力学

工程力学专业培养具备力学基础理论知识、计算和试验能力，该专业主要学习力学、数学基本理论和知识，受到必要的工程技能训练，具有应用计算机和现代实验技术手段解决与力学有关的工程问题的基本能力。培养能在各种工程中从事与力学有关的科研、技术开发、工程设计和力学教学工作的高级工程科学技术人才。

该专业本科毕业生可到土木水利、机械控制、微电子技术、能源交通、航空航天等部门从事科学研究、技术开发和工程计算机软件的开发应用等工作；由于具备较为坚实的专业基础知识，较强的分析、解决问题的能力及计算机应用能力，也可到有关的高新技术领域工作，还可从事教学工作。

工程力学专业的确是一门冷门专业，但是并不代表它的就业也同样冷门。要知道无论是各种高分子材料还是新型材料，各种国家企业和民用企业东欧需要这方面的技术人才和研究人员，但是该专业难学也确实导致了人员少和冷门的原因之一。

何为工程力学？

工程力学就是力学和工程实际的紧密结合，以理论、实验和计算机仿真为主要手段，研究和解决工程中的与力学相关的振动、变形、断裂、疲劳、破坏等等问题，涉及航空、航天、建筑、机械、汽车、造船、环境和生物医学等诸多领域。

例如修建鸟巢等建筑的时候就涉及到很多力学的问题，还有设计制造起重机的时候也需要考虑很多力学方面的问题，这些都是需要工程力学这个专业的所得到的知识去解决。 同样它也是工科里最基础的专业。几乎与所有工科专业交叉，用它能直接解决工科专业发展和工程实际中的力学难题。小到盖房子、交通运输，大到航空航天、国防行业，都会用到工程力学。所以很多学校都设有工程力学专业，只是侧重点可能有点区别。

其主要课程有：理论力学、材料力学、弹性力学、塑性力学、断裂力学、分析力学、流体力学、振动力学、计算力学、实验力学、结构力学、电工与电子技术、计算机基础知识及程序设计。

从上述关于工程力学的主要课程中我们可出，该专业涉及大量的计算，所以对数学知识要求还是挺高的，而且毕业后在实际工程中可能要使用大型工程力学分析软件，或者是利用计算机测试系统进行工程测试和分析，所以计算机课程作为学习基础也是十分重要的，毫不夸张的说直接关系到就业的质量。

墨尔本大学在历年权威世界大学排名中，稳居世界前列。在最新世界大学排名中，泰晤士报（THE）大学排名世界第33位，USNews世界大学排名第36位，以下是小编整理的专业信息。

墨尔本大学工程学学士（生物医学，生物力学）专业简介

入学要求如下：

语言要求：

雅思总分6.5分，单项不低于6.0分;

申请人须提供两年内的托福或雅思成绩

★中国学生需要雅思成绩才可以申请签证。

学历要求：

1、完成中国大学本科一年级课程;或

2、完成本大学或其它认可的大学预科 (Foundation)。

工作经验：无需工作经验。

墨尔本大学工程学学士（生物医学，生物力学）专业申请要求

入学要求如下：

语言要求：

雅思总分6.5分，单项不低于6.0分;

申请人须提供两年内的托福或雅思成绩

★中国学生需要雅思成绩才可以申请签证。

学历要求：

1、完成中国大学本科一年级课程;或

2、完成本大学或其它认可的大学预科 (Foundation)。

工作经验：无需工作经验。

墨尔本大学工程学学士（生物医学，生物力学）专业就业情况

生物医学无论在国内还是澳大利亚，就业前景都是很不错的。当然，因为这个专业的理论性和操作性都很强，学习起来还是有难度。目前世界各国对生物工程十分重视，我国也把生物工程列为重点发展的科研项目之一。

就业方向

可在医院、工业、教育和研究机构工作。如药品开发、分子遗传、药品工艺、神经科学、基因体与蛋白质体学、生物伦理学和遗传工程等领域。

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全自动洗衣机由于使用简单方便，洗出来的衣服也会更加快速，在市场上的知名度也比较高，很多人会购买全自动洗衣机产品，全自动洗衣机工作原理是什么?在购买这种类型洗衣机的时候，人们想要知道全自动洗衣机优缺点有哪些?

一、全自动洗衣机工作原理是什么

全自动洗衣机综合运用了大量电学、力学、光学等知识，以下就其原理和构造作一分析。洗衣机的洗涤过程主要是在机械产生的排渗、冲刷等机械作用和洗涤剂的润湿、分散作用下，将污垢拉入水中来实现洗净的目的。

全自动洗衣机电气控制系统包括微处理器、电容器、门开关、排水电磁铁、中间继电器、按键开关、指示灯，水位压力开关、蜂鸣器及进水电磁阀等部件组成。通过微处理器，能自动完成进水，洗涤(漂洗)、排水、脱水、报警等全部程序，只需设计软件就可以来达到预想控制的目的。

全自动洗衣机的传动系统设在洗衣机脱水桶的底部,主要由波轮、离合器、传动带、脱水桶、电动机、电磁阀及单相电容式电动机组成。离合器是内外轴复合为一体的结构。离合器的内轴(洗涤轴)，一端固定波轮，另一端固定离合套，离合套上固定大带轮，离合器外轴(离心轴)的一端固定离心桶(脱水桶)，另一端通过抱簧与离合套连接。内外桶的联动或分动(即实现脱水或洗洗涤)，是由拨叉控制抱簧和刹车盘来实现的。

选择洗衣机时应注意，家庭的用电容量是否够大，用自来水是否方便。如家中有热水水源，则不必选用带电加热元件的洗衣机。在挑选以上3种洗衣机时，还要了解洗衣机的噪声和无故障运行时间。一般说来，噪声越低、无故障运行时间越长，洗衣机的产品质量也代表是越好的。

二、全自动洗衣机优缺点有哪些

全自动洗衣机优点

1、全自动洗衣机相比普通洗衣机对衣服的磨损很少，对羊毛、真丝等比较贵重适合机洗的衣服是更是需要选用全自动衣机这种洗衣方式。

2、全自动洗衣机相比普通洗衣机对于衣服洗好后不会出现超绕等情况，可以更好的保护衣服不受到损坏。

全自动洗衣机缺点

1、全自动洗衣机相比普通洗衣机来说，由于洗衣原理，洗衣的时间会相对延，洗衣服的时间也能变得很久。

2、全自动洗衣机相比普通洗衣机，会更加耗电。

3、全自动洗衣机相比普通洗衣机来说出现故障，维修的成本也会比较高。

全自动洗衣机工作原理是什么?正是因为全自动洗衣机诸多方面的优点，才导致越来越多的人喜欢用全自动洗衣机。全自动洗衣机优缺点有哪些?对于全自动洗衣机的优缺点要综合来看，这样才能买到合适自己的全自动洗衣机。

台球有落袋台球、 彩色台球和四球台球三种， 其中的落袋台球是各种台球的基础。台球比赛既是一种健身游戏， 也是一种较有情趣的竞赛活动。

一场比赛有时会打很长时间，比赛中既要使自己多得分，又要想方设法给对方设置障碍，让对方失误丢分，从而战胜对手。台球运动员需要有良好的体力和清醒头脑，因为台球运动中战术的运用与力学原理密切相关。

一个优秀的台球运动比赛时，能够根据力学原理对球杆击球的部位、力量、球的行进和反弹路线等作出仔细、 精确的计算， 从而得心应手地打出魔术般的好球。所以，人们戏称台球运动为“力学魔术师的表演” 。

93岁的郑哲民双手交叉拐杖，带着孩子般的微笑告诉记者:“当初中老师问我们长大后想做什么时，我说我想成为一名飞行员。”

郑哲民是著名的物理学家和机械师，中国科学院院士，中国工程院院士，美国国家工程院外国院士。他曾师从钱伟长、钱学森，对中国导弹发射、原子弹当量计算等科学课题做出了重要贡献。他被称为中国爆炸力学之父。

