理论力学创新应用实验室建设总结

理论力学创新应用实验室建设总结根据教育部《关于进一步加强高等学校本科教学的若干意见》的文件精神，为大力加强我校的实践教学，切实提高大学生的实践能力，在学院、教务处、基础部各级领导的关心和指导下，由浙江大学实验中心为我校设计、开发的理论力学创新应用实验室已于2005年11月底建成。理论力学创新应用实验室的建立既填补了我院无理论力学实验的历史，也为首都高校开设理论力学创新实验课开创了先例。理论力学是一门理论性较强的技术基础课，是现代工程技术基础理论之一。在诸多生活、工程领域中有着广泛的应用。这门学科的理论尽管比较抽象、对大二的工科学生要真正掌握也比较困难，但是它的基本概念、公理、定律、定理、原理、建模思路、实验技巧、思维方法等对于研究开发、创新求新、开拓学生思维、处理重大工程、设计新产品、技术革新等用处很大，因而对我院各个专业是十分重要的。理论力学创新应用实验室建成后，在浙江大学庄表中教授的指导下，力学教研室的全体教师对其中大部分可供学生操作的理论力学创新实验进行了观摩，大家深切感到：（1）把身边的、工程中存在的理论力学问题，经过简化、提炼成力学模型。带学生进入实验室上课，进行有理论、有实物演示的讲解，让学生理论联系实际进行应用，还可以当场动手练习，使教学更加生动活泼，起到了其它教学形式所不可替代的作用，补充和丰富了课堂教学中见不到实物或不能动手演示的不足。（2）利用新产品开发的精品设计思路。把科研成果进行浓缩、概括，放到教学实验中，培养学生举一反三的研究开拓、创新应用、深层次提高质量等能力。（3）“把理论力学内容能这样演示、实验，搞得生动、活泼、太好了”。为尽快利用理论力学创新实验，培养学生动手、动脑的能力，以利于理论联系实际、增强学习兴趣，促进创新思维和开发应用。理论力学课程组的教师正着手学习、研究有关理论力学创新实验的各种教学资料，为下学期开设一部分理论力学创新实验作准备。力学教研室理论力学课程组2005年12月22日参观创新实验室的一点感想土05-5班扬三资5月12号，我们土木系五、六班的一部分同学到校本部参观了理论力创新实验室，在这次参观中，我深有体会。起初，我不知道创新实验室都有什么，以为是什么“高科技”。到了以后，却看到的都是一些很普通的东西：玩具吊车、苹果削皮机，千斤顶、玩具挖土机、无电池手电筒、磁悬浮模型、节拍器等。总之，都是些在生产、生活上的东西。这些东西都蕴含着我们课堂上所学过的知识。像玩具吊车中：有力偶系、空间力系的的知识点；节拍器运用的是单摆的知识；无电池手电筒则运用的是能量转换与电磁感应的知识。削苹果用的削皮机有轮系的传动比的知识。总之，我的感想就是不但要把知识学好，而且更应该学会应用，学就是为了用。像节拍器通过调整摆长来改变周期，这些力学模型在高中我们就学了，为什么就不能发明点什么？原因就在于我们学得太死了，只知道为考试而学，应付考试就行了。而其中的意义，我们却没有仔细思考，是我们所过了机会。所以，我认为，在学习知识的过程中，不能只为了考试，要把知识学扎实，学透，才能算掌握了知识。这次参观对我的启发很大。参观理论力学创新实验室土05-6尹伯辉王新朋今天非常有幸的来到学校新开放的理论力学创新实验室进行参观，负责接待我们的老师给我们进行了热情的讲解。创新实验室占地面积虽然不大，但是里面的内容还真不少。其中包括大量的图片、仿真模型以及一些实物，给我印象最深的有这么几件东西：首先是一个仿真的塔吊模型。众所周知，塔吊和汽车吊是高空建筑和桥梁施工的主要起重设备。主要负责完成施工过程中的高空吊装工作。这个仿真模型的工作原理与真实的塔吊相同，它由一个电子遥控装置控制，吊篮可以上下自由滑动，并可以吊起相当重的重物。吊臂可绕中轴自由转动。具老师介绍，塔吊的结构中包含了大量的静力学原理，塔吊的安装必须符合力矩定理，否则塔吊在工作过程中容易翻倒。第二就是各种悬索桥、斜拉桥的图片。斜拉桥的历史不是很悠久，但是在现代交通中却发挥着不可代替的作用。