簡介：第4課時電磁感應中的動力學與能量問題,回扣教材,考點掃描,真題在線,回扣教材梳理知識夯基礎,知識整合,一、電磁感應現(xiàn)象中的動力學問題1安培力的大小,2安培力的方向1先用定則判斷感應電流方向,再用左手定則判定安培力方向2根據(jù)楞次定律,安培力的方向一定和導體切割磁感線的運動方向,右手,相反,3如圖所示,電阻不計的光滑金屬導軌平行放置,相同金屬棒AB,CD的質量、電阻分別是M,R,它們放在金屬導軌上且接觸良好,3金屬棒AB做運動,CD做運動,且加速度逐漸,直到它們最后,BLV,向左,向右,減速,加速,減小,做勻速直線運動,,,二、電磁感應現(xiàn)象中的能量問題1能量轉化感應電流在磁場中受安培力,外力克服安培力做功,將轉化為,電流做功再將電能轉化為的能2轉化實質電磁感應現(xiàn)象的能量轉化,實質是其他形式的能與之間的轉化3計算方法1利用克服做功求解電磁感應中產(chǎn)生的電能等于克服所做的功2利用能量守恒求解機械能的減少量等于電能的增加量3利用電路特征求解通過電路中所產(chǎn)生的電能來計算4如圖所示,線圈在進入磁場時和完全進入磁場后一直處于加速狀態(tài)1進入磁場時,線圈的重力勢能,動能,機械能,內(nèi)能2完全進入磁場后,線圈中感應電流,線圈的機械能,內(nèi)能,機械能,電能,其他形式,電能,安培力,安培力,減少,增加,減少,增加,無,不變,不變,,,問題思考,如圖,水平光滑桌面上有一單匝線圈ABCD,邊長為L,總電阻為R,在外力作用下以速度V向右勻速直線進入磁感應強度為B的勻強磁場,則在線圈進入磁場的過程中,,選修32P21圖456,1外力F的大小是多少2試從電路及能量兩個角度求出線圈中產(chǎn)生的焦耳熱,,答案見解析,考點掃描重點透析通熱點,考點一電磁感應中的動力學問題,要點透析,1導體兩種狀態(tài)及處理方法1導體的平衡態(tài)靜止狀態(tài)或勻速直線運動狀態(tài)處理方法根據(jù)平衡條件合外力等于零列式分析2導體的非平衡態(tài)加速度不為零處理方法根據(jù)牛頓第二定律進行動態(tài)分析或結合功能關系分析,2抓好受力情況、運動情況的動態(tài)分析思路導圖,典例突破,【例1】2016山東日照模擬如圖所示,足夠長的光滑平行導軌MN,PQ傾斜放置,兩導軌間距離為L10M,導軌平面與水平面間的夾角Θ30°,磁感應強度為B的勻強磁場垂直于導軌平面向上,導軌的M,P兩端連接阻值為R30Ω的電阻,金屬棒AB垂直于導軌放置并用細線通過光滑定滑輪與重物相連,金屬棒AB的質量M020KG,電阻R050Ω,重物的質量M060KG,如果將金屬棒和重物由靜止釋放,金屬棒沿斜面上滑的距離與時間的關系如表所示,不計導軌電阻,G取10M/S2求,1AB棒的最終速度是多少2磁感應強度B的大小是多少3當金屬棒AB的速度V2M/S時,金屬棒AB上滑的加速度大小是多少,,【審題指導】,,,題后反思,解決電磁感應中的動力學問題的一般思路“先電后力”,即先作“源”的分析分離出電路中由電磁感應所產(chǎn)生的電源,求出電源參數(shù)E和R再進行“路”的分析分析電路結構,弄清串、并聯(lián)關系,求出相關部分的電流大小,以便求解安培力然后是“力”的分析分析研究對象常是金屬桿、導體線圈等的受力情況,尤其注意其所受的安培力接著進行“運動”狀態(tài)的分析根據(jù)力和運動的關系,判斷出正確的運動模型,1動力學問題多選如圖所示,電阻為R,其他電阻均可忽略,EF是一電阻可不計的水平放置的導體棒,質量為M,棒的兩端分別與AB,CD保持良好接觸,又能沿框架無摩擦下滑,整個裝置放在與框架垂直的勻強磁場中,當導體棒EF從靜止下滑一段時間后閉合開關S,則S閉合后A導體棒EF的加速度可能大于GB導體棒EF的加速度一定小于GC導體棒EF的最終速度隨S閉合時刻的不同而不同D導體棒EF的最終速度與S閉合的時刻無關,即時鞏固,,AD,,,解析開關閉合前,導體棒只受重力而加速下滑閉合開關時有一定的初速度V0,若此時F安MG,則F安MGMA若F安T0穿過回路的總磁通量和金屬棒所受外加水平恒力的大小,,32014全國Ⅱ卷,25半徑分別為R和2R的同心圓形導軌固定在同一水平面內(nèi),一長為R、質量為M且質量分布均勻的直導體棒AB置于圓導軌上面,BA的延長線通過圓導軌中心O,裝置的俯視圖如圖所示整個裝置位于一勻強磁場中,磁感應強度的大小為B,方向豎直向下在內(nèi)圓導軌的C點和外圓導軌的D點之間接有一阻值為R的電阻圖中未畫出直導體棒在水平外力作用下以角速度Ω繞O逆時針勻速轉動,在轉動過程中始終與導軌保持良好接觸設導體棒與導軌之間的動摩擦因數(shù)為Μ,導體棒和導軌的電阻均可忽略重力加速度大小為G求,,1通過電阻R的感應電流的方向和大小,,2外力的功率,

簡介：§91全同粒子的性質,定義內(nèi)稟固有屬性完全相同的粒子M,E,S,稱為全同粒子,§91全同粒子的性質,性質全同性原理全同粒子不可區(qū)分，不可編號全同粒子的哈密頓算符有交換對稱性,§91全同粒子的性質,交換算符PIJ與H對易,§91全同粒子的性質,§91全同粒子的性質,§91全同粒子的性質,全同粒子對稱性不隨時間變化而變化,§91全同粒子的性質,波色子BOSONS偶數(shù)HBAR/2光子、介子費米子FERMIONS奇數(shù)HBAR/2電子、質子，中子,§91全同粒子的性質,全同粒子體系波函數(shù)的對稱性和PAULI原理,§91全同粒子的性質,§91全同粒子的性質,§91全同粒子的性質,§91全同粒子的性質,§91全同粒子的性質,§91全同粒子的性質,§91全同粒子的性質,§92全同粒子的散射,不考慮自旋非全同粒子的散射,§92全同粒子的散射,BOSONBOSON,§92全同粒子的散射,§92全同粒子的散射,FERMIONFERMION,§92全同粒子的散射,考慮自旋E－E散射無極化，略去LS耦合S1三重態(tài)空間對稱S0單態(tài)空間反對稱,§92全同粒子的散射,極化電子散射,§92全同粒子的散射,任意自旋的全同粒子散射SSZ本征值MSHBARMS取值S,S1,S共2S1兩個粒子2S12S1,§92全同粒子的散射,§92全同粒子的散射,§92全同粒子的散射,§92全同粒子的散射,§93氦原子,目的用微擾論討論，考慮交換簡并?簡并微擾相當于考慮波函數(shù)對稱性，用波函數(shù)對稱化重新組合簡并波函數(shù),§93氦原子,§93氦原子,§93氦原子,§93氦原子,§93氦原子,§93氦原子,§93氦原子,§93氦原子,§93氦原子,§93氦原子,§94分子,BORNOPPENHEIMER近似將原子核之間的距離看成參數(shù)，令VV|R1R2|,§94分子,§94分子,§94分子,雙原子分子的轉動和振動,§94分子,§94分子,§94分子,§94分子,§94分子,§94分子,§94分子,§94分子,§94分子,本章小結,本章小結,本章小結,

簡介：量子力學的出現(xiàn),經(jīng)典物理的成功牛頓運動定理，日常生活（打籃球，開車），天文觀測（太陽系各種行星的運動，海王星，冥王星的發(fā)現(xiàn)），航天（只用牛頓定理足夠把人送上太空），蒸汽機，電話，電報決定論（只要知道某一時刻物體的狀態(tài)，以后任意時刻都是可以預知的）麥克斯韋電磁理論熱力學經(jīng)典物理的疑難以太疑難（電磁學），光電效應物體的比熱（熱力學），黑體輻射原子結構，物質的波動性，,粒子與波（對光的認識）,牛頓－光是粒子直線傳播，反射，折射托馬斯楊光是波干涉，衍射愛因斯坦光是粒子光電效應，照相術究竟是什么有波的屬性，也有粒子的屬性，不是經(jīng)典意義上的波或粒子,光的雙縫干涉,,子彈雙縫試驗,,,,水波雙縫試驗,電子雙縫試驗,電子雙縫試驗（2）,不確定性原理,有位哲學家說過“同樣的條件總是導致同樣的結果，這一點是科學存在的基礎”。可是，這話不對費曼修改的電子雙縫試驗我們可以跟蹤子彈的軌跡，按同樣的思路跟蹤電子,電子雙縫試驗（3）,電子雙縫試驗（3）的結果,電子只能從一條縫里出來如果我們知道電子從那條縫里出來，干涉就沒有了關掉光源，干涉又出現(xiàn)了降低光源強度，有些電子觀察不到，干涉圖案也會部分出現(xiàn)沒有觀測到的電子同時通過兩條縫,海森堡測不準原理,永遠也不能同時測準兩個有一定關系的物理量，比如一個粒子的位置和速度用光子觀測電子的過程，光子的波長反比于動量。波長長，動量小，測得動量準，但位置不準，反之亦然。