尽管郑哲民没有成为童年时所设想的“伟大英雄”，但他最终走上了科学爱国主义的道路。分享不同道路的命运可能与他早期的特殊经历有关。

郑哲民出生于1924年。他的青春是在战争中度过的。

"日本士兵被装上刺刀，一直追着他们，所以我拼命逃跑。"在接受《中国青年报》中国青年在线记者采访时，郑哲民回忆起小时候捡弹壳被日本士兵追赶的情景。

郑哲民出生于济南。后来，他和家人逃到南昌、九江和武汉，最后在四川成都定居。

当前形势的动荡导致肖哲民的学习成绩大幅度下降。他转学到成都的一所中学。他不懂四川方言，跟不上学习的进度。“那时候我每天晚上都哭，还头疼。我父亲说，那你应该先离开学校。”郑哲民说道。

郑哲民辍学了。在过去的六个月里，我父亲带他去治病，陪他放松。当他逐渐好转时，他的父亲对他说:"你自己读一些书。"

我父亲给停学的萧哲民买了《曾国藩家书》和一本原版英文课本。他开始自学。

“幸运的是，我在小学就学会了查字典和读音标。我一点一点地学会了它们。我每天早上起床大声朗读。我对学习它们很感兴趣。”郑哲民说，后来他父亲给了他一本英语书《欧几里得几何》，让他自学。“我不知道任何单词，也不太懂语法。我只是在字典里一个一个地查找，但我也把它读了下来。”

从那以后，郑哲民开始自学数学和物理。在休学半年期间，他养成了自学的习惯，这使他受益终生。

然而，尽管郑哲民很聪明，他也在自学中遭受了挫折。直到他遇到一位高中英语老师，他才意识到自学中所有字母“S”的发音都是错的。

“小时候，我是大舌头人。郑哲民突然笑了起来:“看‘S’字，真漏风。”。郑哲民的高中英语老师是美国人。他在黑板上写了“东西”和“唱”两个字，让郑哲民反复读，“听到就摇头”

自学又开始奏效了。一年多来，郑哲民每天都在嘴里重复着这两个字，“想知道”自己的舌头应该放在哪里，“试试自己的舌头是不是在这里，然后把它换到另一个地方”。依靠这种不断探索的势头，他不仅解决了大舌头的问题，“而且把他的发音练得很好！”

他发现自学是一种非常重要的能力。这种能力的培养帮助他在漫长的科学研究道路上稳步前进。

郑哲民的哥哥郑为民和他当时被昆明西南联合大学工学院电气工程系录取。“这对兄弟学习同一个专业是没有意义的，”郑哲民被调到机械系。抗日战争胜利后，郑哲民于1946年随学校回到清华校园。他遇到了著名的物理学家钱伟长，钱伟长对他有着深远的影响。与此同时，他也找到了自己的终身职业——机械师。之后，在老师和其他人的共同推荐下，郑哲民去加州理工学院留学，跟随钱学森攻读博士学位。中国“两弹一星功勋奖章”获得者钱学森也成为对郑哲民影响深远的第三人。

1955年，郑哲民和钱学森相继回国。郑哲民加入了钱学森创建的中国科学院力学研究所。1960年，他受航天部门委托研究爆炸形成的问题。

“当时，我们没有大型液压机，有些零件不容易控制，所以我们用爆炸代替液压机来制造零件。”郑哲民及其同事开发的“爆炸成型模型法与成型机理”为我国高精度导弹零件的生产做出了重要贡献。

然而，郑哲民在这条道路上的许多成就都与他从小就发展起来的自学能力有关。给他印象最深的是研究爆炸形成的机理。

郑哲民回忆说，爆炸成形过程只有几千分之一秒，他们需要在这么短的时间内测量变形相关数据，合理解释变形现象。

“这很伤脑筋。”郑哲民从小就想出了学习音标的法宝:思考。“一天到晚冥思苦想，突然想通了！当我想到它的时候，我非常高兴！”

郑哲民“想通了”的同时，他也开创了一门新学科——爆炸力学。

经历了北伐战争、抗日战争、改革开放后，现在进入新时代的学术带头人，听说许多年轻人不愿从事基础研究，害怕坐在板凳上，说:“自然科学研究更苦更无聊。然而，这些基础研究必须继续进行，以便真正促进科技创新和发明，并推动其他学科。目前，各方的步伐都很快，但我认为应该有一批人对稳定局势感兴趣，并实际上正在采取行动。”

钱伟长

钱伟长，江苏无锡人。周恩来曾与钱学森、钱三强并称他为“三钱”。中国著名的物理学家和应用数学家被称为“力学之父”。钱伟长64岁的时候，他涉足计算机。1985年，他提出了宏字形编码(俗称钱码)输入法，为计算机汉字输入的发展做出了巨大贡献。

从1943年到1946年，钱伟长与钱学森、林家翘和郭永怀一起在美国加州理工学院和喷气推进研究所从事航空航天领域的研究。清华大学教务长、副校长，中国科学院数学研究所所长、力学研究所副所长。1953年，他参与起草新中国第一部宪法。1954年，他成为全国人民代表大会的第一位人民代表。他也是中国科学院的成员和学术秘书。1983年1月12日，他被调任上海理工大学校长。他现任中国人民政治协商会议全国委员会副主席和中国促进和平统一协会主席。

I .背景差

钱伟长的父亲在他16岁时因病去世。他回忆起自己在农村的生活，说道:“我年轻的时候，非常了解生活在贫困中的艰辛。在进入大学之前，我从未穿过新衣服。我穿的都是叔叔们年轻时穿的旧衣服，是妈妈给我换的。腰部被折叠并缝合在一起。随着年龄的增长，颜色会在其他地方消失，你的腰部就像一条深色的腰带。布鞋、布袜必须修补，有些多达五六层，这使它们穿起来不舒服，并使它们在夏天赤脚。为了谋生，他们努力帮助他们的祖母、母亲和姑姑们采桑养蚕、绣花、捡田螺、鱼螺、抓田鸡、捡西兰花、马里兰头、荠菜和其他野菜放在田边，放鸭子、摸小鱼和小虾、点亮湖面抓螃蟹、捡泥巴里的蛤蜊和其他可以补充家庭或帮助吃饭的工作。

第二，清华是唯一一个身高低于基准的新生。

“由于童年贫困和农村地区卫生条件差，他患有胃肠寄生虫病、疟疾、痢疾、肺病、伤寒和其他疾病。在没有药物的情况下，我毕竟活了下来，但留下了虚弱和发育不良的体格。当我19岁进入这所大学时，我只有1.49米高，是班上最矮的，也是清华大学唯一一个多年低于身高标准的新生。”

正是因为童年的艰辛，他养成了坚忍不拔的精神，同情农民，勇于为群众的疾苦打鼓。

第三，马月涵改变了他的宪法

钱伟长进入清华是因为他年轻、体弱、营养不良和身体虚弱。他是学校里最矮的，甚至不能把篮球输给篮球框。一年级时，他被同学拉去参加一年一度的年级越野比赛。平时既没有训练也没有越野赛有多远。钱伟长第一次出现在体育比赛中。他只能忍受艰难困苦，尽可能向前跑，坚持到底。他取得了不算太差的成绩。马月涵看中了他像骡子一样的蛮力，选择他参加大学的越野队。此后，每天下午从下午4: 30到下午6: 00是锻炼时间，风雨无阻亲自指导他锻炼。

钱伟长在二、三年级时，在马月涵教授的影响下，他喜欢运动，成为了一名运动员。他能够跑和跳，在400米栏中跑57-58秒，在10000米栏中跑35-36分钟。在田径队，他参加了北京五大运动会和全运会与张，张，方刚等。在越野赛中，他和张、、罗庆龙、被称为清华的五虎上将。在清华学习的6年中(本科4年，研究生2年)，他原有的先天不足和后天适应不良、体质虚弱的状况有了很大的改善。他毕业时身高1.65米。他的体育锻炼习惯一直保持到大约40岁，当他60岁时，他仍然会在教学和研究小组中跑10，000米。

他曾经说过:“为了纪念过去，在清华大学体育馆前的操场上，马月涵教授大声向我们喊道:胜利的男孩们！这一幕已经在我脑海里停留了半个多世纪，现在看起来还是像昨天一样。马月涵老师不仅给了我身体健康和体力，更重要的是，给了我冲刺和胜利的意志。这给我打下了坚实的基础，使我能够度过人生中不幸和困难的岁月，能够承受压力，克服各种困难，同时又不丧失获胜的信心。”

