按学科点成立了固体力学研究所与工程力学研究所,周又和教授与郑晓静教授分别担任这两研究所的所长(后者于2010年由黄宁教授接替),而且周又和教授被指定为力学博士后科研流动站负责人。2005年底,以风沙环境力学成果为主申报的“西部灾害与环境力学”教育部重点实验室获批准建设,2008年通过建设验收正式挂牌,周又和教授被任命为重点实验室主任,刘人怀院士被任命为重点实验室学术委员会主任。2007年协同甘肃省地震局一道申报的“兰州地球物理”国家野外科学观测站被批准建设,周又和兼任副站长。2007-2008年,由周又和领衔并组织协调土木工程与力学学院(以力学为主)、物理与科学技术学院、化学化工学院、核科学与技术学院一同申报的“特殊功能材料与结构设计”教育部重点实验室(B类)获批准建设(申请书由王省哲主写和统稿),王省哲担任该实验室的一研究室主任(注:后期的建设因周又和已担任一教育部重点实验室主任,学校决定让物理科学与技术学院一教授担任该B类重点实验室的主任)。2005年力学一级学科入选为甘肃省重点学科,2007年固体力学学科入选为国家重点学科。2006年和2008年,由周又和领衔的力学教师队伍先后入选为教育部“长江学者奖励计划创新团队”和国家级教学团队。2007年周又和为本科生主讲的《理论力学》入选国家级精品课程,2008年周又和获高等学校“国家级教学名师奖”, 2009年周又和教授被教育部授予“全国优秀教师”称号,“理论与应用力学”本科专业入选为国家特色专业建设点,教学研究项目获国家教学成果二等奖(完成人:周又和、王省哲、武建军、郑晓静)。2009年底郑晓静教授当选为中国科学院数理学部院士,2010年她又当选为发展中国家科学院工程领域的院士(即原第三世界科学院院士)。2010年,叶开沅教授指导培养的孙博华博士(1989年获博士学位)当选为南非科学院院士,成为该学科培养的第三位当选院士的学者。2010年,周又和指导的博士研究生张兴义的博士学位论文入选“全国优秀博士学位论文”。此前,郑晓静与周又和指导的博士中,已有6人入选教育部新世纪优秀人才支持计划(即武建军,2004;王省哲,2005;黄宁,2005;高原文,2006;王记增,2009;苟晓凡,2009)。2010年,以力学为主的学院工程实验中心被甘肃省批准为省级本科实验教学示范中心,力学一级学科博士点获批准设立。同年,郑晓静院士被国外学术机构聘请担任《Computers, Materials & Continua(CMC)》这一SCI收录国际学术期刊(影响因子超过2)的共同主编,周又和被邀请担任国外三种国际学术期刊的编委。

周又和教授(即站立的右边者)在2005年12月于波兰召开的国际动力系统理论与应用会议上主持分组学术会议,照片中的论文报告人为本届国际学术会议的

大会主席(即站立的左边者)。

截止目前,该学科在岗教师22人,其中教授9人(含两院士1人,国家杰青2人、长江学者1人、教育部新世纪优秀人才支持计划入选者5人、全国优博入选者1人)、副教授5人;力学实验人员3人,其中高级实验师1人;在固体力学与工程力学这二个招生博士点上,拥有博士生指导教师8人。近年来,每年招收本科生近50人、硕士研究生30余人、博士研究生10余人。

科学研究及成果

兰州大学力学学科秉承教学与科研相结合的办学宗旨,通过以科学研究带动教师队伍建设和人才培养,在科学研究与人才培养方面均取到了显著成效。叶开沅在1959年来兰州大学前,在著名科学家钱伟长院士(当时为学部委员)的指导下,在北京大学针对当时非线性固体力学的热点课题之一的柔韧板壳非线性力学开展理论研究,取得了丰硕成果,他们一道完成的科研项目于1956年获首届国家自然科学二等奖。1959年叶开沅来兰州大学后,在兰州大学力学专业的创办与发展过程中起到了决定性的作用。在“*”前,该学科的科研工作主要围绕叶开沅早年在北京大学所形成的研究方向——柔韧梁板壳结构的几何非线性弯曲与失稳开展理论研究。