測量是一種作用過程，是用波來測量波的過程任何一個量都有不確定性,,照相中的不確定性,幾率與粒子性仙女座星云照片曝光量逐漸增加,照相,量子路徑概念,普朗克－愛因斯坦光量子論,問題黑體輻射能譜公式的紫外疑難假定能量是量子化的，即可以解決這一疑難普朗克對于頻率為V的電磁輻射，只能以HV為單位來吸收和輻射愛因斯坦對于任何一個頻率為的V諧振子，能量只能以HV為單位變化，解決了固體比熱問題,物質波與薛定諤方程,德布羅意物質波既然物質有波動行為，那么所有的物質都應該是波，所有物質的波長和動量遵循同一個關系薛定諤方程既然物質以波的形式運動，就應該有一個波動方程來描述這種運動。猜出來的，沒有更基本的原理。波的基本性質疊加性,,,波函數(shù)的幾率詮釋,薛定諤方程解出的波函數(shù)的平方是幾率分布測量導致態(tài)坍縮，測量測到允許的某一個值，測量過后就是這個值，以后的演化都從這個態(tài)開始薛定諤貓態(tài)，半個死貓態(tài)＋半個活貓態(tài)，看了以后就決定了，看是一個測量過程,,,物質波的應用,直接觀察到的物質波，電子，中子，氫原子，氦原子，雙縫試驗光學顯微鏡的極限，受光波波長限制，沒有透鏡可以偏折高能光子電子顯微鏡，可以獲得很短波長的電子束，觀察的細節(jié)更小中子顯微鏡加速器，對撞機日常生活中，物質波效應極其微小,原子與原子核,盧瑟福原子模型高能Α粒子轟擊，證明原子有很小的核,原子的光譜,證明原子中的電子有分立的能量,能量量子化,駐波方盒模型,方盒中電子的能量,氫原子的光譜,,巴爾末線系,玻爾原子模型,原子不能用經(jīng)典電磁學解釋，經(jīng)典的原子不可能存在原子只能穩(wěn)定地存在于分立的能量上原子在兩個能量態(tài)之間變化時，兩態(tài)能量差就是放出或者吸收光子的能量對應原理大量子數(shù)極限下，量子體系行為趨向于經(jīng)典體系不能解釋氫原子以外的多電子原子完全解釋要靠后來的量子力學，薛定諤方程,氫原子的能級,

簡介：運動學基礎,第二章運動力學基礎,目錄,第一節(jié)運動中的力與力矩第二節(jié)人體運動的動力學第三節(jié)人體運動的靜力學第四節(jié)人體運動的轉動力學第五節(jié)骨與關節(jié)生物力學,重點與難點,重點力、力矩、穩(wěn)定角、人體轉動慣量的概念；骨的杠桿作用；關節(jié)的類型及運動。常見的外力和內(nèi)力；力的合成和分解；人體平衡的條件；骨與關節(jié)生物力學特征。難點牛頓運動定律、轉動定律及其應用。,人體和物體的運動在運動形式上多種多樣，千差萬別。這種差別主要表現(xiàn)在時間和空間兩個主要方面，其形成的原因是人體或物體受到的力和力矩不同。,LOREMIPSUMDOLOR,,,第一節(jié),運動中的力與力矩,,一、運動中的力力是一個物體對另一個物體的作用，是使物體產(chǎn)生形變或線運動狀態(tài)改變的原因。力矩則是力和力臂的乘積，是使物體轉動狀態(tài)改變的原因。,內(nèi)力外力,LOREMIPSUMDOLOR,（一）外力重力是地球對人體或物體的引力，是一種非接觸力。摩擦力是兩相互接觸的物體做相對運動（線運動或滾動）或有相對運動趨勢時產(chǎn)生的力。支撐反作用力人體重力作用于支撐面上，支撐面又反作用于人體。流體作用力人體在空氣和水中運動時，必然與流體發(fā)生接觸并相互作用，流體對人體的作用即為流體作用力。器械的阻力,LOREMIPSUMDOLOR,（二）內(nèi)力1肌拉力骨骼肌借助肌腱附著于骨，產(chǎn)生對骨的拉力維持人體姿勢，引起人體內(nèi)各部分、各環(huán)節(jié)的相對運動，是人體內(nèi)力中最重要的主動力。,LOREMIPSUMDOLOR,肌拉力線喙肱肌拉力線位于肩關節(jié)冠狀軸前方、矢狀軸內(nèi)側，使肩關節(jié)內(nèi)收和屈。肱肌位于肘關節(jié)中心運動軸的冠狀軸前方，能使肘關節(jié)屈。,LOREMIPSUM,2組織彈力當機體拉伸、壓縮、扭轉時會發(fā)生形變，彈力是機體形變做功的能力。希爾三元素模型①可收縮成分相當于骨骼肌中肌纖維成分②串聯(lián)彈性元主要是位于骨骼肌兩端的肌腱；③并聯(lián)彈性元包裹在整個骨骼肌表面和肌束、肌纖維表面的結締組織。,,3其他內(nèi)力人體內(nèi)各組織器官具有不同的形態(tài)、結構和生物力學特性。人體由于各種運動過程引起這些組織器官發(fā)生形態(tài)、位置改變時，可以產(chǎn)生摩擦力、流體阻力等。,如血流阻力,（三）力的合成與分解1合力與分力一個力如果它產(chǎn)生的效果與幾個力共同作用的效果相同，則這個力就叫那幾個力的合力，而那幾個力就叫這個力的分力。力的平行四邊形定則,LOREMIPSUMDOLOR,LOREMIPSUMDOLOR,2力的合成求幾個已知力的合力，叫力的合成。3力的分解力的分解是力的合成的逆運算。肌力分解及其作用,LOREMIPSUM,（四）力的時間與空間積累效應1力的時間累積效應合外力與其作用時間的乘積（FΔT）稱為力的沖量。質量與速度的乘積（MV）稱為動量。動量定理物體動量的增量等于其所受的沖量。,LOREMIPSUMDOLOR,（1）人體運動中為了減小外界的沖擊力，通常需要延長外力的作用時間。如落地緩沖。（2）為了給物體或人體強大的沖力，要求與物體或人體接觸（撞擊）的時間要短。如用錘子釘釘子。（3）增大作用力和延長力的作用時間，可以使人體或器械獲得更大的速度。如投擲壘球。,2力的空間累積效應力與力作用方向上移動距離的乘積（FS），是力的空間累積效應，在力學上稱力對物體做了功。動能定理力對物體做的功等于物體機械能（動能和勢能）的增量。,LOREMIPSUMDOLOR,LOREMIPSUM,二、運動中的力矩力矩（M）是作用于物體或人體的合力（F）與支點到力作用線距離（D）的乘積，即MFＤ。分析手握球做屈肘動作產(chǎn)生的力矩,,,第二節(jié),人體運動的動力學,LOREMIPSUMDOLOR,一、牛頓運動定律（一）牛頓第一定律任何物體在不受外力作用（或所受合外力為零）時將保持靜止或勻速直線運動狀態(tài)不變，又稱慣性定律。（二）牛頓第二定律當物體所受到的合外力不為零時，物體的運動狀態(tài)會發(fā)生改變。（三）牛頓第三定律即作用力與反作用力定律。,LOREMIPSUMDOLOR,二、牛頓運動定律在人體運動中的應用（一）運動中合理利用慣性可以省力（二）克服重物慣性需要遵循骨骼肌活動順序原理（三）增加人體對外界的作用力可以增大外界對人體的反作用力,,,第三節(jié),人體運動的靜力學,一、力系平衡條件與人體平衡的類型平衡是物體速度和方向不變的狀態(tài)。靜態(tài)平衡動態(tài)平衡。,LOREMIPSUMDOLOR,（一）力系平衡條件1共點、共線力系2平面匯交力系3平面平行力系4空間一般力系共點、共線力系的平衡只要滿足合力為零其他力系的平衡條件均為合力為零，合力矩為零。,（二）人體平衡類型1平衡時重心與支撐點的位置關系分類2平衡時保持平衡的能力分類,上支撐平衡下支撐平衡混合支撐平衡,穩(wěn)定平衡有限穩(wěn)定平衡不穩(wěn)定平衡隨遇平衡,LOREMIPSUMDOLOR,二、穩(wěn)定性及其影響因素（一）穩(wěn)定性穩(wěn)定性是指人體和物體抵抗各種干擾作用保持平衡的能力。一是人體靜止時抵抗各種干擾的能力，這種能力稱為靜態(tài)穩(wěn)定性。二是指人體重心偏移平衡位置后，干擾因素除去時，人體仍能恢復到初始平衡范圍，此為人體平衡的動態(tài)穩(wěn)定性。,LOREMIPSUMDOLOR,（二）影響人體下支撐穩(wěn)定性的因素與評價指標1影響人體下支撐穩(wěn)定性的因素（1）支撐面大小支撐面大，穩(wěn)定度大；支撐面小，穩(wěn)定度小。（2）重心的高低在支撐面不變的情況下，人體的重心位置越低，穩(wěn)定度越大；重心位置越高，穩(wěn)定度越小。,,,比較重心高低和支撐面大小,,,2人體下支撐穩(wěn)定性的評價指標（1）穩(wěn)定角是指重力作用線和重心至支撐面邊緣相應點的連線間的夾角。重心高度相同，支撐面越大，穩(wěn)定角越大；支撐面相同，重心越高，穩(wěn)定角越小。,LOREMIPSUMDOLOR,,（2）穩(wěn)定系數(shù)穩(wěn)定系數(shù)是指穩(wěn)定力矩與傾倒力矩的比值。穩(wěn)定系數(shù)大于1時，物體能抵抗外來翻倒力矩，平衡不被破壞；穩(wěn)定系數(shù)小于1時，物體抵抗不住外來的翻倒力矩，平衡將遭到破壞，物體會翻倒。,犯罪高手MV中邁克爾杰克遜傾斜45°,,三、人體平衡與穩(wěn)定的特點1人體不能絕對靜止2人體形狀可變3人體內(nèi)力起重要作用4心理因素的影響5感覺系統(tǒng)在保持人體平衡中的作用,LOREMIPSUMDOLOR,,,第四節(jié),人體運動的轉動力學,LOREMIPSUMDOLOR,人體各環(huán)節(jié)的運動都是骨骼肌牽引骨圍繞著關節(jié)運動軸的轉動。