第四，钱伟长的中等教育

钱伟长没有小学或初中文凭。钱伟长的父亲是一名教师，但是他没有钱去上学。他的父亲或叔叔在哪所小学上课，他偷偷溜进去上课。如果他的父亲换了学校，他也换了学校，所以他经常换学校三天两夜，学习不好。在进入苏州中学之前的11年里，由于军阀混战的频繁，中小学经常停学逃学，或者辍学在家。真正上学的时间不到5年。中文和历史课更多是由家庭自学的。他们阅读了《历史学家记录》和24部历史。他的数学一团糟。他没有学过四种运算，平面几何只学了一个学期，立体几何和三角形、解析几何和大代数更令人费解。因为他没有上初中，所以他不懂物理，也没有学过外语。

五、阅读文科材料

钱伟长被五所大学录取了。他的历史和中文不是100分就是99分，但其他的是20分或30分。他考了清华大学，中文考试得了100分，还说了一句话。朱自清和闻一多很喜欢他，认为他会学中文。历史系的陈寅恪先生出了一套《二十四史》。作者和注释者钱伟长得到了所有的正确答案，并给出了100分。陈寅恪以为他会读历史系。

钱伟长选择了中文系，朱自清很高兴，叫他回家说话。然而，第二天发生了“九一八事变”，日本连夜入侵了东北三省。当他因阅读中文不能拯救国家而感到愤怒时，他想把他的系改成物理系。第二天，他去找物理系系主任吴教授。吴看着自己的高考成绩。当他看到物理时，他只得了15分。他在汉语考试中表现很好。他建议他还是进中文系，说学习中文可以拯救国家。物理系很难读懂。许多人被淘汰，只有三分之一的人在他毕业时留下。钱伟长坚持站在那里。当吴去那里，他跟着他一个星期，但吴忍不住。他说，“我同情你的热情，你的成绩太差了。我可以同意你的学习，但你不会后悔的。有一个条件，在大学第一年的普通物理、微积分和普通化学，所有三门课程都需要70分。”

6.钱伟长在清华奋斗

今年，他一天最多睡五个小时。他早上六点起床，晚上十点在学校宿舍熄灯。由于宿舍厕所的灯整夜都亮着，他跑到厕所去看书，直到十二点才睡觉。钱伟长对中学物理和化学一直不太了解。数学是支离破碎的，没有得到系统的研究。代数符号不清楚，英语不好。因此，为了留在物理系，通过科学拯救国家，他决定努力学习，赶上他遇到的任何困难。

例如，学习微积分时，中间有代数运算。他不明白，所以他问他的同学，谁也找到了一些高中课本，他应该检查哪一节？同学让他检查那一部分，他阅读并理解了中学课本。

他认为自己是清华最用功的学生之一。结果，一天早上他6点起床，走到一个他不常去的地方。突然，他看见一个人走了很长一段路。这是华！华并没有因为一条腿残疾而上高中。他利用他的时间去学微积分。他夜以继日地学习数学，通过自学成为一名伟大的数学家，从不分心。钱伟长发现华工作比他努力。华每天3点起床。钱伟长6点钟起床时，他已经读了3个小时的书，正在走路。华的战斗精神深深地鼓舞了钱伟长。

钱伟长经常用这个故事来鼓励年轻一代，如果他们不会数学，就不要放弃。世界上没有什么是他们一辈子都学不会的。如果他们愿意下决心，他们可以学好它，但是他们必须改进他们的学习方法。

七、以前的阅读方法不好

他很快就把中学的物理、化学和数学都塞满了。起初，他通过学习汉语学会了一切，元素周期表和公式。两个月前，我患有神经衰弱，每次考试都很糟糕。清华大学每周每堂课必须有15分钟的测验。结果，他干得很糟糕。学生们看到他学习如此努力，考试成绩如此糟糕，非常同情他，对他说:“你不能这样学习。死而复生是没有用的。”你必须明白。不要记住它。请理解它。当你理解它的时候，你不会忘记它。如果你不明白，三天之内你不会忘记。"

直到那时，他才知道以前的阅读方法是行不通的。

八.钱伟长的大学学习方法

1982年，他看到中国的高考制度让许多学生认可了它。中小学生就像科举时代的书虫，只赞成活着。由于重点中学可以录取197分的数学和语文，196分只能录取普通中学。为了进入重点中学，学生们不得不死背书。

钱伟长很反感。在庆祝清华理工学院的时候，他对学生们说:“这些记忆的东西有什么用？我说放屁没用！你们许多大学生以高分进入大学。然而，进入学校后，我们发现他们中的许多人分数高，能力低。你说高分低能是什么意思？因为他在高中靠背书生活，当他到了大学，他一定觉得学习很困难。因为大学的书太厚了，他们觉得无法适应大学的学习生活。因此，我说孔子的不经思考而学习的句子仍然是非常重要和有实际意义的。我们发现现在许多大学都存在这样的情况。当学生读到二年级时，神经衰弱症就会出现，他们无法入睡。我听说每个学校都有一群患有神经衰弱的学生。这些都是高中毕业后采用死记硬背方法的结果。”

他向这些学生介绍了他的阅读方法。他说他小时候很擅长背书，读四本书和五部经典，还记得很多旧书。在高中，他头疼，记不住数学，数学成绩差，在学物理和记公式方面没用，还不会做练习。这时，他意识到“不思考就学习是没有用的”一位老朋友告诉他，高中物理只有13个公式。每个公式有3个变量和2个已知数字。找到第三个未知数，要么乘，要么除。然而，他对公式了如指掌，在做这道题的时候，他要么乘法要么去掉集合，但是因为他不理解，他不知道该乘哪一个，或者除哪一个。

在清华大学的时候，我遇到了吴(解放后成为中国科学院副院长)教授，教普通物理。这门课一年需要120节课。吴教授把大学物理分成了100多个题目，每个班都集中讨论一个问题。例如，他对质量有什么看法？他首先谈到了质量的概念。人们以前是怎么知道的，后来又是怎么知道的，为什么质量的概念会出现？然后我将谈论为什么质量不是重量，质量和重量之间的关系是什么？在进一步的解释中，人们如何根据伽利略的实验证明质量是独立存在的，然后进入牛顿三定律。最后，我要谈谈目前的质量和数量以及他在国民经济中的地位。测量时使用什么单位等。

吴教授谈到许多教科书没有的材料。书中有定义，但他很少说话。在一节课和几场实验表演之后，他说他会读几本书，这是从哪一页读到哪一页，这是从哪一页读到哪一页。还有很多事情，他一点都没讲，想让学生读，读完后还得考试。起初，钱伟长不习惯这种教学方法。后来，在掌握了学习方法之后，他明白了吴要学生学会思考而不是死记硬背，这就改变并影响了他后来的研究方法。

当他刚开始上大学的时候，他在课堂上做笔记，课后读笔记，在考试中做笔记，但是结果并不好。他问一个好学生如何做笔记。这位同学告诉他不要在课堂上做笔记，而是坐在那里认真听老师讲课。每当老师问你任何问题时，你都可以动脑筋。如果你真的理解，你可以做笔记。如果你不明白，你就不能做笔记。他也做了同样的事，但后来他觉得他做不到。他又跑去问那个同学。这位同学告诉他还有一个，但他上次没有告诉他。不要每次课后都跑。首先仔细思考。这个班的老师说什么？他有多少含义？每一层含义的中心思想是什么？花一分钟思考并巩固一堂课的内容。如果你认为这还不够，写一份总结，总结你在课堂上听到的和晚上课后的想法，大概一节课不超过一页。他在这两个阶段做了笔记，发现效果很好。

然而，钱伟长的一个同学是林家翘。他记笔记的方法更好。他的课堂笔记需要整理两遍。除了每天晚上整理和写总结外，他还必须每月重新整理一次，删除废话，整合所有内容，整理一个阶段的学习成果。每学期结束时，经过综合整理，一堂课的笔记只有18页左右。复习时，应该边回忆边看边想。因此，林家翘通过自己的消化和思考，把老师和其他人的东西变成了自己的东西，他的成就总是名列前茅。他后来成为麻省理工学院的教授和美国科学院的院士。

1960年秋天的一个下午，一群物理研究者围在北京科学院力学研究所的操场上。两分钟前，研究所所长钱学森组织了一次爆炸实验:他制作了一套爆炸装置，由专业人员引爆后，立即将一个锡盘变成了一个扁碗。他的思想从这开始，他的目光扫过每个学生，最后停留在一个中年男人身上。

“郑，过来！”