老师讲解说，在古代由于没有钢铁，那时的工匠就地取材，利用木料、石料等建造了一座座的大桥。闻名天下的赵州桥不就是一座石拱桥，赵州桥呈弧型结构，该结构具有最强的抗压力。但是由于桥身有拱，会对车辆的速度有所限制。但斜拉桥就没有这些缺点。斜拉桥是我国大跨径桥梁最流行的桥型之一。现在已建成的斜拉桥有独塔、双塔和三塔式。以钢筋混凝土塔为主。塔型有H形、倒Y形、A形、钻石形等。一般说，斜拉桥跨径300～1000m是合适的，在这一跨径范围，斜拉桥与悬索桥相比，斜拉桥有较明显优势。德国著名桥梁专家F.leonhardt认为，即使跨径14O0m的斜拉桥也比同等跨径悬索桥的高强钢丝节省二分之一，其造价低30％左右。斜拉桥发展趋势：跨径会超过10O0m；结构类型多样化、轻型化；加强斜拉索防腐保护的研究；注意索力调整、施工观测与控制及斜拉桥动力问题的研究。虽然在实验室遇到的很多问题用我们现在学到的知识无法解决，但是，我感觉收获很大，我意识到了什么是“科技来源于生活”，我们现在所学的就是怎样解决生活中遇到的实际问题，但是，我认为最重要的应该是如何发现问题、探索问题，这样才能真正的做到学以致用，这也是我们在大学中应该学会的。最后，我们很感谢学校能建立这样的实验室，使我们认识到理论力学是一门贴近生活乐趣无穷的生活科学！2006-5-15开瓶器力学原理应用自锁现象理论力学在生活中应用广泛，自锁现象就是一例。开瓶器就是充分运用力学自锁原理，以很小的体积与力就可以拔起塞得很紧的葡萄酒瓶塞。开瓶器在日常生活中很长见，其结构并不复杂。当我们开瓶时，只需把开瓶器的螺旋垂直钻入瓶塞中央，轻拉出来即可。简单分析其力学原理，类似千斤顶如图：摩擦力与支持力组了成全约束反力，全约束反力与接触面螺纹的法线成一定夹角称为摩擦角，这与螺纹的坡度相同，当千斤顶所受压力在摩擦角范围内时千斤顶就处于平衡状态，摩擦角的大小取决于摩擦系数。而开瓶器原理类似于千斤顶。土06-425号贾鑫无需电池的手电筒在理论力学课上，老师向我们展示了一个特殊的手电，特殊之处在于，这个手电不用电池，只需要手摇几下，就可以发出和普通手电相同强度的光。我立刻对它产生了浓厚的兴趣，它体积小巧，随身携带十分方便。拿到手电筒后，我的第一感觉手感特别舒适，看来符合人体力学设计。说明书上面说摇动30秒可以照明20个小时，我怀疑是不是印错了，能储存那么长时间的电吗，况且只是摇晃几下。透过透明的电筒壁，仔细观察,发现原来在手电筒内部的底部有一块能滑动的圆柱体，是一块永磁铁，外圈套的就是线圈。在手电筒内部的顶部,有一个小灯泡和两个纽扣电池。线圈与纽扣电池之间有导线连接。手电筒外壁有一个和普通手电相同的开关。我认真研究这个手电筒，弄清了它的工作原理，原来当手摇这个手电筒的时候，里面的圆柱形的永磁铁就会沿着筒往复运动，在运动的过程中，永磁铁会切割磁感线，于是线圈就能感应产生电流了。电流经过导线流到纽扣电池处，并储存在小的钮扣充电电池里面，用来供电，并维持较长时间的发光。原来，这个这个手电筒，利用法拉第原理中的电磁力学说，是通过手摇，将机械能通过线圈转化为电能，存入一个小的电容中，能维持灯泡发光。这个手电非常方便，当我们旅行、行车、野营时，不用带多余的电池，也不用担心手电筒没电，当没电的时候，只要用手摇一摇，就可以继续发电照明。而且这个手电称得上是绿色手电，因为它不使用传统的电池。众所周知，电池对环境的影响是非常大的，不仅影响我们这一代，更影响着下一代的生存环境。这个手电不但节约能源。而且也没有更换电池及电池废弃了污染环境的缺点。看来我们的生活和力学十分紧密，它给我们带来了许多方便，也让我对理论力学产生了更浓厚的兴趣。同时，作为土木工程专业的学生，今后的工作更离不开理论力学这门专业知识，这更加坚定了我要学好理论力学这门课程的决心。土木与交通工程学院土06-6班关唯辰1理论力学实验振动产生优美动听的音乐——浅析小提琴发声、调音的物理原理班级：土061班姓名：黄金龙2振动产生优美动听的音乐——浅析小提琴发声、调音的物理原理一．