把人體看做剛體,,一、轉動運動學（一）人體轉動的轉動軸剛體轉動時，剛體上的各點都做圓周運動形成大小不等的同心圓，各圓的中心都位于同一條直線上，這條直線叫做轉動軸。,,LOREMIPSUM,當人體圍繞固定在地面上的運動器械轉動時，器械就是人體的轉動軸，稱為實體軸。當人體局部肢體或整體轉動時所圍繞的是位于人體內(nèi)部的某特定的直線，則為非實體軸。有支點、有實體軸的轉動,,支點無實體軸的轉動無支點、無實體軸,,復合軸的旋空,,（二）角運動學1角位移是描述物體轉動時位置變化的物理量。國際單位為弧度，通常可用°表示。2角速度連接運動點和圓心的半徑在單位時間內(nèi)轉過的弧度叫做“角速度”。國際單位為弧度/秒，用字母Ω表示。3角加速度是描述剛體角速度的大小和方向對時間變化率的物理量，國際單位是“弧度/秒平方”，用字母Α表示，計算公式為ΑΔΩ/ΔT。,,LOREMIPSUMDOLOR,二、轉動動力學產(chǎn)生轉動的條件必須滿足合外力矩不為零。（一）轉動定律1轉動慣量又稱慣性距、慣性矩俗稱慣性力矩，是剛體繞軸轉動時慣性的量度，用以描述物體保持原有轉動狀態(tài)的能力。只決定于剛體的形狀、質量分布和轉軸的位置，而同剛體繞軸的轉動狀態(tài)無關。,鄭秀媛的中國人體慣性參數(shù)模型標準。環(huán)節(jié)的轉動慣量（I）等于環(huán)節(jié)中質點的質量（M）乘以質點到轉軸的垂直距離（R）的平方。即IMR2，單位為千克米平方（KGM2）。,LOREMIPSUMDOLOR,人體轉動慣量會隨不同的位置的轉軸和身體姿勢的改變而發(fā)生相應的改變。例如跳水動作過程中人體伸展、兩折、三折時的轉動慣量會隨著轉動半徑的減小而依次減小。,LOREMIPSUMDOLOR,,2轉動定律當物體受到合外力矩（?M）的作用而發(fā)生轉動時，則轉動體的轉動慣量（I）乘以角加速度（?。┑某朔e等于作用于轉動體的合外力矩，即?MIΑ。,剛體轉動的角加速度與它所受的合外力矩成正比，與剛體的轉動慣量成反比,LOREMIPSUMDOLOR,（二）動量矩定理假定轉動慣量為I的剛體在外力矩M的作用下，經(jīng)過了時間ΔT，轉動角速度從Ω1變成了Ω2，則這個過程中角速度變化量為Ω2Ω1，角加速度?。é?Ω1）/ΔT，代入轉動定律公式中得到MIΑI（Ω2Ω1）/ΔT，推導得出MΔTIΩ2IΩ1。此式中的MΔT是沖量矩，單位NMS；IΩ是動量矩（H），單位KGM2/S。作用在剛體上的沖量矩等于動量矩的變化。,,三、轉動定律的應用1增大肌對關節(jié)的拉力矩通過增加肌收縮力和肌力臂，能增加角速度和角加速度。,粗壯的大腿肌具有較大的力量和力臂能產(chǎn)生較大的角速度和角加速度,2減小轉動慣量由?MIΑ可以看出，當肌力矩一定時，減小環(huán)節(jié)對軸的轉動慣量，可以達到增大轉動角速度或角加速度的目的。短跑時需折疊大、小腿，以減小下肢對髖關節(jié)轉動軸的轉動慣量，以便快速向前擺腿。,LOREMIPSUMDOLOR,,自由體操騰空,,,第五節(jié)骨與關節(jié)生物力學,LOREMIPSUMDOLOR,一、骨的概述（一）骨的組成和分類顱骨29塊軀干骨51塊四肢骨126塊,LOREMIPSUMDOLOR,2骨的分類按照形態(tài)特點可分為長骨、短骨、扁骨和不規(guī)則骨,LOREMIPSUMDOLOR,（二）骨的結構骨的器官水平結構以長骨為例，骨的構造包括骨質、骨膜、骨髓三部分。,LOREMIPSUMDOLOR,2骨的微細結構長骨骨皮質的主要結構單位哈佛系統(tǒng)又稱為骨單位,LOREMIPSUM,3骨的血管、淋巴管和神經(jīng),4骨組織由細胞和細胞間質組成骨組織細胞包括骨細胞成骨細胞骨原細胞破骨細胞骨基質分為有機質無機質,LOREMIPSUMDOLOR,（一）骨受載荷形式,二、骨的生物力學特征,,（1）拉伸拉伸載荷是自骨的表面向外施加相等而反向的載荷，在骨內(nèi)部產(chǎn)生拉應力和拉應變。例，單杠懸垂時上肢骨的受力。,,（2）壓縮壓縮載荷為加于骨表面的向內(nèi)而反向的載荷，在骨內(nèi)部產(chǎn)生壓應力和壓應變。例，舉重舉起后上肢和下肢骨的受力。,上肢壓縮力,,（3）彎曲使骨沿其軸線發(fā)生彎曲的載荷稱為彎曲載荷。在彎曲負荷下，骨骼內(nèi)不同時產(chǎn)生拉應力（凸側）和壓應力（凹側）。在最外側，拉應力和壓應力最大，向內(nèi)逐漸減小，在應力為零的交界處會出現(xiàn)一個不受力作用的“中性軸“。例，負重彎舉（杠鈴）時前臂的受力。,,小腿彎曲力,,（4）剪切標準的剪切載荷是一對大小相等，方向相反，作用線相距很近的力的作用，有使骨發(fā)生錯動（剪切）的趨勢，在骨骼內(nèi)部的剪切面產(chǎn)生剪應力。例，人體運動小腿制動時，股骨髁在脛骨平臺上的滑動產(chǎn)生剪應力。,,（5）扭轉骨骼受到外力偶的作用而受到的載荷，在骨的內(nèi)部產(chǎn)生剪應力。如作轉身動作時，下肢骨受到的扭轉作用。在生理狀態(tài)下，扭轉載荷常見于前臂、脊柱的旋轉與骨關節(jié)的旋轉活動中。例，擲鐵餅出手時支撐腿的受力。,骨力學包含兩個最基本元素，即應力和應變1骨的應力概念當外力作用于骨時，骨以形變產(chǎn)生內(nèi)部的阻抗以抗衡外力，即是骨產(chǎn)生的應力。特點應力的大?。阶饔糜诠墙孛嫔系耐饬εc骨橫斷面面積之比，單位為PAN/M2，即牛頓/平方米。,（二）骨的應力與應變,,2應變概念骨的應變是指骨在外力作用下的局部變形。其大小等于骨受力后長度的變化量與原長度之比，即形變量與原尺度之比。一般以百分比來表示下圖。,3應力應變曲線,表示應力和應變之間的關系。應力應變曲線分成兩個區(qū)彈性變形區(qū)和塑性變形區(qū)。在彈性變形區(qū)內(nèi)的載荷不會造成永久性形變（如骨折）。彈性區(qū)末端點或塑性區(qū)初始點稱屈服點。該點對應的應力是產(chǎn)生骨最大應力的彈性形變，亦稱為彈性極限。塑性區(qū)屈服點以后的區(qū)。此時已出現(xiàn)結構的損壞和永久變形。當載荷超過彈性極限后，骨發(fā)生斷裂即骨折。,★導致骨折所需的應力叫骨的最大應力或極限強度?！镌趹兦€彈性區(qū)的斜率叫彈性模量或楊氏模量YOUNG‘SMODULES，表示材料抗形變的能力。一般而言，彈性模量是一個常數(shù)。彈性模量越大，產(chǎn)生一定應變所需的應力越大。,青少年期骨折愈合期,（三）機械應力對骨生長的影響,沃爾夫（WOLFF）定律物理功能的改變引起骨的吸收和形成，因此改變了骨的內(nèi)部結構和外部的幾何形狀。塑形與重建是骨組織中對機械應力作用響應的兩個主要生理過程。,骨組織的更新,長跑運動員拇外翻,LOREMIPSUMDOLOR,（四）骨疲勞,疲勞性骨折概念指骨長期承受反復負荷如長時間的行軍、鍛煉后發(fā)生微損傷而逐漸形成的骨折。它是由于損傷的不斷積聚，超過機體的修復能力，繼而產(chǎn)生疲勞性骨折或應力性骨折。特點骨折和修復同時進行。,（1）疲勞性骨折的好發(fā)部位最常發(fā)生在下肢骨，其次是上肢骨和軀干骨。下肢骨骨折可發(fā)生在股骨、髕骨、腓骨、脛骨、內(nèi)踝、距骨、跖骨、跟骨等處，其中，以脛骨、腓骨和跖骨更多見。,（2）疲勞性骨折的生物力學原理有關疲勞性骨折的發(fā)生原因，目前不同學者持有不同的觀點。概括起來有以下幾種觀點其一，肌疲勞是導致疲勞性骨折發(fā)生的一個重要原因。其二，肌牽拉是導致疲勞性骨折另一原因。其三，骨鈣質減少。其他，維生素、酸中毒以及生物電現(xiàn)象等均可能與疲勞性骨折有關。,（五）影響骨力學性能的其他因素1．骨的大小和形狀2．骨折愈合3．手術因素4．衰老與骨質疏松,阻力點在支點和動力點之間的杠桿為省力杠桿。支點在阻力點與動力點之間的杠桿為平衡杠桿。動力點在支點與阻力點之間的杠桿為速度杠桿，屬于費力杠桿。,（六）骨的杠桿作用,三、關節(jié)生物力學,（一）骨連結1直接連結2間接連結又稱關節(jié)3關節(jié)的類型,LOREMIPSUMDOLOR,（二）關節(jié)的生物力學1．關節(jié)穩(wěn)定性（1）關節(jié)面形狀（2）韌帶強弱（3）骨骼肌力量（4）關節(jié)負壓2．關節(jié)的力和力矩3關節(jié)軟骨生物力學特性,小結,機體在外力和內(nèi)力共同作用下，產(chǎn)生能使關節(jié)轉動和整體運動的力矩，從而完成各種動作。無論是完成各種動作還是維持一定的身體姿勢，必須保持平衡，為了增加身體的穩(wěn)定性，通常采用增加穩(wěn)定面和降低身體重心的方式。轉動運動是人體的特殊運動形式。當物體受到合外力矩的作用而發(fā)生轉動時，則轉動體的轉動慣量乘以角加速度的乘積等于作用于轉動體的合外力矩。外力矩越大，作用時間越長，剛體轉動狀態(tài)變化越大。骨的結構特點決定了它的生物力學特征。骨還具有杠桿作用，人體存在省力杠桿、平衡杠桿和速度杠桿三種類型。關節(jié)是骨與骨之間的間接連結，包括基本構造和輔助構造。關節(jié)面的形狀決定了關節(jié)的運動軸，也決定了關節(jié)的穩(wěn)定性和靈活性。,THANKYOU,