郑若有所思的跟着钱学森到了操场的角落。他首先问道，“导演想谈谈爆炸吗？”

钱学森点点头。

郑哲民(右二)与科技人员讨论工作

“事实上，由于爆炸可以变成一个碗，它可以成为核武器的模具，这是非常有助于核武器的研究！”郑的思路很清晰。

钱学森很高兴，因为郑在力学研究所工作才两年，刚刚从副研究员变成研究员。他再次看着这个来自北方的能干的男人，就像他的岳母看着她的女婿一样。经过长时间的思考，钱学森严肃地说:“用爆炸来产生我们需要的形状将是力学研究的一个新课题。我们称之为爆炸力学。这事交给你，有信心吗？”

郑用力点头。从那时起，他的爆炸力学研究生涯开始于他的后半生。几年后，郑成为世界著名的“爆炸力学之父”，力学领域的领军人物，中国科学院、中国工程院和中国工程院院士。他的大名是郑哲民，他的成功之路三部曲受到业界的广泛赞誉。

首先，选择比努力更重要。

郑哲民1924年出生于山东济南。他出生在一个商人家庭，他的父亲郑对他有很深的影响。郑吃了不少苦头。后来他去了城里当学徒，努力工作开始做钟表生意，这让人们叹息。鉴于当时商人地位低下，郑要求萧哲民今后不要经商，而要学技术，最好“以工救国”。13岁的时候，和我父亲的一次谈话非常有影响力。

那时，肖哲民，他的哥哥和爸爸住在成都。一天，父亲把肖哲民叫到身边，严肃地问道:“你有兴趣拆卸和安装手表吗？”

肖哲民诚实地回答，“是的。如果一切正常，拆卸和安装都很容易。”

我父亲慢慢地说，“只要有兴趣。你有没有想过成为一名手表修理工或从事科学研究？你当然不能卖手表。”

肖哲民想了一会儿，说道:“做科学研究，做科学家！”

我父亲非常高兴:“你选择什么，我都会支持。只要你能确定一个方向，不要摇摆，也不要一直改变。对年轻人来说，选择比努力工作更重要。因此，你必须尽快设定自己的目标。”

许多事情说起来容易做起来难。郑哲民在职业选择上走了很多弯路。21岁时，他在西南联合大学主修电气工程。经过一年的学习，他转而从事机械工程。在这段时间里，年轻的郑哲民其实不知所措。1947年，当他在清华大学做助教的时候，他有幸遇到了钱伟长，他生命中的第一个巨头，“科技三钱”之一。钱伟长作为著名教师的风格和他对科学的执着深深地影响了他。钱伟长在力学系开了一个叫应用力学的课，郑哲民只听了一节课就被深深吸引住了。六个月后，由于他的出色表现，他留在学校担任钱伟长的助理教授。次年，他获得国际扶轮奖学金，并被钱伟长等人推荐到加州理工学院深造。

1948年9月，郑哲民在加州理工学院拍摄了一张照片。

经过探索，郑哲民选择了长达60年的机械研究之路。开始的时候，如果他的职业定位不准确，选择了错误的方向，可能不会像下面这样令人兴奋:1949年，他在美国获得了博士学位，努力学习，准备回国。1955年，他和同学们回到了祖国，成为中国科学院数学研究所的副研究员。1956年，他担任力学研究所弹性力学组组长，致力于大坝抗震研究。1960年，他被任命学习爆炸力学...

第二，如果失败不到几十次，就永远不会成功

从郑哲民接手爆破机械的那一刻起，他就知道自己将面临多么坎坷的道路。他曾经听科学家王忠林说过，科学研究取得突破的那一刻是最美好的，就像一个作家的辛勤劳动的文字被发表一样。突破，大多又无聊又无聊，独自品尝失败的滋味。

在爆炸力学方面，郑哲民最大的苦恼是他以前从未见过炸药和雷管，也不知道爆炸是如何发生的，导线是如何连接的。毕竟，这是一个危险的项目，很容易受伤。幸运的是，郑哲民天生大胆谨慎。经过几次摸索，他找到了方法和一些基本的操作。

经过思考，了解煤矿结构的郑哲民决定用爆炸来制造汽车零件:“引爆核武器并不容易”和“引爆”汽车总部，对吗？怀着激动的心情，郑哲民和他的同事来到北京汽车厂，向厂长申请“炸毁”一辆汽车的后盖。

新中国反步兵地雷建设

那时，人们“思想开放”，甚至每亩一万斤大米都成了“常识”。听到“油炸”汽车零件并不奇怪。工厂提供了一套钢板模具，郑哲民带人研究爆破方案。20天后的一个中午，郑哲民在工厂的院子里小心翼翼地点燃了铅。砰的一声巨响后，我看到模具完全变形了:不仅没有达到预期的外观，而且模具也被严重损坏。

一种失落和挫败感涌上我的心头。郑哲民失败了！

经过一天一夜的思考，郑哲民决定降低难度，从头再来:“炸掉”一个汽车后灯罩。经过一个月的摸索，郑哲民再次在同一个地方领先。在那一声巨响之后，所有被吹出的都是一个黑色的枪管！

“我其实在同一个地方摔了两次。我不能再这样下去了！”郑哲民把自己锁在房间里反省:他是不是太不耐烦了？还是你在没有系统研究的情况下就开始练习，本末倒置了？或者我们不应该选择汽车零件来做实验？

从痛苦的经历中吸取教训后，郑哲民和小组成员一起回到实验研究，对研究进行沉思。从那以后，他经历了许多失败，但他将永远总结自己的经验，继续前进。四年后，经过无数次爆炸实验和计算分析，郑哲民独立提出了一种新的力学模型——流体碳质模型。该模型与国外同行同步提出，为中国首次地下核试验的成功做出了重要贡献，为爆炸力学学科的建立奠定了理论基础。1971年从干校回到中国科学院力学研究所后，郑哲民继续致力于爆炸力学的研究。经过十年的努力，郑哲民先后解决了穿甲与穿甲相似率、穿甲机理、穿甲简化理论和射流稳定性等一系列问题，极大地改变了我国常规武器的落后局面。由于郑哲民对爆炸力学的杰出贡献，人们称他为“爆炸力学之父”。

郑哲民发表演讲

值得一提的是，郑哲民研究的爆炸力学不仅为中国的国防做出了巨大贡献，也为中国的经济建设做出了贡献。20世纪80年代，在中国港口建设过程中，郑哲民利用爆炸原理解决了防波堤的修建问题，为国家节约了数亿元。后来，在研究三峡三期围堰拆除爆破方案时，郑哲民再次发挥了自己的优势，提出并详细论证了拆除爆破倾倒方案。在一次又一次的爆炸中，郑哲民准确地控制了爆炸的各种机制，使爆炸成为经济建设的一种手段。为了适应国家建设的需要，他开辟了炸药处理、瓦斯突出、水下软基爆炸处理等关键技术领域，解决了许多重大国家工程建设的核心问题。

在三峡工程三期围堰“第一次空中爆炸”的时刻

三、能工作，更能生活。

世界上有些科学家在科学研究上取得了巨大成就，但他们的个人生活却一团糟。郑哲民不是。他不仅能工作，还能生活。长寿是最好的证明。

90岁的时候，他的日常生活非常有节奏:早上洗衣服，做家务，去国家力学研究所。下午，上网两个小时，或者去散步。在业余时间，他会读一些关于哲学和科学史的书，听巴赫或贝多芬的音乐。

最值得称道的是郑哲民与妻子陆之间的感情。经过几十年的婚姻，两人已经相互接触，很少脸红，更不用说吵架了。自20世纪90年代以来，郑哲民承担了大部分家务，比如洗衣机和晾衣服。"家务是我们的共同语言！"鲁曾经骄傲地对他的朋友说:

最难得的是他们的相互鼓励和支持。2013年1月18日，国家科委授予郑哲民2012年度国家最高科学技术奖。当天上午，陆接到获奖通知后，中午回家时，的第一句话是:“老郑好！我想向你学习！”陆是中国科学院化学研究所的研究员。她的话立刻让郑哲民的脸上充满了阳光。毕竟，家庭表扬是最大的荣耀。