选题意义我国古代对共鸣、弦的振动、管的音调的研究等都是通过乐器来进行的；希腊哲学家毕达哥拉斯发现了琴弦的长短与音高有一定的关系；从近代物理学发展来看，声学同样占据着相当重要的部分，且与我们的生活息息相关。许多同学都会演奏一些乐器，但对于弦乐器的调试却无从下手。我们结合已经学过的振动学知识，浅析西洋擦弦乐器——小提琴的发声原理，并为演奏者检音、调试提供理论依据和实验结果参考。二．相关物理知识实际的乐音由基频、谐波（泛音）、分音三部分组成。每一个乐音即周期性的振动都可以分解为许多不同频率、不同相位、不同振幅的简谐振动的叠加。简单的简谐振动即正弦振动或余弦振动的传播产生的声波叫做纯音，实际的乐音如歌唱声、乐器声等都不是简单的纯音，而是许多的纯音的叠加。在这些简谐振动中，频率最低的叫做基频，基频的能量往往是最大的。频率是基频整数倍的叫做谐波，其余的高频振动叫做分音。现代的分析中表明，还有低于基频的次声。因此，从物理上讲，音乐声应由三部分组成：乐音、在音乐中使用的噪声（如锣、鼓、沙锤、梆子等没有固定音调的打击乐器和海涛、流水、风声等效果声音）以及对音色有影响的在谐波中存在的一部分超声。一般来说，发生体振动的频率越高，人们听起来音调也越高；发生体的振动频率越低，人们听起来音调就越低。但音调与频率之间并不是严格按比例对应的。一般认为，频率每增高一倍，音调听起来就高一个八度，这仅仅限于中频段。在高音部分，听感偏低，即频率增加一倍，听起来不到高八度，而是偏低，于是要把频率调高些，以适应人的听觉。低音段则听感偏高，于是需要把频率调低些。乐音听起来有一定的强弱，即音的响度，这是乐音的第二个主观量。声音的能量越大，声强越大，听起来响度就越大。但是，这二者也不是按比例一一对应的。至于音色，更是一种主观感觉了。从传统来讲，决定音色的主要因素是频谱，所以常常根据频谱模仿各种音色。但据资料显示，实践表明：音的起始与结尾的瞬间状况，即“音头”和“音尾”，也同音色大有关系。音色不仅与频谱的组成（即基频、谐波和分音的数目、长短、相对强度、分音的不谐和程度及瞬态）3有关，还与基频和谐波在听音区的位置有关，这是由于人耳对于多种频率的响度反映不同。音色也与听者距声源的距离有关，这是因为一个音中的各种成分的衰减不同。三．相关音乐知识音程，就是两个音音高之间的距离。在音乐上，音程用“度”表示。几度就是把起始音算在内，沿着音阶数有几个音名。钢琴上相邻两个键（包括黑键）之间差半音，两个半音等于一个全音。这也是一种表示音程的方法。音程与频率基本上是一一对应的关系。把两个相差八度音程之间的音顺次排列，就成为音阶。规定音阶中各个音的由来及其精确音高的数学方法叫做律制。最常用的三种律制是十二平均律、五度相生律和纯律。音阶中的各个音都有音名，由于生律的方法不同，不同律制生成音律中的同名音（例如都是1c）其频率是不一样的。十二平均律是我国明代科学家朱载堉最先发明的，比西欧早了几十年。他将一个八度音程（频率比为2）按等比数列均分为十二份，得十二律。当前的钢琴和所有键盘乐器以及带“品”的弦乐器等，用的都是这种律制。数学表示：相邻两音之间的频率比均为：059463094.12121nnff即从任何一个音开始，比该音高半音的音，其频率是该音的频率乘122；比该音低半音的音，其频率是该音的频率乘1221；以此类推，可得出所有音的频率。十二平均律有许多优点，比如它易于转调，简化了不同调的升、降半音之间的关系。在小提琴中，假如以C音的弦长为基准，那么小字一组（其中的1c比C高两个八度）1c、1d、1e、1f、1g、1a、1b对应的弦长之间按照十二平均律可由频率关系确定一组固定比值。四．研究与实验小提琴的弦是一根两端固定的细钢丝。在拨、擦弦线时产生的波列经两固定端反射，叠加后形成驻波，但其中包含有许多频率的波。在这里，我们只4对决定音调高低的基频振动做出分析研究。驻波的基频振动所对应的为波长最长的振动，即弦长2l。提琴弦线与指板之