簡介：工程流體力學（緒論）,油氣儲運教研室邊娟,2,①公共郵箱YQCYGCLTLXSOHUCOM密碼YQCY1234。分享教學資料②郵箱BJDYXZH126COM。③電話18319756702（6702）。,聯(lián)系方式,關于本課程的幾點說明,教材工程流體力學楊樹人等石油工業(yè)出版社,1,課時總共143,2,關于本課程的幾點說明,學習基礎高等數(shù)學線性代數(shù)理論力學材料力學以及部分的矢量分析,1,關于本課程的幾點說明,第一章緒論部分,1認識流體與流體力學,2流體力學的發(fā)展歷史,3流體力學在油氣儲運中的應用,4如何學好流體力學,第一章緒論部分,1認識流體與流體力學,一、流體的定義、特征,1、定義能夠流動的物質為流體，包括氣體和液體。力學定義，則在任何微小切力的作用下都能發(fā)生連續(xù)變形的物質稱為流體。,2、特征流動性、壓縮、膨脹性、粘性,第一章緒論部分,1認識流體與流體力學,剛體彈性體塑性體流體,無任何變形變形力與作用力大小成正比作用消失后只能部分恢復形狀無論作用多少力，其變形都將持續(xù)下去，直至剪切力消失剪切力,,剪切力,第一章緒論部分,1認識流體與流體力學,對“海底人”怎么看,第一章緒論部分,生命存活于海洋已經(jīng)40億年了。,1認識流體與流體力學,第一章緒論部分,人類在空氣中已經(jīng)生活了700萬年了。,1認識流體與流體力學,第一章緒論部分,雖然生活在流體環(huán)境中，人們對于一些“司空見慣”的問題未必能道出隱藏其背后的“流體力學”的深意，例如,1高爾夫球的表面為什么是粗糙的,1認識流體與流體力學,第一章緒論部分,高爾夫球的外表面為什么采用粗糙的，而不是光滑的,1認識流體與流體力學,第一章緒論部分,高爾夫球運動起源于15世紀的蘇格蘭。,1認識流體與流體力學,第一章緒論部分,起初，人們認為表面光滑的球飛行阻力小，因此當時用皮革制球。,最早的高爾夫球（皮革已龜裂）,后來發(fā)現(xiàn)表面有很多劃痕的舊球反而飛得更遠。,1認識流體與流體力學,第一章緒論部分,這個謎直到20世紀建立流體力學邊界層理論后才解開。,光滑的球,表面有凹坑的球,1認識流體與流體力學,第一章緒論部分,現(xiàn)在的高爾夫球表面有許多窩，在同樣大小和重量下，飛行距離為光滑球的5倍。,1認識流體與流體力學,第一章緒論部分,,,,,,馬車型,箱型,流線型（甲殼蟲型）,船型,魚型,楔型,汽車外形的演變與“流體力學”的發(fā)展有關嗎,1認識流體與流體力學,第一章緒論部分,汽車阻力汽車發(fā)明于19世紀末。,1認識流體與流體力學,第一章緒論部分,當時人們認為汽車高速前進時的阻力主要來自車前部對空氣的撞擊。,1認識流體與流體力學,第一章緒論,因此早期的汽車后部是陡峭的，稱為箱型車，阻力系數(shù)CD很大，約08。,1認識流體與流體力學,第一章緒論,空氣阻力系數(shù)又稱風阻系數(shù)，是計算汽車空氣阻力的一個重要系數(shù)。它是通過風洞實驗和下滑實驗所確定的一個數(shù)學參數(shù)，用它可以計算出汽車在行駛時的空氣阻力。空氣阻力是汽車行駛時所遇到最大的也是最重要的外力。風洞就是用來產(chǎn)生人造氣流人造風的管道。,1認識流體與流體力學,風阻系數(shù)＝正面風阻力2÷空氣密度迎風面積車速平方,第一章緒論部分,實際上，汽車阻力主要取決于后部形成的尾流。,1認識流體與流體力學,第一章緒論部分,20世紀30年代起，人們開始運用流體力學原理，改進了汽車的尾部形狀，出現(xiàn)了甲殼蟲型，阻力系數(shù)下降至06。,1認識流體與流體力學,第一章緒論部分,50～60年代又改進為船型，阻力系數(shù)為045。,1認識流體與流體力學,第一章緒論部分,80年代經(jīng)風洞實驗系統(tǒng)研究后，進一步改進為魚型，阻力系數(shù)為03。,1認識流體與流體力學,第一章緒論部分,后來又出現(xiàn)楔型，阻力系數(shù)為02。,1認識流體與流體力學,第一章緒論部分,90年代以后，科研人員研制開發(fā)了氣動性能更優(yōu)良的未來型汽車，阻力系數(shù)僅為0137。,1認識流體與流體力學,第一章緒論部分,經(jīng)過近80年的研究和改進，汽車阻力系數(shù)從08降至0137，減少到原來的1/5。,1認識流體與流體力學,第一章緒論部分,1認識流體與流體力學,流體力學FLUIDMECHANICS宏觀力學的一個分支，研究流體在外力作用下的宏觀運動規(guī)律以及流體和與之接觸的物體之間相互作用。,研究對象流體FLUID。包括液體和氣體。液體無形狀，有一定的體積；不易壓縮，存在自由液面。氣體既無形狀，也無體積，易于壓縮。與固體的區(qū)別在于它們對外力抵抗的能力不同，固體既能承受壓力，也能承受拉力與抵抗拉伸變形；流體只能承受壓力，一般不能承受拉力與抵抗拉伸變形。,第一章緒論部分,1認識流體與流體力學,第一章緒論部分,2流體力學的發(fā)展歷史,早在公元前，人類研究流體運動已經(jīng)取得了不少的成就，如,公元前2280年大禹治水,第一章緒論部分,2流體力學的發(fā)展歷史,早在公元前，人類研究流體運動已經(jīng)取得了不少的成就，如,公元前3世紀，中國四川都江堰水利工程,第一章緒論部分,2流體力學的發(fā)展歷史,早在公元前，人類研究流體運動已經(jīng)取得了不少的成就，如,公元前4世紀，古羅馬供水系統(tǒng),第一章緒論部分,2流體力學的發(fā)展歷史,早在公元前，人類研究流體運動已經(jīng)取得了不少的成就，如,公元前3世紀，阿基米德浮力定律,,ARCHIMEDESC287212BC建立了包括物理浮力定律和浮體穩(wěn)定性在內(nèi)的液體平衡理論，編寫了流體力學第一部著作“論浮體”，奠定了流體靜力學的基礎。,第一章緒論部分,2流體力學的發(fā)展歷史,17世紀,帕斯卡靜止流體中流體的概念,,帕斯卡（BLAISEPASCAL，1623－1662）1650年，帕斯卡提出了靜止流體中壓力的概念。,第一章緒論部分,2流體力學的發(fā)展歷史,17世紀,牛頓內(nèi)摩擦定律,,NEWTON164217271686年牛頓（NEWTON,I）發(fā)表了名著自然哲學的數(shù)學原理對普通流體的黏性性狀作了描述，即現(xiàn)代表達為黏性切應力與速度梯度成正比牛頓內(nèi)摩擦定律。,第一章緒論部分,2流體力學的發(fā)展歷史,18世紀～19世紀，流體力學得到了較大的發(fā)展，成為獨立的一門學科。,伯努利伯努利方程,,伯努利（DBERNOULLI，1700－1782）瑞士科學家。古典流體力學的奠基人是瑞士數(shù)學家他和他的親密朋友歐拉EULER，L。在1738年出版的名著流體動力學中，建立了流體位勢能、壓強勢能和動能之間的能量轉換關系──伯努利方程。在此歷史階段，諸學者的工作奠定了流體靜力學的基礎，促進了流體動力學的發(fā)展。,第一章緒論部分,2流體力學的發(fā)展歷史,18世紀～19世紀，流體力學得到了較大的發(fā)展，成為獨立的一門學科。,歐拉連續(xù)介質模型歐拉方程,,歐拉（LEULER，1707－1783）1755年發(fā)表流體運動的一般原理，提出了流體的連續(xù)介質模型，建立了連續(xù)性微分方程和理想流體的運動微分方程，給出了不可壓縮理想流體運動的一般解析方法。他提出了研究流體運動的兩種不同方法及速度勢的概念，并論證了速度勢應當滿足的運動條件和方程。,第一章緒論部分,2流體力學的發(fā)展歷史,18世紀～19世紀，流體力學得到了較大的發(fā)展，成為獨立的一門學科。,達朗貝爾達朗貝爾佯謬,,達朗貝爾（JLERD‘ALEMBERT,1717－1783）1744年提出了達朗貝爾疑題（又稱達朗伯佯謬），即在理想流體中運動的物體既沒有升力也沒有阻力。從反面說明了理想流體假定的局限性。,第一章緒論部分,2流體力學的發(fā)展歷史,18世紀～19世紀，流體力學得到了較大的發(fā)展，成為獨立的一門學科。,拉格朗日,,拉格朗日J–LLAGRANGE17361813提出了新的流體動力學微分方程，使流體動力學的解析方法有了進一步發(fā)展。嚴格地論證了速度勢的存在，并提出了流函數(shù)的概念，為應用復變函數(shù)去解析流體定常的和非定常的平面無旋運動開辟了道路。