在2006年于兰州大学召开的“中美土壤风蚀与环境力学国际研讨会”上,郑晓静教授作学术报告,坐在前排左边者为土壤风蚀的国际知名学者Gillette

教授。

(一)以前的主要科研情况

(1)板壳非线性力学。在叶开沅教授的指导下,上世纪60年代刘人怀的本科毕业论文(1963)及他毕业后留校的研究工作主要集中在这一领域。他们针对求解薄板非线性弯曲的有效方法即“钱伟长摄动法”在非线性柔韧扁球壳稳定性问题分析时所遇到的困难,一道提出“修正迭代法”有效地解决了这一问题。这一方法在夹层薄板薄壳非线性弯曲与失稳中得到了广泛应用,被学界认为是一高精度的有效分析方法,这是30年后刘人怀作为当选中国工程院院士的重要成果之一。进入上世纪80年代,随着计算技术的快速发展,针对当时圆(环)板非线性大挠度问题求解的近似解析方法在手工推演到高阶解时计算量显著增加的问题,叶开沅与其学生及合作者一起提出了计算机推演计算摄动解与迭代解的“解析电算法”。其博士研究生郑晓静、周又和针对圆薄板大挠度问题的精确解及各类解析方法的收敛性证明这些棘手难题、柔韧结构非线性静动力学为基础的谐振弹性元件的载荷-频率特性等定量分析课题所开展的博士学位论文研究,取得了显著进展,两博士学位论文的研究成果分别于1992年和1996年获甘肃省科技进步二等奖。郑晓静的博士学位论文研究成果被学术界评价为是“国内外少见的优秀工作”,“已处国内外领先地位,是五十年来该课题最完备的一项研究”。基于郑晓静博士学位论文所撰写的专著《圆薄板大挠度理论及应用》于1992年获全国优秀科技图书二等奖。此外,叶开沅与其博士生孙博华一道,还开展了锥壳、锥壳与圆柱壳的组合结构弯曲的力学特性研究,获得了一些新结果。

(2)非均匀力学及结构优化。在上世纪60年代,这类研究工作极少,叶开沅是我国这一领域研究的早期开拓者之一。1965年,他提出了用分段局部均匀化的近似方法来逼近非均匀体的阶梯折算法,利用每段上的弹性解和不同段在交界处的位移与力的连续条件及边界条件,就可以给出非均匀弹性构件力学问题的解的基本代数方程组,进而可以获得问题的解。在此基础上,他完成了一系列论文,给出了非均匀柱、梁、板的变形、振动、稳定性等力学问题的解的解析表达式。进入80年代,鉴于非均匀弹性力学的解析解已得到,叶开沅教授开始推动将这一研究结果应用于结构优化的力学研究中。他与合作者俞焕然教授共同给出了工程结构优化设计问题的一种解析表达方式,由此得到了由其它数值方法难以得到的一类经典问题的优化结果。这一结构优化方法改变了全部用数值计算求解优化问题的困境,提高了结构优化的计算速度和精度,为结构优化设计开辟了一条新的途径。叶开沅与俞焕然在非均匀力学及结构优化方面的研究成果于1987年获甘肃省科技进步二等奖。

(3)结构的屈曲、分叉与非线性分析。这一方向的主要学术带头人为程昌钧教授和朱正佑教授。他们与其博士生尚新春、何录武、杨骁等人一道从非线性分析出发,针对结构静载失稳的分叉特征开展理论方法及定量研究,获得了一些有价值的成果。相关研究成果于1992年获甘肃省科技进步二等奖、1995年获甘肃省科技进步三等奖、1998年获教育部科技进步奖(基础类)一等奖。