郑哲民(右一)参加小行星命名活动

在生活中，郑哲民对很多事情都感兴趣。例如，当他在去聚会的路上看到砌砖工时，他会问如何砌砖。在业余时间，他还想去单位的炊事班做饭。当他这样做的时候，他告诉每个人，120或200个人用的锅太大了，烹饪不均匀，消耗了太多的能量。建议根据空气动力学原理改变油炸方法。

晚年，郑哲民为自己的工作设定了更高的目标。根据消息来源，他目前正在研究天然水合物(即可燃冰)。老有所为，挑战新能源的精神是郑哲民成功的最大秘诀，也是最值得学习的品质之一。

在人们的印象中，宇航员通常身体强壮，但你肯定会发现，当宇航员从太空返回地面时，他们总是需要所有人的帮助才能走出驾驶舱，而且他们总是坐在下面接受媒体采访。这是为什么？

原来，在太空环境中，人体的骨密度会因失重而下降，而仅仅几天的飞行就能使宇航员容易患骨质疏松症。据研究估计，宇航员在太空中髋骨的骨丢失率约为每月1.7%，而腿和脊柱的骨丢失率高达每月2.7%。不难想象，如果宇航员穿着重达几十公斤的宇航服站立或行走，他们很可能会导致骨折，甚至危及生命。

宇航员离开机舱后必须坐着，如果他们自由行动，他们可能会骨折(照片来源:网易)

与上述骨随着应力状态的变化而生长、吸收和重建的现象相似，这也是生物力学中著名的沃尔夫定律，它是由德国外科医生朱利叶斯·沃尔夫在19世纪首次发现的。

1.跨学科相遇

事实上，在沃尔夫之前，也有两个德国人试图揭示人类骨骼上的压力。一个是生理学家戈尔格·迈耶，另一个是机械师卡尔曼。

两朵花盛开，一朵一朵。说到这里，卡尔曼出生于1821年。大学毕业后，他参加了许多重大建设项目。后来，他还访问了英国和美国，积累了大量的铁路建筑材料，极大地促进了德国结构理论和桥梁工程的发展。34岁时，他成为苏黎世联邦理工学院土壤与木材系的第一任系主任。卡尔曼被认为是工程制图的先驱。他坚信“绘图是工程师的语言”，并大力提倡几何图形的思维方式。他写了一本名为《图形静力学》的书，系统地总结了当时结构静力学分析中的各种几何图形方法。图解法影响了许多工程师。这是牛顿第三定律的图示，包括力的大小和方向。后来，埃菲尔铁塔结构设计采用了这种方法。

卡尔曼和他的书《图形静力学》的封面(照片来源:以太舞台)

此外，迈尔比卡尔曼大6岁，是苏黎世大学的解剖学教授。梅耶尔试图从解剖学和结构力学的角度来研究由捏鞋引起的足部变形，如拇趾外翻，他还以此为基础写了一本有趣的小书，名为《为什么鞋子会捏脚》。然而，“每一排都像一座山”。毕竟，迈尔是生理学家和解剖学家。他对力学的理解和应用还不成熟，所以他希望找到一个力学来指导他。直到1866年，转折点发生了。

迈尔(照片来源:维基媒体)

今年，卡尔曼和迈尔共同参加了苏黎世自然科学协会组织的活动。在一片哗然中，迈尔得知卡尔曼是力学教授时非常激动，他立即开始和他交谈。卡尔曼也遭受了鞋子挤压的痛苦，他欣然决定帮助迈尔研究人体结构的压力行为。卡尔曼建议梅耶尔在分析人体大脚趾和足跟形成的足弓的小梁结构时不妨使用几何图解法。在卡尔曼的帮助下，迈尔将小梁骨结构简化为类似起重机的实体力模型。通过解剖学和图形计算，他发现人体骨骼的介观受力组织呈现海绵状结构。不同的骨骼或同一骨骼的不同部分通常在结构上不同，并且骨骼横截面、肌肉和韧带的分布都会影响骨小梁系统的分布。

迈尔的“海绵结构”中的示意图使用了图解静力学方法(图片来源:斯普林格)

沃尔夫的攻击

迈尔在一篇题为“海绵状结构”的论文中阐述了他的发现。然而，许多人对迈尔的研究感到困惑，因为当时的生理学家普遍缺乏机械知识。然而，这不包括年轻的沃尔夫。

沃尔夫30岁，是普鲁士军队的外科医生。在普鲁士与丹麦和奥地利的战争中，沃尔夫救治了大量身体残疾的士兵。读完迈尔的论文后，他忍不住大喊:“这真是生理学上最不寻常的发现！”战后，沃尔夫计划沿着迈尔的方向继续他的研究，所以他去苏黎世拜访迈尔。迈尔非常感谢这位勤奋的继任者，不仅把论文交给了沃尔夫，还毫无保留地分享了他的研究想法、方法和数据，并把他介绍给了卡尔曼。

沃尔夫(图像来源:研究之门)

回到普鲁士后，沃尔夫马不停蹄地开始了实验。因为人的股骨承受的力相对简单，他首先选择了股骨作为研究对象。现在，如果我们想了解骨骼的内部结构，我们可以借助先进的x光和细胞生物学技术很容易地解决它，但在沃尔夫的生活中，它并不那么简单。为此，他专门制作了一种切割骨片的工具。通过观察大量的骨切片，他最终描绘了骨小梁在多个方向上的分布。沃尔夫也完全接受卡尔曼的图解法。他发现人和动物的骨密度与应力密切相关，而骨骼形状和内部结构的变化都是由外力引起的。例如，当应力较大时，骨会变得较厚，当应力较小时，骨会变得较薄，当骨脱位时，骨痂会在凹陷处形成，骨吸收会在凸起处发生。

沃尔夫借鉴了迈尔和卡尔曼的方法，对骨骼力量进行了更详细的分析(图片来源:斯普林格)

沃尔夫的结论就是我们今天所说的沃尔夫定律。虽然它不如数学和物理定律精确，但它是人类将力学与生命现象联系起来的一种尝试，并由此衍生出一门新的学科——生物力学。

如今，沃尔夫定律不仅适用于宇航员的康复，也适用于许多医学领域。例如，人们过去认为骨折病人应该保持安静，但根据沃尔夫定律，只有当人的骨骼受到压力时，它们才能长得更快，所以现在普遍主张骨折病人也需要适当的活动。在人们越来越关注公共卫生的时候，沃尔夫定律肯定会有更广阔的应用空间。

沃尔夫定律示意图(图片来源:黄金之声，作者中文)

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参考:

[1]人民网。宇航员在失重环境下骨质流失的速度有多快[[地球物理研究院]。(200031) [2020-012]。

沈先云，唐成阁。[2]载人航天飞行引起骨质疏松及其防护的研究[[]。中国航天，2005(2)，335。

吴。沃尔夫定律，结构工程师和骨科医生的诞生，[。力学与实践，2014，36(6): 798-801。

[4]斯克德罗斯J . G，布兰德R . A .传记素描:格奥尔格赫尔曼冯迈耶(1811892) [J]。临床骨科及相关研究，2011，469: 3073076。

《[》5]布兰德·R·A·传记速写:朱利叶斯·沃尔夫，1831902年，[·J]。临床骨科及相关研究，2010，468: 1041049。

滑坡是指斜坡上的土体或者岩体，受河流冲刷、地下水活动、雨水浸泡、地震及人工切坡等因素影响，在重力作用下，沿着一定的软弱面或者软弱带，整体地或者分散地顺坡向下滑动的自然现象。滑坡的组成要素是滑坡体、滑坡壁、滑动面、滑动带、滑坡床、滑坡舌、滑坡台阶、滑坡周界、滑坡洼地、滑坡鼓丘、滑坡裂缝。

滑坡按力学条件划分可以分为牵引式滑坡和推动式滑坡：

1、牵引式滑坡是指下部先滑动使上部失去支撑而变形滑动。从下到上滑动，犹如火车头牵引一样，此类滑坡即为牵引式滑坡。牵引式滑坡一般发生在断裂带、堆积层、风化带及岩土体的软弱夹层所组成的斜坡地带，自下而上发展，规模不断扩大。影响牵引式滑坡的主要因素有人为开挖坡脚、气象与水文条件、地层岩性等。开挖路堑的坡脚是牵引式滑坡的主要诱发因素。在自然条件下，断裂带、堆积层、风化带及岩土体的软弱夹层所组成的斜坡处在稳定或略高于极限平衡状态，坡脚是重要的阻滑段，切坡脚后，斜坡临空高度增加，抗滑力减小，导致切坡后的斜坡产生变形，坡面出现裂缝。