,第一章緒論部分,2流體力學的發(fā)展歷史,18世紀～19世紀，流體力學得到了較大的發(fā)展，成為獨立的一門學科。,納維斯托克斯NS方程,,納維（LNAVIER，1785－1836，法國）,斯托克斯（GSTOKES，1819－1903，英國））,納維（CLMHNAVIER）首先提出了不可壓縮粘性流體的運動微分方程組。斯托克斯（GGSTOKES）嚴格地導出了這些方程，并把流體質點的運動分解為平動、轉動、均勻膨脹或壓縮及由剪切所引起的變形運動。后來引用時，便統(tǒng)稱該方程為納維斯托克斯方程。,第一章緒論部分,2流體力學的發(fā)展歷史,19世紀末開始，理論分析和實驗研究逐漸密切結合起來。,雷諾流態(tài)雷諾數(shù),雷諾（OREYNOLDS，18421912）1883年用實驗證實了粘性流體的兩種流動狀態(tài)──層流和紊流的客觀存在，找到了實驗研究粘性流體流動規(guī)律的相似準則數(shù)──雷諾數(shù)，以及判別層流和紊流的臨界雷諾數(shù)，為流動阻力的研究奠定了基礎。,第一章緒論部分,2流體力學的發(fā)展歷史,現(xiàn)代意義上的流體力學形成于20世紀初，以邊界層理論為標志,普朗特邊界層理論,普朗特（LPRANDTL，1875－1953）建立了邊界層理論，解釋了阻力產(chǎn)生的機制。以后又針對航空技術和其他工程技術中出現(xiàn)的紊流邊界層，提出混合長度理論。19181919年間，論述了大展弦比的有限翼展機翼理論，對現(xiàn)代航空工業(yè)的發(fā)展作出了重要的貢獻。,第一章緒論部分,2流體力學的發(fā)展歷史,20世紀，航空航天事業(yè)方面取得了迅猛的發(fā)展。,儒科夫斯基建立了二維升力理論的數(shù)學基礎等,儒科夫斯基HE18471921從1906年起，發(fā)表了論依附渦流等論文，找到了翼型升力和繞翼型的環(huán)流之間的關系，建立了二維升力理論的數(shù)學基礎。他還研究過螺旋槳的渦流理論以及低速翼型和螺旋槳槳葉剖面等。他的研究成果，對空氣動力學的理論和實驗研究都有重要貢獻，為近代高效能飛機設計奠定了基礎。,第一章緒論部分,2流體力學的發(fā)展歷史,我國,周培源,周培源（1902－1993主要從事物理學的基礎理論中難度最大的兩個方面，即愛因斯坦廣義相對論引力論和流體力學中的湍流理論的研究與教學并取得出色成果。,第一章緒論部分,2流體力學的發(fā)展歷史,我國,錢學森,錢學森（1911－2009）在動力、制導、氣動力、結構、材料、計算機、質量控制和科技管理等領域具有豐富知識，為中國火箭導彈和航天事業(yè)的創(chuàng)建與發(fā)展作出了杰出的貢獻。,第一章緒論部分,3流體力學在石油儲運中的應用,地面集輸管網(wǎng)的工藝計算，以及設備的選型、運行參數(shù)的確定等,第一章緒論部分,3流體力學在石油儲運中的應用,原油、天然氣以及成品油長輸管網(wǎng)和城市燃氣管網(wǎng)設計和運行的工藝計算，管道的管徑、壁厚的確定，泵或者壓縮機的選型和安裝位置的確定等,第一章緒論部分,3流體力學在石油儲運中的應用,油罐強度的校核、罐區(qū)管線的設計計算等等,第一章緒論部分,3流體力學在石油儲運中的應用,油品的裝卸時間的確定,第一章緒論部分,3流體力學在石油儲運中的應用,油品、天然氣的計量,第一章緒論部分,3流體力學在石油儲運中的應用,煉廠工藝設計中配管的工藝計算；油品的煉制過程中，油品在設備間輸轉的工藝參數(shù)的確定等,第一章緒論部分,4如何學習“流體力學”,1掌握從一般到特殊的學習方法從物體機械運動普遍規(guī)律出發(fā)，掌握一般形式的基本方程組，再根據(jù)具體條件分析具體問題，派生方程只是基本方程在不同條件下的簡化應用。2在掌握“三基”上下功夫掌握基本原理、基本概念、基本方法，反復訓練，深刻理解。,第一章緒論部分,4如何學習“流體力學”,3認真聽課，適當記筆記對自己認為的重點、難點認真聽老師的講解和處理方法，對典型的課堂例題，應記錄分析問題的思路、解題步驟。4作好預習，有準備地聽課對較難章節(jié)，一定要預習，看不懂的地方重點聽老師講解，要把70％的精力放在看書上，重要的是理解，不要死記硬背。,第一章緒論部分,4如何學習“流體力學”,5解題規(guī)范化，加強基本功訓練作業(yè)最好抄題，便于復習時參考。根據(jù)不同的題型，認真歸納，明確其中知識點，掌握解題思路和方法步驟，達到解題觸類旁通，舉一反三的目的。最重要的是自己做，杜絕抄襲6重視實驗，親手去做對教學大綱中規(guī)定的實驗都親自認真去做，加強對所學知識的理解、應用和升華。培養(yǎng)獨立的動手能力，也為將來進行科學實驗研究奠定基礎。,第一章流體及其主要物理性質部分,1連續(xù)介質假設,2密度,3壓縮性和膨脹性,4粘性,5表面張力,6作用在流體上的力,第一章流體及其主要物理性質部分,1連續(xù)介質假設,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,從微觀角度分析,流體,,分子,從單個分子運動出發(fā)開始研究,,大量分子不停地做無規(guī)則的熱運動，并且頻繁碰撞，則相應的物理量隨著時間做隨機的變化；,由于分子間存在空隙，物理量的空間分布是不連續(xù)的。,,,,,第一章流體及其主要物理性質部分,1連續(xù)介質假設,流體力學所研究的并不是流體個別分子的熱運動，而是研究由大量分子組成的流體在外力作用下而引起的宏觀運動規(guī)律。,,,F,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,第一章流體及其主要物理性質部分,1連續(xù)介質假設,若將研究對象擴大到含有大量分子的流體團。只要分子數(shù)足夠多，統(tǒng)計平均值在時間上是確定的，如分子速度。,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,第一章流體及其主要物理性質部分,1連續(xù)介質假設,臨界體積具有的特點是宏觀上足夠?。晃⒂^上足夠大，包含的分子數(shù)足夠多，使得物理量統(tǒng)計平均值在時間上是確定的。,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,第一章流體及其主要物理性質部分,1連續(xù)介質假設,若將臨界體積所包含的流體微團作為流體的最小基本單元，有兩個缺點雖然很小，其仍然有線尺度，不能與數(shù)學上的點的概念統(tǒng)一；在流體流動過程中，微團將變形，不再符合點的概念。,,若將臨界體積所包含的流體微團模型化，引出“流體質點”的概念。,第一章流體及其主要物理性質部分,1連續(xù)介質假設,“流體質點”流體質點無線尺度，流體質點不作隨機運動，只在外力作用下作宏觀運動。,,,F,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,第一章流體及其主要物理性質部分,1連續(xù)介質假設,連續(xù)介質假設1753年歐拉（EULER）首先采用連續(xù)介質作為流體宏觀運動的模型，即不考慮流體分子的存在，把真實的流體看成是由無限多流體質點組成的稠密而無間隙的連續(xù)介質。,在流體質點概念和連續(xù)介質假設的基礎上每個流體質點都具有確定的宏觀物理量，；根據(jù)物理學基本定律，可建立該物理量滿足的流體運動微分方程；數(shù)學求解，可獲得該物理量隨空間位置和時間連續(xù)變化的規(guī)律。,第一章流體及其主要物理性質部分,1連續(xù)介質假設,對某一種實際流動能否按連續(xù)介質假設下的理論來研究，有一個簡單的判斷式其中，D是就是前面所定義的極限體積的特征尺寸，如；則；是所研究的流體分子運動的平均自由程，在標準狀態(tài)下，氣體的約為107CM，液體的約為108CM；,,0?C，標準壓力下，109CM3水含341013個分子氣體含271010個分子,第一章流體及其主要物理性質部分,1連續(xù)介質假設,L則為所研究流體中，宏觀物理量將發(fā)生顯著變化的特征長度，例如，所研究的是管道中的流動，則特征長度可取管道直徑或長度，如果研究的是流體繞過物體的流動，則可取物體的長度、寬度或高度作為特征長度。不適用的情況，高空稀薄氣體中航天器的運行問題；血液在微細血管（直徑103CM）的運動等,第一章流體及其主要物理性質部分,1連續(xù)介質假設,為了描述流體微團的旋轉和變形引入流體質元（流體元）模型流體元為由大量流體質點構成的微小單元，；由流體質點的相對運動形成流體元的旋轉和變形。