(4)连续统力学与岩土力学。这一方向的主要学术带头人为苗天德教授。在他的指导下,前期主要与研究生王正贵、朱久江等人一道针对湿埳性黄土与滑坡等力学特性开展研究。相关研究成果于1988年获甘肃省科技进步三等奖、1993年获国家教委科技进步三等奖。在后期(1998年以后)与研究生马崇武、慕青松等人针对金川公司矿石开采中的力学特性与风沙地貌动力学等开展了研究。

(5)断裂力学。这一方向的学术带头人为汤任基教授,主要开展三维裂纹的断裂力学分析研究。在汤任基教授于1986年调到上海交通大学后,这一研究方向主要由其硕士研究生王银邦继续(后者为叶先生培养的第一位博士,曾任组院前的力学系副主任,组院后任物理科学与技术学院副院长,2002年调到中国海洋大学)。

(6)流体力学计算方法。这一方向的主要成员为王璞教授与何光渝副教授(前者于上世纪80年代去加拿大后居留国外,后者于1992年调离)。他们针对流体力学问题主要开展样条近似解法的研究,其成果于1987年获甘肃省科技进步三等奖。

(7)固体力学与冻土力学实验。这一方向的主要成员为王廷栋教授(2002年退休),主要针对一些工程问题开展固体力学实验与冻土力学实验测量的研究。

本照片为在我校举办的“2007年度海峡两岸工程力学研讨会”两岸到会学者的合影。前排左起第5为美国工程院院士,曾任台湾大学工程力学研究所所长、国际波动力学的著名学者、电磁固体力学创始人、曾任美国康纳尔大学理论与应用力学系主任的鲍亦兴教授。其紧邻右侧为郑晓静教授,前排左1为周又和教授。

(二)目前主要开展的多场耦合非线性力学研究

进入上世纪90年代,在郑晓静教授和周又和教授的带领下,兰州大学力学学科的科学研究逐步拓展到电磁固体力学和风沙环境力学等复杂系统的多场耦合非线性力学等研究领域。

电磁固体介质的多场耦合非线性力学研究领域。本学科是国内的早期开拓并取得卓有成效的研究单位。主要针对铁磁、超导、超磁致伸缩材料、压电等电磁与智能材料结构在电磁场作用下的力学特性,开展了从表征电磁力、建立多场耦合非线性本构模型到提出多场耦合非线性分析方法与调试计算程序等基础环节的理论研究和实验研究,获得了一系列实质性的突破。在所建立相关理论模型基础上,其定量预测结果均与实验吻合良好,从而为这一领域的力学研究建立了基本的理论模型和分析方法。1999年,在他们研究成果基础上撰写的专著《电磁固体结构力学》(作者:周又和,郑晓静)获国家科学技术著作出版基金资助后由科学出版社出版,这是这一领域国内的第一部著作。通过这一系列研究,他们培养出的博士王省哲、王记增、高原文、苟晓凡和武建军先后入选教育部新世纪优秀人才支持计划,张兴义的博士学位论文入选全国优秀博士学位论文。独立完成的相关成果于1998年获甘肃省科技进步二等奖(完成人:周又和,郑晓静)、2005年获教育部提名国家自然科学奖一等奖(完成人:周又和、郑晓静、王省哲、高原文、王记增、李世荣、武建军)、2008年获国家自然科学二等奖(完成人:郑晓静、周又和)。有关超导悬浮振动漂移特性的理论研究论文于2007年在IEEE Trans.Applied Superconductivity国际学术期刊上发表后(作者:苟晓凡、郑晓静、周又和),于2008年被 IEEE 超导委员会授予该期刊论文2007年度最佳贡献论文奖 (即the Best Contributed Paper Award 或 Van Duzer Prize), 这是该国际学术组织首次授予中国学者的学术奖励、也是该国际学术组织唯一授予非电工电子学者的奖励。其次,这一领域的模型、方法与理论等研究结果得到了国内外学术同行的充分肯定与认可,包括电工、超导、材料、动力控制等领域的学者。而且在这一研究的初期及后来的发展过程中,周又和在日本东京大学核工程实验室受国际电磁固体力学知名学者Kenzu Miya教授资助以外国研究员身份开展合作研究取得成果后,促成日本应用电磁材料与力学学会于1995年和2007年两度向兰州大学共捐赠400 万日元的研究生奖励基金。此外,王省哲教授与新加坡教授合作完成的学术论文于2008年在国际学术期刊Int.J.Structural Stability and Dynamics(IJSSD)上发表后,获该学术期刊授予的2008年度最佳论文奖(即Best Paper Award 2008)。