2、推动式滑坡是指上部岩层滑动挤压下部产生变形，滑动速度较快，滑体表面波状起伏，多见于有堆积物分布的斜坡地段。

今天小编对滑坡按力学条件划分有哪些类型进行了简单的介绍，对于滑坡的常见类型有哪些以及其他地质灾害小知识还请关注的自然灾害小知识，希望以上内容对您有所帮助。

下一个突破过了一段时间才来临。这个突破，是几乎同时地由两条独立的途径得到的，其中之一是年轻的德国人海森伯（Werner Heisenberg），另一个是奥地利人薛定谔（ErwinSchrodinger）。

1925 年，海森伯第一个得到了一个适合微观世界的量子表述形式，他称之为“矩阵力学”。他在北海的海尔古兰岛上染上了花粉热，康复以后，他就创造出这个世界上第一个完善的量子理论。他的理论之所以叫做矩阵力学，是因为它用一种叫做矩阵的数学形式，来表述微观世界。矩阵的代数和通常的数字代数很相像，但是有一个很重要的例外。在通常的乘法中，二乘三和三乘二是一样的。但是矩阵 A 乘矩阵 B，并不等于矩阵 B 乘矩阵 A。后来人们认识到，这个不对称的数学特点联系着这样一个事实，即仅仅是测量的先后次序不同，微观世界就可能给出不同的结果。这是量子世界所显示的许多奇特性质之一。

矩阵力学相当抽象，所以薛定谔的表述方式更容易引人注目。薛定谔受到玻耳兹曼很深的影响，他自己说过，“玻耳兹曼的学说对我起的作用，就像科学上的初恋一样，没有其它任何学说能再使我如此入迷。”薛定谔 1926 年对原子问题的解释，被索末菲（Arnold Sommerfeld）称赞为“二十世纪所有令人惊异的发现中，最令人惊异的发现”。

德布罗意的工作给了薛定谔极深刻的印象，所以他全力投入到这个波-粒子学说的研究中。他是在阿罗萨发展了波动力学的，那是个离滑雪胜地达沃斯不远的、阿尔卑斯山中的一个地方。当时他和他的情人在一起，因为那时他和他妻子的关系，处于他们婚后的最低潮。摩尔

（WalterMoor）在他的薛定谔传记中写道：“像那个黑发女郎激起了莎士比亚诗创作的灵感一样，这个阿罗萨女人永远是个谜  不论是谁可能激发起了他的灵感，薛定谔的精力变得如此充沛，这的确是富有戏剧性的。他在一年的十二个月中始终保持创造活力，这在科学史上是独一无二的。”薛定谔在 1925 年 12 月的一封信中，描述了他如何在为这新的原子理论而奋斗。他说，它一旦完成之后，会是一个“非常漂亮”的理论。

1921 年薛定谔的创造性达到了顶点。为了使自己不受到干扰，他常常用珍珠把耳朵塞起来。那一年，他完成了六篇有关他的波动力学的主

要论文，它们都发表在德国的《物理学年刊》上。

薛定谔的理论是用微分方程来表达的，比起海森伯的矩阵方法，它是一种更直观形象的描述。从数学上看，薛定谔和海森伯的表述截然不同，但是如薛定谔本人马上表明的那样，它们的结果是完全一样的：“这好像是，美洲是哥伦布航海越过大西洋而发现的，但同样勇敢的日本人，如果航海越过太平洋也会发现这块新大陆。”由于薛定谔的理论更直观、更灵活，因而人们更喜欢用它来研究量子力学问题。

德布罗意的工作表明，玻尔有关氢原子的量子法则，即必须有一系列固定的电子轨道，可以用围绕原子核的电子波来解释。这些波称为“驻波”，它类似于共鸣时，管风琴琴管中的那种波，或者小提琴琴弦被弓拉动时产生的波。在这些情况下，谐振的出现是由于管中或弦上恰好有整数个波。与此类似，只有某些德布罗意波长可以在原子周围产生出驻波。每一个波长的值对应于一个电子的“轨道”（见图 10）。

罗意所想象的氢原子中的驻波（实线）。虚线表示非驻波将由于干涉而消失。[录自 W．J．Moors《物理化学》第 595 页。]

按照这种推理办法，薛定谔得到了一个方程，它描述物质波在微观尺度如何随时间演化。在本质上，这件工作与牛顿和爱因斯坦在他之前已经做过的一样。对牛顿和爱因斯坦来说，动力学的关键问题，是直接地描述像台球那样的物体，其位置如何随时间而变。然而，薛定谔的工作是对于微观尺度，这时候一个粒子也同时是波。这使得分析变得更错综复杂。因此，他的方程里面含有一个全新的数学量——“波函数”，它考虑了微观粒子的波粒双重性质，并描述它们所有可能的表现。为了使波动力学和日常现象相联系，薛定谔在构造波动力学时，使得它对于像台球这样的宏观物体，就化为类似于牛顿力学的方程。于是，“薛定谔方程”就成为理论物理和理论化学中，所有方程中最基本的方程。后来的一位量子论大师狄拉克（Paul A． M． Dirac），把薛定谔的这篇论文形容为：囊括了全部化学和大部分物理学。

为了验证他的方程，薛定谔把它用于氢原子中的电子波。从应用数学的角度来看，这个方程本身并不新奇。薛定谔用标准方法解出了这个方程，他发现，跟波尔的结果一样，他的结果也和光谱实验中氢原子辐射的能量严格相符。但是现在，支配着电子、使其仅仅占据固定轨道的量子法则，清清楚楚地摆在面前。与玻尔不同的还有，薛定谔现在可以分析并成功地解释有两个电子的氦原子。

虽然有这样的成功，薛定谔却搞不清楚波函数在物理上的含义。显然，他开始时是希望能回到旧的经典概念上去，因为经典概念来源于日常生活，图像十分清楚。但是波函数使他的这一梦想破灭了。大约六个

月之后，在用薛定谔方程研究像原子或电子这样的微观粒子的碰撞问题时，德国物理学家玻恩作了一个非常大胆的假设。他提出，可以把波函数解释为某种“几率振幅”，用来计算在空间某一区域发现一个粒子的几率。他认为，波函数的平方就给出了在指定地点和时间，发现粒子的几率。

玻恩的这个解释，决不是马上就被大家接受了。实际上，对他这个解释的争论延续至今。争论的焦点是，量子力学的含义究竟是什么。答案只会有两种可能的选择，一种是，薛定谔方程是一个新的基本力学的基础，而且玻恩的解释意味着，我们只可以谈及原子和亚原子层次现象发生的几率，而不能准确地预言这些现象。这对于决定论和因果律具有深刻的意义。另一种是，量子力学并不是真正基本的力学，而只不过是对我们还不完全了解的事情，作出统计说明的一种方法——这些事情在某种我们尚不清楚、更深的层次上，是严格决定性和因果性的，正如牛顿物理和爱因斯坦物理那样。

爱因斯坦正是在这一点上与新一代的量子力学分道扬镳。新一代量子力学采用上面第一种选择，而爱因斯坦却固执地坚持第二种：“上帝不会把世界当做骰子”，这是他在辩论时常说的一句名言。爱因斯坦认识到，波函数的几率解释虽然得到普遍赞同，但它从根本上破坏了因果律，而因果律是许多世纪以来联系原因和结果的观念。他在为记念牛顿逝世二百周年而写的一篇文章中说：“牛顿理论的精髓可能会给我们提供力量，去恢复物理现实与牛顿教诲中最深奥的特点——严格的因果律——之间的和谐。”一件非常引人注目的事情是，德布罗意和薛定谔两个人，都对新物理学所走的方向持意味深长的保留态度。在一次与玻尔的著名交锋中，薛定谔说道：“如果我们仍然不得不去建立这种该诅咒的量子跃迁，那我当初真不该和量子论打交道。”但是玻尔、玻恩、海森伯和他们的弟子们，对此异议置之不顾。他们按照自己的方式，为这一学科的“正统”说法打下基础。今天他们的说法已被广泛接受，尽管实际上，它带来的问题和它给出的答案同样多。