,ΔZ,ΔY,ΔX,第一章流體及其主要物理性質部分,1連續(xù)介質假設,流體微團大量流體質點組成具有線性尺度效應微小流體團,流體質點微觀充分大，宏觀充分小不具有線性尺度效應分子團,流體質點,流體微團,流體,,,變形、旋轉等,第一章流體及其主要物理性質部分,1連續(xù)介質假設,1按連續(xù)介質的概念,液體質點是指____A液體的分子B液體內(nèi)的固體顆粒C幾何的點D一塊體積為無窮小的微量流體，包含有眾多分子，反映大量分子運動的統(tǒng)計平均值。,2什么是連續(xù)介質假設流體質點是一塊體積為無窮小的微量流體，包含有眾多分子，反映大量分子運動的統(tǒng)計平均值。將流體視為由無數(shù)連續(xù)分布的流體質點所組成的連續(xù)介質。,第一章流體及其主要物理性質部分,2密度,21單位體積流體所具有的質量稱為密度，以Ρ表示，單位為KG/M3。表征流體的質量在空間的密集程度。,,第一章流體及其主要物理性質部分,2密度,,密度是空間坐標和時間的函數(shù)，,第一章流體及其主要物理性質部分,2密度,22流體的比容單位質量的流體所占有的體積，用表示，即,23液體的相對密度指其密度與標準大氣壓下與4℃時液態(tài)水密度的比值。,這是一個定值，,24氣體的相對密度指氣體密度與特定溫度和壓力下空氣的密度（或氫氣）密度的比值，沒有統(tǒng)一的規(guī)定。,第一章流體及其主要物理性質部分,2密度,25流體的重度流體單位體積內(nèi)所具有的重量稱為重度，或稱為容重、重率，以表示，單位為。,第一章流體及其主要物理性質部分,3壓縮性與膨脹性,,31流體的壓縮性指在溫度T不變的條件下，流體的體積會隨壓力的變化而變化的性質。,問題如何表示流體的可壓縮性大小,壓縮系數(shù)在給定溫度條件下，單位壓強所引起流體體積的變化率。,問題1）為什么上式右邊要增加一負號,第一章流體及其主要物理性質部分,3壓縮性與膨脹性,,流體被壓縮時，其質量并不改變，根據(jù)，微分得,根據(jù)密度是否變化，將流體分為,,說明（1）通常液體的壓縮性很小，一般視為不可壓縮流體。但當壓強變化很大時，如水擊、水中爆炸等，則必須考慮壓縮性。（2）氣體的壓縮性較大，一般將氣體視為可壓縮流體。但在流速比較低時，可按不可壓縮流體處理。,第一章流體及其主要物理性質部分,3壓縮性與膨脹性,體積彈性系數(shù)模量流體壓縮系數(shù)的倒數(shù)被稱作該種流體的彈性系數(shù)。,問題1）越大，表示越容易被壓縮還是越不容易被壓縮2）E越大，表示越容易被壓縮還是越不容易被壓縮,第一章流體及其主要物理性質部分,3壓縮性與膨脹性,,32流體的膨脹性在壓力不變的條件下，流體的體積會隨著溫度的變化而變化的性質稱為膨脹性。,問題如何表示流體的膨脹性大小,體積膨脹系數(shù)在一定壓強P下，單位溫升引起的體積變化率，單位（K1）。,膨脹性液體的膨脹系數(shù)較小，工程上一般不考慮液體的膨脹性；氣體的膨脹系數(shù)較大，一般應考慮。,第一章流體及其主要物理性質部分,4粘性,,如果流體質點沿著軸向運動，我們可以把管中流體流動看作是許多無限薄的圓形流體層的運動。流體層與層之間有相對運動，快層對慢層有一個托動力，同時慢層對快層也有一個阻力，托動力和阻力構成一對作用力和反作用力，這就是粘性的表現(xiàn)。粘性流體所具有的阻礙流體流動，即阻礙流體質點間相對運動的性質稱為粘滯性，簡稱粘性。這對大小相等方向相反的力稱為內(nèi)摩擦力或粘滯力。,第一章流體及其主要物理性質部分,4粘性,42粘性產(chǎn)生的原因流體內(nèi)摩擦力實質上是流體微觀分子作用的宏觀表現(xiàn)。分析其產(chǎn)生的物理原因，需要從分子微觀運動來說明。對于液體由于分子間距小，在低速流動時，不規(guī)則運動較弱，因此，粘性力的產(chǎn)生主要取決于分子間的引力。對于氣體由于分子間距大，吸引力很小，不規(guī)則運動強烈，因此，其粘性力產(chǎn)生的原因主要取決于分子不規(guī)則運動的動量交換。,第一章流體及其主要物理性質部分,4粘性,氣體分子的隨機運動范圍大，流層之間的分子交換頻繁。,當兩層液體作相對運動時，緊靠的兩層液體分子的平均距離加大，產(chǎn)生吸引力，這就是分子內(nèi)聚力。,第一章流體及其主要物理性質部分,4粘性,在自然界中，一切流體都具有一定的粘性，粘性是流體本身固有的物理特性，是一個重要的物理性質，它對流體運動影響很大。粘性是流體中發(fā)生機械損失的根源。,43牛頓內(nèi)摩擦定律1686年牛頓提出牛頓內(nèi)摩擦定律。,實驗方法設有兩個足夠大，相距Y很小的平行平板。中間充滿一般的均質流體，下板固定，上板在切向力T作用下作勻速直線運動，速度為U0。平板面積A足夠大，以至于可忽略平板邊緣的影響。,第一章流體及其主要物理性質部分,4粘性,實驗表明運動平板所受到的阻力與其運行速度、面積成正比，與兩平板的間距成反比，即,粘性系數(shù)或動力粘性系數(shù),內(nèi)摩擦力或者粘性剪切力,第一章流體及其主要物理性質部分,4粘性,,,推廣,注意是指流體質點間沒有相對運動，即流體處于靜止或相對靜止狀態(tài)時，不存在內(nèi)摩擦力，粘性表現(xiàn)不出來，但不能說流體沒有粘性。,,第一章流體及其主要物理性質部分,4粘性,44粘性系數(shù)（粘度）動力粘度（粘度）的數(shù)值等于速度梯度引起的粘性切應力的大小。,第一章流體及其主要物理性質部分,4粘性,在流體力學中，還常用動力粘度和流體密度的比值來度量流體的粘度，稱為運動粘度，以符號表示。,第一章流體及其主要物理性質部分,4粘性,通常情況下形成流體粘性的因素有兩個方面一是流體分子間的引力在流體微團相對運動時形成的粘性；二是流體分子的熱運動在不同流速流層間的動量交換所形成的粘性。,,,當溫度升高時氣體的粘性增大，液體的粘性減小。,對于氣體，形成粘性的主要因素是分子的熱運動,對于液體，形成粘性的主要因素是分子間的引力,45溫度對粘度的影響,第一章流體及其主要物理性質部分,4粘性,45溫度對粘度的影響,第一章流體及其主要物理性質部分,4粘性,理想流體是假想的流體模型，客觀上并不存在。實際流體都是有粘性的。,可以把實際流體看成理想流體的情況實際流體的粘性顯現(xiàn)不出來，如靜止的流體、等速直線運動的流體等粘性不起主導作用,采用理想流體假設可以大大簡化理論分析過程。,46理想流體假設沒有粘性的流體，即Μ0。,第一章流體及其主要物理性質部分,4粘性,牛頓流體,切向應力和流體的速度梯度成正比的流體，即滿足牛頓粘性應力公式的流體。,非牛頓流體,不滿足牛頓粘性應力公式的流體。其一般表示式為,式中，??為流體的表觀粘度，K為常數(shù)，N為指數(shù)。,A牛頓流體，如水和空氣B理想塑性體，存在屈服應力Τ。如牙膏C擬塑性體，如粘土漿和紙漿D脹流型流體，如面糊,,47牛頓流體和非牛頓流體,第一章流體及其主要物理性質部分,5表面張力,,,,表面張力液體表面總是取收縮趨勢，這種趨勢表明液體表面各部分之間存在相互作用的拉力，使其表面總是處于緊張狀態(tài)。液體表面單位長度上的這種拉力就稱為表面張力，以Σ表示，單位N/M,液體分子間存在吸引力，影響距離很小，在108106CM，形成吸引力影響球。水面下的影響球的吸引力達到平衡。在水面臨近，吸引力不能平衡，存在向下的合力。此合力把水面緊緊向內(nèi)部拉。在自由表面上處處產(chǎn)生拉力。,第一章流體及其主要物

簡介：第二章假肢矯形器生物力學基礎,WWW378700000COM,補充知識人體運動生物力學,,2009年全國假肢矯形器制作師執(zhí)業(yè)資格理論課,1、力學基礎知識2、骨杠桿3、關節(jié),力的基本概念,定義一個物體對另一個物體的作用，物體間力的作用是相互的。力的單位牛頓，N人體運動生物力學中的力主要是人體與地面、器械、流體的相互作用。力的效應力使物體的運動狀態(tài)和形狀發(fā)生改變的作用。內(nèi)效應（形狀發(fā)生改變）和外效應（運動狀態(tài)改變）力的效應的描述牛頓第一定律、第二定律和胡克定律為基礎。,,力學基礎知識,力的三要素大小、方向、作用點內(nèi)力在一個系統(tǒng)內(nèi)部相互作用的力。人體內(nèi)部各部分相互作用的力，如肌肉力、組織粘滯力、韌帶張力、關節(jié)約束反作用力等稱為人體內(nèi)力。外力外界作用于人體的力稱為人體外力。人體所受主要外力重力、彈力、摩擦力、支撐反作用力、介質作用力等，矯形器的壓力、扭力等。內(nèi)力與外力的關系內(nèi)力與外力的概念是相對的。確定某個力是外力或者是內(nèi)力，取決于選取的研究對象。研究對象不同，同一個力既看作是內(nèi)力也可看作是外力。,重力物體本身受地球吸引而產(chǎn)生的力，方向指向地心。重力與質量不同質量是物體所含物質的多少，是物體慣性的量度，標量，重力是物體產(chǎn)生重力加速度的原因，矢量。