在2009年于我校西部灾害与环境力学教育部重点实验室召开的“大气边界层中的多相流,即土壤风蚀、沙尘暴、风沙跃移运动与风吹雪”国际学术会议上,美国三院院士(即科学院、工程院、艺术与科学院)、国际著名流体力学家Dan Joseph教授在作完学术报告时,郑晓静教授提问并与之进行学术讨论。图中作报告者为Dan Joseph教授,提问者为郑晓静教授。在郑晓静教授于此次会议上就其领导的研究组实现百年百平方公里沙丘场的跨尺度理论模拟与演化的大规模计算模型、方法及结果作完学术报告后,Dan Jesoph院士高度赞扬这一研究工作为“The central role of Lanzhou University in these kinds of studies

was new to us”。

风沙环境力学研究领域。从2000年开始,该学科针对我国北方沙漠化过程及沙尘暴等重大环境课题,将研究拓展到这一研究领域。主要针对风沙运动的基础力学问题如随机粒-床碰撞模型、风沙电实验、风-沙-电多场耦合的跃移运动理论研究、风沙运动的风洞实验及高精度数据处理方法、野外沙尘暴测试系统的研制与调试以及实测数据分析等开展了深入研究,获得了一系列规律性的研究成果。其研究结果在国际国内学术期刊上发表后,受到包括《Nature》等著名学术期刊上的颗粒物理、地学、大气、太空科学和医药等非力学学科的国际学者的广泛引用,并多次应邀在国际学术会议上做大会邀请报告。相关的部分研究成果于2006年获甘肃省科技进步一等奖和2007年获国家科技进步二等奖(郑晓静:2/10;周又和:7/10)。由郑晓静教授独立完成的英文学术专著《Mechanics of Wind-Blown Sand Movements》于2009年作为环境科学与工程的系列丛书由Springer Verlag出版。与此同时,一批年轻学术骨干得以成长,包括黄宁教授、武生智教授、武建军教授、谢莉副教授等人,其中,黄宁教授于2006年入选教育部新世纪优秀人才支持计划。在郑晓静教授的指导下,梁轶瑞博士自主开发出了有关风沙电场测量精度更高且能测三维分量的仪器,正在申报发明专利。在这些研究成果的支撑下,促成兰州大学力学学科于2010年经中国力学学会推荐申报的以“气候变化导致的极端事件动力学(即The dynamics of extreme events influenced by climate change)”为主题的IUTAM高级别小型学术研讨会(即IUTAM Symposium)被国际理论与应用力学联合会(IUTAM)批准,将于2013年在兰州召开。会议主席由郑晓静院士和英国剑桥大学Paul Linden教授共同担任,秘书长由教育部重点实验室副主任黄宁教授担任。