古希腊人懂得静态的实体，例如各种几何体，但他们对于运动缺乏清楚的了解；例如，一支箭在飞行的过程中，是如何从一个时刻到下一个时刻改变它的位置的。这并不奇怪，因为要研究物体在自然界的运动就需要一个好的钟表，而他们当时缺乏这一基本技术。根据伽里略建立的基本原理——钟摆可以作为可靠的守时工具——彭罗斯（Roger Penrose）写道，“牛顿得以建立起一座宏伟壮丽的大厦”。

牛顿的《数学原理》一书写于 1684—1687 年之间。有些人把牛顿看成是一个集大成者，把哥白尼、开普勒的天文革命观和伽里略、笛卡尔的运动理论结合在一起。另有一些人则认为牛顿学说中，有很多的新见解，所以他是个道地的创新者。尽管如此，牛顿自称他的思想源于古人，“主要源于塔里斯”。他认为毕达哥拉斯的天球音乐里面已经蕴藏有他本人的引力平方反比定律；如上所说，这个天球音乐思想也曾启发过开普勒。有人认为，牛顿这样引用古人，是为了提高自己思想的地位。

他的《原理》包括一篇引言和三册书（或三个部分）。引言中写有如下的运动定律：

1．一切物体保持它的静止或匀速直线运动状态不变，除非有力加于其上迫使它改变这一状态。

2．运动的改变正比于所受到的动力；并且发生在该力所施的方向

上。

3．对每一个作用都总有一个等量的反作用：或者说，两个物体的相互作用彼此依赖，并总是大小相等，方向相反。

从他在书的前两册中所建立的数学框架出发，在第三册中他推导了

行星、彗星、月亮和海洋的运动。在牛顿的框架之下，只要假设行星的加速度反比于行星到太阳的距离的平方，开普勒的行星轨道定律就可以很自然地推导出来。

一个行星能绕日运行，一定是受到某一力的支配，才把自己保持在绕日的轨道上，因为尽管它以不变的速率运动，运动的方向是时时刻刻在变的。牛顿认为行星和太阳之间的“力”是速度改变的原因：具体地说，他认为加速度是正比于这作用力的。他著名的引力定律公式说，两个物体，例如太阳和月亮，它们之间的引力正比于它们各自的质量的乘积，而反比于它们之间距离的平方。换句话说，如果其中一个的质量加倍，则引力也加倍；但是如果距离加倍，引力则变为原先的四分之一。

伏尔泰说过，“伊萨克·牛顿爵士在他的花园里散步，看到一个苹果从树上掉了下来，从而首次想到他的引力理论。”按照《牛顿手册》所载，看来牛顿至少也用过这个故事来形容引力，但是说他曾被这个苹果打中，并且就由此而产生了万有引力的想法，这些都是夸张。只有一件事可以说是毫无疑问，就是在沃尔斯索普的确是有这么一颗树，它结出一种名为“肯特之花”的烹调苹果，缺少味道，样子像梨，红色并带有黄、绿条纹。虽然这颗树 1828 年曾被吹倒，但它的后裔仍在繁衍，因为它已被接枝到贝尔顿地方的贵族——布朗罗（Lord Brownlow）的一些树上。

为了从他的定律中得出肯定的预言，说行星和苹果应该怎样运动，乃至老鼠如何从柱子上滑下以及其它一些动力学现象，牛顿发明了微积分，这是数学的一门分支，至今仍是高等数学和理论物理的基石之一。这也引起过科学史上一次最著名、最激烈的争吵，因为牛顿和德国哲学—数学家莱布尼兹（GottfriedWilhelm Leibniz，1646—1716）都声称自己发明了微积分。莱布尼兹很多年来都直接了当地在说，牛顿的学术研究大有问题，这无疑使争论更加白热化。1711 年，莱布尼兹曾向伦敦的皇家学会申诉；两年以后皇家学会作出了一个有利于牛顿的“公平”裁决。很多年后真相暴露了，原来作为皇家学会会长的牛顿本人就是这仲裁书《Commercium epistlicum》的作者之一。威斯特福（Richard Westfall）写的牛顿传记《从不休止》中，认为这是牛顿的典型的性格：冷酷、自私、骄傲、惯于欺骗。“伊萨克·牛顿为人令人讨厌”，宇宙学家霍金（Stephen Hawking）也这样承认道。霍金是剑桥大学著名的卢卡逊教席的现任教授，当时牛顿就是该教席教授。

微积分是一种优美简洁、描写宇宙中许多事物的方法，但这里我们不想讲它所牵涉到的数学，我们只想用文字来描述一下，时间是怎么样在牛顿的方程出现的。如上所述，大到行星小到甲虫，任何物体的运动都涉及物体的位置随着时间的变化。牛顿认为时间是一个绝对量，但他对时间的态度是要应用它，而不是要描述它。牛顿首先得解决一个问题，

如何精确地描述一个物体的运动。如果一辆马车在 100 秒中跑了 200 英尺，那么它的平均速度是每秒 2 英尺。但是假设有人要问 50 秒后跑得是多快。在那一瞬间——其持续长度等于零——马车明显地是一点都没有动。问马车在一霎那间的速度，好像在问，在一个短到运动都停止了的时间间隔内，跑了多远一样。

牛顿解决这个问题的办法是，考虑一个物体在一系列很短的时间间隔内的运动。一个数学家也好，一个拦路强盗也好，如果给他提供马车运动的所有细节，包括转弯时走多快，什么地方慢下来等等，他就可以估计出什么时候马车会通过一个预定的地点。只要用一个钟表，一个人就可以测出马车每几秒内走的速度。他的测量原则上可以推到一个极限，即马车在一系列越来越短的时间间隔内的速度。当时间间隔趋向于零的时候，这个速度极限就是瞬时速度。在这样无限小的时间间隔内，马车位置的变化也将是无限小的。然而马车的这一瞬时速度却是一个有限的量：它等于微小的位置变化除以同样微小的时间间隔。在微积分学中，这个量被称为一阶导数。用这个极限过程，得出一个瞬时速度的精确描述，这是微积分的基本法则。同样地，用一个类似的极限，我们可以得到马车的瞬时加速度。

牛顿把这一新的数学方法运用于天文学。他看到行星围绕太阳的轨道被引力弯曲成椭圆形。这样，一个围绕太阳运动的行星其实是在不断地下落。它的轨道的形成，是由于它所受到的引力每一瞬时都在改变着它的速度。为了严格地用微积分来计算行星轨道，我们必需知道每一瞬时的准确加速度，而不仅是一个粗略的平均值。因此，瞬时加速度就在牛顿运动定律的数学公式中出现，这些运动定律其后被用于对太阳系运行日益详尽的描述。这样，用诺贝尔奖获得者温伯格（ Stephen Weinberg）的话来说，“牛顿破除了两种型式的物理之间的壁垒。他不仅消除了太空的神秘性，而且开辟了把天空和地球放在一起研究的可能性。”

牛顿对于运动的描述，把人类对于宇宙结构以及时间的看法，全部改头换面。罗素甚至认为，由于牛顿科学的兴起，“在 1700 年，受过教育的人的思想境界就已经完全现代化了；而在 1600 年，除去极少数以外，绝大多数人仍处于中世纪”。神在世界秩序中的作用被大大降低：上帝，即使他存在的话——而拉普拉斯（Pierre Simon de Laplace， 1749— 1827）和其它一些人认为连这假设都没有必要——也只是在时间的开端给所有的物体一个推动，其后就再也不需要他管了。实际上当时根本不知道时间是否会有一个开端。总之，天体的运动成为可以预知的了。虽然人类在宇宙中的地位变得无关紧要，但是人们开始赞美人类聪明才智的力量。不可避免地，这导致了神学上对上帝和人类关系的重新评价。教会的教条几乎是黯然失色了。

然而牛顿意识到他自己工作的局限性。他写道：“我不过只是像一个在海边玩耍的孩子，以偶尔间发现了一个更光滑的卵石或者更漂亮的贝壳为乐，而我面前仍是一片未知的真理大海”。（这个独特的比喻很可能是二手货；牛顿从来没有去过海上，甚至于连去海边散步都没有过。）实际上，牛顿在其自然观上是与上帝合作的，因为他有着强烈的宗教信仰。他坚持认为太阳系需要上帝时时刻刻的照料，否则就会不稳定。对于牛顿来说，上帝是宇宙的造物主和维护者，但这却使莱布尼兹讥讽牛顿的上帝好像一个二等钟表匠，造出来的钟表，每次停下来，还非要他自己去维修不可。