重心重力的作用點是物體的重心。人體重心人體各部分所受地球引力的矢量合成，使人體產(chǎn)生重力加速度的力。,幾種常見力,骨杠桿定義在肌肉拉力作用下，骨骼能夠圍繞關節(jié)軸轉動，并克服阻力做功，其功能與杠桿相同，稱作骨杠桿。骨杠桿具有三個點動力作用點、阻力作用點和支點。支點是關節(jié)的瞬時中心；動力臂是肌肉作用線到支點的垂直距離。阻力臂是阻力作用線到支點的垂直距離。,骨杠桿原理杠桿原理即杠桿平衡條件，作用在同一物體的兩個力矩，大小相等，方向相反。動力動力臂阻力阻力臂代數(shù)式F1L1F2L2杠桿平衡條件反映動力臂是阻力臂的幾倍，動力就是阻力的幾分之一。,關節(jié)定義關節(jié)是骨與骨之間的可動連接；基本功能傳遞力和保證身體各部分間靈活運動；特點靈活性和穩(wěn)定性；穩(wěn)定性和靈活性是關節(jié)功能同時存在的兩個方面，關節(jié)靈活性以便人體運動時適應各種運動，穩(wěn)定性保證人體運動中維持動態(tài)平衡，處于合理的工作狀態(tài)，免于損傷。,關節(jié)的分類,下肢運動的關節(jié)主要包括髖關節(jié)、膝關節(jié)、踝關節(jié)；髖關節(jié)是球關節(jié)，其股骨頭和髖臼具有朝各個方向活動的能力；膝關節(jié)屬于多軸關節(jié)；踝關節(jié)的運動包括跖屈、背屈、外旋、內(nèi)旋；肘關節(jié)運動主要包括兩種是屈曲和伸展。,,概述,,正常步態(tài),,異常步態(tài),,矯形器的生物力學,正常步態(tài)屬于假肢的生物力學內(nèi)容。1、對于下肢截肢者來說，安裝假肢的目的，最主要的是代償其步行功能，盡可能的像健康人那樣，以正確的方式自由的行走和穩(wěn)定站立。2、對于下肢假肢技術的種種研究和新產(chǎn)品的開發(fā)，也可以說都是以提高假肢的步行功能為目的的。因此，作為實現(xiàn)上述目的的基本點，必須首先了解人體正常步態(tài)的特征及其與假肢異常步態(tài)之間的聯(lián)系。,為什么要學習正常步態(tài)分析,,,,步態(tài)分析的目的,,1．使假肢盡可能的像健康人的肢體那樣，以正確的方式自由的行走和穩(wěn)定站立,,WWW,378700000COM,,,,自然步態(tài)的要點,1合理的步長、步寬、步頻。,2上身姿勢穩(wěn)定。,3最佳能量消耗。,,概述,正常步態(tài)人體在行走時的姿態(tài)，是步行運動狀態(tài)的統(tǒng)稱。行走時并不需要思考，然而步行的控制十分復雜，正常步態(tài)有賴于中樞神經(jīng)系統(tǒng)、周圍神經(jīng)系統(tǒng)以及骨骼肌肉系統(tǒng)的協(xié)調工作1、中樞命令皮層、脊髓、步行中樞2、身體平衡和協(xié)調控制3、足、踝、膝、髖、軀干、頸、肩、臂的肌肉和關節(jié)協(xié)同運動。任何環(huán)節(jié)的失調都可能影響步態(tài)，而某些異常也有可能被代償或掩蓋。,,,WWW,378700000COM,,正常步態(tài)特征,穩(wěn)定性以最小的能量消耗來取得最大的身體重心穩(wěn)定周期性和節(jié)律性兩側下肢交替擺動，重復相同過程。方向性使軀干沿著一定的方向移動。協(xié)調性全身各關節(jié)、肌肉的參與，大腦對這些組織的控制個體差異后天經(jīng)學習而獲得，并隨年齡、性別、職業(yè)的不同而有所差異,正常步態(tài)參數(shù),步寬（STRIDEWIDTH）兩側足中心線之間的距離，正常大約5～10CM步幅長STEPLENGTH_一側足跟邁步后到對側足跟之間的距離，正常大約50～80CM跨步長STRIDELENGTH一側足跟到同側足跟邁步后的距離，為步幅長的兩倍，正常大約100～160CM步角/足角（FOOTANGLE）足的長軸和中心線之間的夾角,正常步態(tài)參數(shù),重心移動行走時，身體重心隨著骨盆的向前移動而上下移動大約5CM，側方移動約5CM,骨盆旋轉當擺動腿向前邁步時，骨盆向前及向對側發(fā)生一定的旋轉，正常約4°,正常步態(tài)參數(shù),步頻（CADENCE）每分數(shù)邁出的步數(shù)步頻＝步數(shù)/60（步/分）正常95～125步/MIN步速步行速度單位時間內(nèi)行走的距離（正常成年人15米/秒）讓測試對象以平常的速度步行10米的距離，測量所需的時間計算步速（米／秒）＝距離／所需時間,,正常步態(tài),,一、步行周期（GAITCYCLE）,步行周期指行走過程中一側足跟著地至該側足跟再次著地時所經(jīng)過的時間。分為,1、支撐相（STANCEPHASE60％）又稱站立相，為足底與地面接觸的時期。2、擺動相（SWINGPHASE40％）又稱邁步相，指腳趾離地到腳后跟著地的時期。即支持腿離開地面想起擺動的階段。,WWW,378700000COM,踵，即腳后跟,,,一個步行周期,步態(tài)周期,3項功能（TASK）承受體重單腿站立向前邁步,站立相分期,首次著地足放平（負荷反應期，預負荷）站立中期足跟離地（站立相末期）足趾離地（邁步相前期）,首次著地（0）,步行周期和站立相的起始點，指足跟或足底的其它部位第一次接觸地面的瞬間。,足放平（0～10GC）,,整個足底著地的瞬間。即首次著地至支撐腿于站立相過程中膝關節(jié)達到最大屈曲角度的時期。,站立中期（10～40GC）,從對側下肢離地到軀干位于支撐腿正上方。,足跟離地（40～50GC）,站立相中期過后，支撐腿足跟離地的瞬間。,足趾離地（50～60GC）,支撐腿足趾離地的瞬間，標志著站立相結束和邁步相開始。,邁步相分期,初期中期末期,邁步相初期（60～70GC）,從支撐腿離地到該腿膝關節(jié)達到最大屈曲時。,邁步相中期（70～85GC）,,指下肢向前擺動的動作過程中，從膝關節(jié)最大屈曲擺動到小腿與地面垂直的時期。,邁步相末期（85～100GC）,從與地面垂直的小腿向前擺動到該側足跟再次著地之前。此時小腿減速向前擺動。,我們?yōu)槭裁催@樣走路,站立時的生物力學,地面反應力從腳中間的地面開始延伸，穿過踝和膝關節(jié)的前面及髖關節(jié)的后面髖關節(jié)的后伸力矩被髂股韌帶抵抗膝關節(jié)的前伸力矩被膝后的關節(jié)囊和韌帶相抵抗,站立時的生物力學,踝關節(jié)的背屈力矩被踝跖屈肌力矩相對抗安靜時需不?；顒拥南轮∪馐酋柞徘?,雙腳站立時，足底力的分布,,,,,步行是平滑、毫不費力的移動,正常人群，步行速度80米/分的正常舒適步行，能量消耗為基礎代謝的4倍通過最大程度地減少行走過程中身體重心COM的位移而達到步行中，中心沿一條正弦曲線上下、左右移動，在單腿支撐期達到最高點、雙腿支撐期達到最低點。,一、正常步行周期的基本組成,,（一）雙支撐期和單支撐期,WWW,378700000COM,,雙支撐期一側足跟著地至對側足趾離地前雙腿與地面接觸的時期。每一個步行周期中，有兩個雙支撐相，即負荷反應期和站立末期。,步態(tài)分析（GAITANALYSIS）,步態(tài)分析,定義利用力學概念和已掌握的人體解剖、生理學知識對人體行走功能狀態(tài)進行客觀的定性或定量分析內(nèi)容描述步態(tài)模式和步態(tài)參數(shù)認識和描述步態(tài)的差異分析出現(xiàn)差異的原因，研究產(chǎn)生異常步態(tài)的機理確定步態(tài)異常者需要何種治療或助行器,步態(tài)分析目的,總的目的分析肢體功能制定治療方案評價步態(tài)訓練效果評定假肢或支具的可行性對穿戴假肢或支具前后的步態(tài)進行評定，評定其作用程度作出必要的調整,步態(tài)分析對象,有步行障礙的病人神經(jīng)系統(tǒng)中樞性和周圍性神經(jīng)損傷中風、頭部外傷、腦性癱瘓、腦腫瘤、脊髓損傷、脊髓炎、尺、橈、脛、腓神經(jīng)損傷等運動器官骨骼、關節(jié)、韌帶、肌肉、肌腱等障礙各種脊椎疾病、關節(jié)疾病、肌營養(yǎng)不良、截肢等神經(jīng)系統(tǒng)和運動系統(tǒng)接合部障礙重癥肌無力等,步態(tài)分析目的,步態(tài)分析系統(tǒng)評定肢體傷殘的程度根據(jù)步態(tài)分析系統(tǒng)提供的信息對行走功能和致殘的機制進行深入研究從生物力學的角度提供針對性的治療方案,步態(tài)分析方法,臨床分析觀察法（OBSERVATIONALGAITANALYSIS）測量法（MEASUREMENT）步態(tài)分析實驗室（GAITLABORATORY）步態(tài)分析儀（DYNAMICANALYSIS）,超聲波步態(tài)分析系統(tǒng),足底傳感器步態(tài)分析系統(tǒng),紅外發(fā)射標志點步態(tài)分析系統(tǒng),觀察步態(tài)定性,注意身體的某一節(jié)段或某一關節(jié)通過檢查表或簡要描述的方式記錄步態(tài)周期中存在的問題按習慣的行走方式來回步行從不同方向正、背、側面觀察全身姿勢下肢各關節(jié)的活動各步態(tài)參數(shù)上肢擺動,觀察步態(tài)定性,讓病人作變速行走慢速、快速、隨意放松步行，分別觀察有無異常在步行中，可以讓病人停下，轉身行走上下樓梯或斜坡、繞過障礙物坐下和站起，原地踏步或原地站立，閉眼站立用助行器行走的病人只要有可能，分別使用或不使用助行器行走,觀察步態(tài)定量,測定時間參數(shù)病人在規(guī)定距離的道路上行走，用秒表計時，實測行走距離不少于10米，兩端應至少再加23米以便受試者起步加速和減速停下測定距離參數(shù)（足印法）用滑石粉或墨水使病人行走時能在規(guī)定走道上或地面鋪的白紙上留下足印測試距離至少6米，每側足不少于3個連續(xù)足印，以便分析左右兩側各項數(shù)值,,實驗室步態(tài)分析,應用計算機技術獲得病人在行走時關節(jié)運動的精確信息，同時可以獲得行走時激發(fā)的肌肉活動和肌力參數(shù)。