甘肃省最大的风沙力学多功能环境风洞

目前,在这两复杂力学领域已培养出博士30余人,其中部分留在本学科从事教学与科研工作,成为本学科新一代的学术骨干。

科研与人才培养硬件条件

2002-2007年期间,通过参与“985工程” 的平台建设和“211工程”的学科建设,已建立了能开展风沙环境力学、电磁结构多场耦合研究的实验平台和高性能并行计算机群等,为兰州大学力学学科的科学研究与人才培养提供了强有力的硬件支撑。目前,拥有科研用实验设备近600台件,总值2000余万元。建成了多功能环境风洞、工程与科学高性能计算中心、民勤(甘肃)风沙野外观测站、西部灾害与环境力学教育部重点实验室、兰州地球物理国家野外科学观测站(国家级台站,协同甘肃省地震局共建)等科研平台,购置与研制了高温超导磁悬浮测试系统、力磁耦合测量系统、输沙强度测量系统、粉尘仪、低温系统、幅射探测仪、植物生长仪、便携式多功能地质雷达、土壤非饱水率仪等大型科研仪器设备。2008年来的后续实验室的硬件建设已独立立项列入“211工程”三期建设和“985工程”的继续建设项目。除此之外, 2005年前后新购置了总价值400余万元的本科教学实验设备。此前,兰州大学力学学科的实验设备总价值仅150万元,而且几乎都是1990年前购置的,现已基本上全部被淘汰。

美国康纳尔大学理论与应用力学系主任、航空工程系主任、美国工程院院士、电磁固体力学开创人、电磁固体力学与非线性动力学的国际知名学者F.C.Moon教授在2004年来兰州大学讲学期间,周又和教授与郑晓静教授陪同他参观力学实验室。图为周又和教授向Moon教授演示沙粒带点现象的定性方法。

结束语

本文是在应中国力学学会编撰《中国力学教育的发展》之约所撰写的“兰州大学力学学科发展概况”(周又和撰稿)的基础上而写的,除正文部分外,其余为本文所新加。对于一个学科的发展,如何评价与定位是一件看似简单而实质上很复杂的事,涉及到方方面面。这里,我们仅就与此相关的主要话题谈一点体会与思考来作为本文的结束。

1、本文标题中用“不屈的使命”这是没有问题的,这已从正文中的客观表述得到了验证。至于“辉煌的成就”之提法,我们深知这是需要界定在一定的时空范围内才能成立的。如果将其放置在国家乃至于世界范围,这些成绩只不过是几个“瞬间”冒出的“泡泡”而已。但当我们将其放置在百年兰州大学这一时空内时,我们就不难发现这些成绩还是算得上“稳定”位于学校前列的。当然,各学科有各自的特点,这不像体育比赛的项目,可以用同一把尺子去度量。这就需要我们各自去“盘点”自身的“家底”,通过总结来推进办学,本文就是在这一想法下写成的。

2、本文作为我校力学学科办学历程的总结,与大多数写史的手法相类似,即只写了成绩而没有提及办学中的经验教训。我们未能脱俗,也按这类“潜规则”进行。事实上,在办学过程中,总结人才培养、科学研究、平台建设与队伍建设以及与它们相互关联的管理等方面的经验教训可能更有利于改进我们的工作,更有利于发展。尤其对于那些由“空调”与“乱调”所形成的观念、政策、机制和体制等进行深层次的总结与改进,必将更能推动高等教育的发展。但这毕竟不是件容易的事,加之我们学院也还没有足够的积累,所以,本文没有对此进行总结。