为了检验他的新理论的预言，牛顿利用了弗雷姆斯蒂德（John Flamsteed，1646—1719）的月亮运动的观测结果，后者是格林威治天文台的首任皇家天文学家，也是牛顿为了知识产权问题后来与之争吵的另一位科学家。格林威治天文台当时除了做纯研究外，还在另一项工作中起着重要作用：为使船只在海上能够找到所在的经度而做天文观测（纬度可以通过测量恒星的地平高度而得到）。尽管弗雷姆斯蒂德和他的后继者作了大量观测，这一工作直到 1767 年才算完成。大约也是在这个时间前后，来自亨伯河边巴洛城的一个木匠哈里森（John Harrison），制成了第一台天文钟，它可以在海上显示“家乡时间”。但只是到了下一个世纪，在 1884 年，才把这个“家乡”确定在格林威治；从此，为使全世界的守时标准化，格林威治时间建立了起来。比较格林威治时间和本地时间就可以得到经度。比如，如果海上的日出时刻比格林威治时间晚四个小时，船长就知道，他已经绕地球航行了六分之一。

力的单位：牛顿，简称牛，用符号N来表示。1N大小相当于拿起2个鸡蛋的力。

测量工具：测力计，实验室中常用的测力计是弹簧秤。

1）弹簧秤的原理：在弹性限度内，弹簧的伸长与受到的拉力成正比。

2）弹簧秤的正确使用：(1)要检查指针是否指在零刻度，如果不是，则要调零；(2)认清最小刻度和测量范围；(3)轻拉秤钩几次，看每次松手后，指针是否回到零刻度；(4)测量时弹簧测力计内弹簧的轴线与所测力的方向一致；⑸观察读数时，视线必须与刻度盘垂直；（6）测量力时不能超过弹簧测力计的量程。

定义：力是物体对物体的作用。

1）定义中的“作用”是推、拉、提、吊、压等具体动作的抽象概括。

2）间力的作用是相互的。(一个物体对别的物体施力时，也同时受到后者对它的力)。

即：（1）发生力时，一定有两个（或两个以上）的物体存在，也就是说，没有物体就不会有力的作用（力的物质性）；（2）当一个物体受到力的作用时，一定有另一个物体对它施加了力，受力的物体叫受力物体，施力的物体叫施力物体。所以没有施力物体或没有受力物体的力是不存在的；（3）相互接触的物体间不一定发生力的作用，没有接触的物体之间也不一定没有力“接触与否”不能成为判断是否发生力的依据；（4）施力物体和受力物体的作用是相互的，这一对力总是同时产生，同时消失；（5）施力物体、受力物体是相对的，当研究对象改变时，施力物体和受力物体也就改变了。

牛顿第一定律：一切物体在没有受到外力作用的时候，总保持静止状态或匀速直线运动状态。

1）它包含两层含义①静止的物体在不受外力作用时总保持静止状态；

②运动的物体在不受外力作用时总保持匀速直线运动状态。

2）牛顿第一定律是理想定律。

3）物体不受力，一定处于静止或匀速直线运动状态，但处于静止或匀速直线运动状态的物体不一定不受力。

另：牛顿第一定律是在经验事实的基础上，通过进一步的推理而概括出来的，因而不能用实验来证明这一定律。

1）摩擦力定义：两个互相接触的物体，当它们要发生或已经发生相对运动时，就会在接触面是产生一种阻碍相对运动的力，这种力就叫摩擦力。

2）摩擦的种类：滑动摩擦、滚动摩擦、静摩擦。滚动摩擦力远小于滑动摩擦力。

3）滑动摩擦力的影响因素：①与物体间的压力有关；②与接触面的粗糙程度有关；

③与物体的运行速度、接触面的大小等无关。压力越大、接触面越粗糙，滑动摩擦力越大。

4）增大有益摩擦的方法：①增加物体间的压力；②增大接触面的粗糙程度。

5）减小有害摩擦的方法：(1)使接触面光滑和减小压力；(2)用滚动代替滑动；(3)加润滑油；(4)利用气垫。（5）让物体之间脱离接触（如磁悬浮列车）。

弹力定义：发生形变的物体由于要恢复原状对跟它接触的物体会产生力的作用，这种力叫弹力。

1）形变：物体的形状或体积的改变，叫做形变。

①任何物体都能发生形变，不过有的形变比较明显，有的形变及其微小。

②弹性形变：撤去外力后能恢复原状的形变，叫做弹性形变，简称形变。

2）弹力：发生形变的物体由于要恢复原状对跟它接触的物体会产生力的作用，这种力叫弹力。

①弹力产生的条件：接触；弹性形变。

②弹力是一种接触力，必存在于接触的物体间，作用点为接触点。

③弹力必须产生在同时形变的两物体间。

④弹力与弹性形变同时产生同时消失。

3）弹力的方向：与作用在物体上使物体发生形变的外力方向相反。

4）大小：弹簧在弹性限度内遵循胡克定律F=kx，k是劲度系数，表示弹簧本身的一种属性，k仅与弹簧的材料、粗细、长度有关，而与运动状态、所处位置无关。其他物体的弹力应根据运动情况，利用平衡条件或运动学规律计算。

重力表示符号G

定义：地面附近物体由于地球吸引而受到的力叫重力。

1）方向：竖直向下。

2）大小（计算公式）：G=mg(重力跟质量成正比)=>m=G/g，g=G/m

（g是重力与质量的比值，g=9。8牛顿/千克，在粗略计算时也可取g=10牛顿/千克）

∴重力的大小与物体的质量有关。

3）作用点：重力的作用点在物体的重心上。

其中，形状规则，质量分布均匀物体的重心在它的几何中心。

4）重垂线是根据重力的方向总是竖直向下的原理制成。

5）重力的施力物体是地球，它的受力物体是地面附近的一切物体。

力的三要素：力的大小、方向、作用点。它们都能影响力的作用效果。

力的图示：用一根带箭头的线段把力的三要素表示出来。其作图方法如下：

（1）画出受力物体：一般可以用一个正方形或长方形代表，球形可用圆圈表示。

（2）确定作用点：作用点画在受力物体上，且画在受力物体和施力物体的接触面的中点，如受力物体和施力物体不接触或同一物体上受二个以上的力，作用点画在受力物体的几何中心。

（3）确定标度：如用1厘米线段长代表多少牛顿。

（4）画线段：从力的作用点起，按所定标度沿力的方向画一条直线，用来表示力的大小

（5）标出力的方向：在线段的末尾画上箭头（含在线段内），表示力的方向

（6）将所图示的力的符号和数值标在箭头的附近

中考物理知识点：力学综合计算

知识方法点拨

（1）多平衡态的力学综合题万能解题方法：

读题，将已知条件标到题目的原图中，方便解题时更快速地找到需要的已知条件；

利用题中一些已知条件求解出各种简单易算得的力，备用；

画受力分析图，原则为一态一物一图，即每个状态的每个物体画一个受力分析图；

根据每个受力分析图列一个平衡等式，并带入已知条件整理成最简；

将题中机械效率的值以及各种比例条件转化为与上一步相同的未知量的式子；

求解方程组，算得关键的力；

求解功、功率、机械效率等其它问题。

（2）计算题的标准要求：式子，代值和单位，结果三者缺一不可。

易错易混雷区

（1）涉及功、功率的计算时要注意题中给定的距离、速度与需要的距离、速度之间的倍数关系。

（2）若题中没有提及忽略绳重和摩擦，则要注意涉及机械效率时，其中的总功部分要用绳端实际做功的方法进行计算。

1.某科技小组设计从水中打捞重物A的装置如图所示，小文站在地面上通过滑轮组从水中提升重为1200N的物体A。当物体A在水面下，小文以拉力F1匀速竖直拉动绳子，滑轮组的机械效率为η1，小文对地面的压力为N1；当物体A完全离开水面，小文以拉力F2匀速竖直拉动绳子，滑轮组的机械效率为η2，小文对地面的压力为N2。已知：物体A的密度为3×103kg/m3，小文的重力为600N，N1:N2=7:5。不计绳的质量和滑轮与轴之间的摩擦，g取10N/kg。求：

(1)物体在水面下受到的浮力；

(2)动滑轮受到的重力

(3)η1与η2的比值。