3、我校力学学科办学已50余年,而我们学院成立还不到6年,本文以学院的名义来写似有“摘桃子”的嫌疑。应该来讲,力学学科近几年的“喷发”是这一学科长期积累的结果,是其学科带头人及教师们努力奋斗的结果,这点是确定无疑的。实际上,以力学为主的各学科发展也的确为学院赢得了良好的声誉(5年连续被学校评为优秀)。作为学校办学主体的学院,对于所属学科的办学成绩给予肯定是正常的,也是应该的。否则,就会使其学科感到是在“寂静环境”中“自娱自乐”,就会使参与者“甘坐冷板凳”的自愿奉献演变为管理层使他们“干坐”的漠视,即使他们的工作已得到国家层面上的认可也罢。当然,学院在为各学科的发展上,无论是在形成教师个人既独立又合作的科研方面,还是在学科既自主发展又相互支持方面,出台了一些有利于形成良好学术氛围的有特色的政策和措施,包括提供良好的后勤保障服务等。如,在学院成立之初,为了促进各学科教师团队的形成,在制定“岗位业绩津贴”的分配方案时,就决定将学校计算到个人的津贴直接分配到本人;当津贴超过了学校规定的部分时,由其本人直接在其小组成员内调整。学院的科研经费能由建院初年的不足500万元上升到2010年的1200万元以上,津贴分配的这一调控措施可能是主要的原因之一。又如,经学院的促进和力学的参与,土木工程学科的“防灾减灾工程及防护工程”硕士点在学院初年获批设立,地质工程学科的博士后科研流动站也于2009年获批设立,扭转了地质工程学科长期无本学科在岗教师担任博士生指导教师的局面(现已有3位),等等。

4、有关“科学研究与学科建设、人才培养的关系”一直是高等教育探讨的重要话题。总体来讲,一个学科的发展依赖于一批为此学科努力工作的教师,尤其依赖于其学科带头人的出色工作和引导,这已成大家的共识。除此之外,还特别依赖于其学科带头人的研究工作确实是在该学科完成的(这一点往往不为人所重视,似乎不成问题)。惟有如此,才可能通过其科研业绩来带动学科队伍水平的提升,培养出优秀的人才,进而来保持学科的稳定发展和可持续发展。现在,很多情况下,大家都在强调与“强手”合作来实现“跨越式发展”。这种想法是好的,但却对其自身独立发展有所忽视,往往容易被某些“聪明者”利用,成为其谋取不当利益的“漏洞”。那些对其学科发展、人才培养或队伍建设没有起到多少实质性推动作用的看似“光鲜”的“合作”科研成果,其“独立的真本事”就值得商榷。我们无疑需要合作和交流,但这种合作应该是实质性的“为我所用”,即要能促进队伍建设、人才培养与学科发展。与此同时,这种合作也不应伤害到其它学科经独立努力才取得的发展(现实中就有以合作研究成果的数量评价来冲淡独立研究成果质量的现象)。当然,成果总是多多益善,没有什么不好,但评价要客观得当。从力学学科的发展历程可以看出,这个学科独立完成的科研成绩就强有力地推动了学科发展、队伍建设和高层次人才培养。

5、如何对待与使用引进的“洋”人才和本土成长的“土”人才是近些年来高等教育探讨的又一重要话题。应该讲,如果确实是从“能力和业绩效果”方面来评估人才,就不存在这类话题(如在欧美日等西方发达国家),因为这是使用人才的正常环境。实际上,我院也一直重视与国际学术界的合作与交流,也在努力物色和引进高层次人才。如在2008年7月国家下达执行“千人计划”前夕,学校动员各学科着手物色符合条件的国外正教授,周又和院长积极响应,于8月在赴美领取国际学术奖励途径洛杉矶时,就邀请加州大学Riveriside分校机械系蒋庆教授,参与兰州大学力学学科“千人计划” 的申报。蒋教授答应并参与了当年年底在兰州大学的申报,只是后来华中科技大学校长李培根院士亲赴美国邀请他从而使他改变了申报单位,并于当年成功获批。又如,2010年我院力学教师与德国学者建立了合作研究与交流框架,德方由此合作获得了欧盟的立项支持,等等。现实中,人们经常企望以“洋”来突破“土”。当然,在中国大学工作的几乎全是中国人,即使引进的“洋”人才也多为中国人。这样,“土”人才似乎太多了,往往不被重视。与之相类似,还有所谓的“学缘结构”问题。这些似乎都成为阻碍教育与科技发展的重大问题,只要改革就可以带来学科与人才培养的大发展。事实上,这是将问题简单化了,是只知国际一流办学之皮毛、没有认真掌握其实质精髓的一知半解,甚至是“形似而实不是”的“简单”模仿办学。我国著名力学家钱学森是先“土”后“洋”再回国服务的享誉国际的一流杰出领军科学家,他的“世纪之问”是值得我们深思的。可见,即使像他这样的大家,也难以实现培养国际一流领军人才的办学目标,从而可知这一使命之艰巨。与评价其它事物一样,这是一个复杂的多维度问题,特别是如何确定评价标准。事实上,“洋”人才与“土”人才各自既没有都好,也没有都不好,不能“一刀切”、绝对化。我院力学学科的发展就再好不过地证明了“土”中也有好的这一事实。我们办学,是否应在立足本土的基础上坚持“土”“洋”并重(包括环境与氛围,精神的与物质的),并通过探索能促进学科发展的有效途径来实现高水平人才培养的目标呢?这不仅值得我们关注与思考,更需要通过不断的成功实践来推进。

(《兰州大学报》2011年5月10日第

5、6版)

第20篇:力学实验室简介

拉压实验室

一 功能介绍

拉压实验室主要开展常规金属材料的拉伸、压缩、硬度检测、冲击实验等。目前开展的有低碳钢拉伸实验、铸铁的拉伸实验、低碳钢压缩实验,拉升弹性模量E测定实验。

二 主要设备

WDW—100微机控制电子万能试验机

8台 联想计算机

8台 相关打印设备

8台 三 实验面向专业

土木工程、工程管理、安全工程、金属材料工程、机械设计制造及其自动化、材料成型与控制、材料科学与工程、矿物资源工程、冶金工程、给排水工程、交通工程、建筑环境与设备

四 可开展实验项目 碳钢拉伸实验

铸铁的拉伸实验

低碳钢压缩实验

拉升弹性模量E测定实验

扭转实验室

一 功能介绍

扭转实验室主要开展常规金属材料的扭转实验。以完成工程力学教学任务为主,同时可承担生产任务、科研任务。

二 主要设备

WNJ—500微机数控扭转试验机

6台 联想计算机

6台 打印机

6台 三 实验面向专业

土木工程、金属材料工程、机械设计制造及其自动化、材料成型与控制

四 可开展实验项目

低碳钢扭转实验

铸铁扭转实验

剪切模量G测定实验室

一 功能介绍

剪切模量G测定实验室主要测定低碳钢的剪切弹性模量,及验证金属材料剪切虎克定律。目前有20台G检验台。可同时供40名学生进行实验。

二 主要设备

XH180扭转测G试验台

20台 三 实验面向专业

土木工程、金属材料工程、机械设计制造及其自动化、

材料成型与控制

四 可开展实验项目

剪切模量G测定实验

弯扭实验室

一 功能介绍

弯扭组合实验室是综合性、设计性实验室。实验室有12台弯曲试验机。可用于矩形梁纯弯曲试验、偏心拉伸试验、悬臂梁实验、压杆稳定试验。

二 主要设备

BDCL材料力学多功能试验台

12台

CL—2测力仪

12台 三 实验面向专业

土木工程、矿物资源工程、机械设计制造及其自动化、安全工程、材料成型与控制、材料科学与工程

四 可开展实验项目

梁弯曲正应力电测实验

薄壁圆筒弯扭组合变形主应力的测定

振动实验室

一 功能介绍

振动实验室为演示性实验室,配有单自由度与多自由度震动试验装置4套。主要测定试代在震动条件下的行为和荷载情况,以衡量其在运输,使用环境中的抵抗能力。

二 主要设备

华东DHVTC振动与控制实验系统

三 实验面向专业

工程力学

四 可开展实验项目

简支梁各阶固有频率及主振型的测量悬臂梁各阶固有频率及主振型的测量

4套

周培源力学竞赛
《周培源力学竞赛.doc》
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