,,,足受力分析,,左足,右足,123456COLORDARKGRAYLIGHTGRAYCYANYELLOWMAGENTARED黑色淺灰色藍綠色黃色品紅色紅色,PRESSURELEVEL1LOWEST6HIGHEST,臨床應用足托,,步態(tài)分析系統(tǒng),體表肌電圖,攝像機,測力板（臺）,標記物（球）,,,,,,,,,步態(tài)實驗室,58,步態(tài)分析系統(tǒng),臨床常見異常步態(tài),肌痙攣步態(tài)肌無力步態(tài)關節(jié)強直步態(tài)蹣跚步態(tài)慌張步態(tài),肌痙攣步態(tài)偏癱步態(tài),原因患足下垂內(nèi)翻下肢外旋或內(nèi)旋膝不能屈曲表現(xiàn)擺動腿向前邁步時患腿常經(jīng)外側回旋向前，故又稱回旋步或劃圈步上肢常出現(xiàn)屈曲內(nèi)收，停止擺動,肌痙攣步態(tài)截癱步態(tài),又稱交叉步或剪刀步原因下肢內(nèi)收肌痙攣表現(xiàn)步行時雙側髖內(nèi)收雙膝互相摩擦步態(tài)不穩(wěn)也可見于腦癱病人,肌無力步態(tài)臀大肌無力,原因伸髖肌群無力表現(xiàn)行走時軀干用力后仰重力線通過髖關節(jié)后方以維持被動伸髖，并控制軀干的慣性向前形成仰胸凸肚的姿態(tài),蹣跚步態(tài)小腦共濟失調，步行搖晃不穩(wěn)，不能走直線，狀如醉漢，又稱酩酊步慌張步態(tài)帕金森病或基底節(jié)病變時，步態(tài)短而快，并出現(xiàn)陣發(fā)性加速，不能隨意停止或轉向，上肢擺動縮小或停止，稱慌張步態(tài)或前沖步態(tài),帕金森病,矯形器生物力學原理三點力系統(tǒng),任何一個矯形器都由一個或者幾個三點力系統(tǒng)共同參與作用三點力系統(tǒng)提供一個額外的矯形力矩，以改善功能為目的舉例AFO矯形的三點力分別位于足底的前部，足背部位，小腿肚的后面．,矯形器的生物力學原理,三點矯正原理通過三點受力原理對畸形進行矯正固定原理通過對軀干或肢體的包容限制其活動免荷原理減輕肢體某節(jié)段骨骼或者關節(jié)的軸向負重補償原理通過矯形器或外部裝置對縮短的下肢進行高度補償，達到雙下肢等長。在一件矯形器中，往往有一個或幾個原理同時作用,,課程小結,1、步態(tài)人體在行走時的姿態(tài)；是通過髖、膝、踝、足趾的一系列連續(xù)活動，使身體沿著一定方向移動的過程2、步態(tài)周期從足跟著地到同側足跟再次著地所經(jīng)歷的時間，分為站立相和擺動相；功能為承受體重、單肢站立及向前邁步3、正常步態(tài)特征穩(wěn)定性、周期性和節(jié)律性、方向性、協(xié)調性、個體差異,課程小結,4、步態(tài)分析目的使假肢盡可能的像健康人的肢體那樣，以正確的方式自由的行走和穩(wěn)定站立；提高假肢的步行功能；比較不同種類的輔助具（假肢、矯形器）對步態(tài)的影響。5、臨床步態(tài)分析方法觀察法測量法步態(tài)分析系統(tǒng)（步態(tài)實驗室）,71,課程小結,6、臨床常見異常步態(tài)的原因及表現(xiàn)肌痙攣肌無力蹣跚步態(tài)慌張步態(tài),7、矯形器的生物力學原理三點矯正原理,復習思考,學習正常步態(tài)的目的描述正常步態(tài)的參數(shù)有哪些一個正常步態(tài)周期是指包括哪幾個相分析步態(tài)的方法有哪些常見的異常步態(tài)有哪些矯形器的的生物力學原理是,THANKYOU,

簡介：第二章,藥物代謝動力學PHARMACOKINETICS,WHYDOMENEEDTOKNOWPKOPTIMIZEDRUGTHERAPYTOOBTAINAPREDICTABLERESPONSE,1DRUGOFCHOICE2HOWMUCH3HOWOFTEN4FORHOWLONG,DEFINITION,體內(nèi)藥物濃度隨時間變化的動力學規(guī)律,,,,DRUGADMINISTRATION,,DRUGCONCENTRATIONINSYSTEMICCIRCULATION,,DRUGINTISSUESOFDISTRIBUTION,,DRUGMETABOLISMOREXCRETED,DRUGCONCENTRATIONATSITEOFACTION,PHARMACOLOGICEFFECT,CLINICALRESPONSE,TOXICITY,EFFICACY,PHARMACOKINETICS,PHARMACODYNAMICS,,,,,,,,,,,,,,,,,ABSORPTION,DISTRIBUTION,,ELIMINATION,,,,,,,DRUGATABSORPTIONSITE,METABOLITES,EXCRETEDDRUG,DRUGINBODY,,,用藥后藥物在體內(nèi)量的變化曲線,,1,第二章,DRUGTRANSPORT,第一節(jié)藥物的跨膜轉運,一、藥物通過細胞膜的方式,簡單擴散,濾過,載體轉運,,H2OCO2CO乳酸尿素,VITA、巴比妥,葡萄糖氨基酸、膽堿、NAK、CL、CA,,,,,,,,,,簡單擴散,濾過,載體轉運主動轉運易化擴散,1．簡單擴散SIMPLEDIFFUSION,PASSIVEDIFFUSION脂溶性物質直接溶于膜的類脂相而通過特點轉運速度與藥物脂溶度（LIPIDSOLUBILITY）成正比順濃度差，不耗能。轉運速度與濃度差成正比轉運速度與藥物解離度PKA有關,酸性藥ACIDICDRUGHA?HA?堿性藥ALKALINEDRUGBH?HB分子型,?離子障（IONTRAPPING）分子極性低，疏水，溶于脂，可通過膜離子極性高，親水，不溶于脂，不通過分子越多，通過膜的藥物越多分子越少，通過膜的藥物越少,,,,弱酸性藥物,弱堿性藥物,HAHA,KA,,,HA,HA,PKA,,PH,LOG,,A,HA,10PHPKA,,,,A,HA,PHPKA,HAA,BHHB,KA,,,HB,BH,PKA,,PH,LOG,,B,BH,10PKAPH,,,,BH,B,PHPKA,BHB,離子型,,非離子型,,,,,A?H?HA,HA?HA?,A?HA,,10PHPKA,PH7,PH4,1,1,102,105,色甘酸鈉CROMOLYNSODIUMPKA＝2,酸性,1072105,A?HA,,10PHPKA,1042102,,,總量100001,總量101,,,某人過量服用苯巴比妥（酸性藥）中毒，有何辦法加速腦內(nèi)藥物排至外周,并從尿內(nèi)排出,,問題,腸黏膜上皮細胞及其它大多數(shù)細胞膜孔道4～8?（10?10M），僅水、尿素等小分子水溶性物質能通過，分子量100者即不能通過,2濾過（FILTRATION）水溶性小分子藥物通過細胞膜的水通道，受流體靜壓或滲透壓的影響,腎小球毛細血管內(nèi)皮孔道約40?，除蛋白質外，血漿中的溶質均能通過,3．主動轉運ACTIVETRANSPORT需依賴細胞膜內(nèi)特異性載體轉運，如5氟脲嘧啶、甲基多巴等,特點逆濃度梯度，耗能特異性（選擇性）飽和性競爭性,4．易化擴散FACILITATEDDIFFUSIONCARRIERMEDIATEDDIFFUSION需特異性載體如GLUCOSE,IRON,5FLUOROURACIL,CALCIUM,LEAD順濃度梯度，不耗能,,第二章,第二節(jié)藥物的體內(nèi)過程,1．吸收ABSORPTION從給藥部位進入全身循環(huán),1口服給藥ORALINGESTION,吸收部位,停留時間長，經(jīng)絨毛吸收面積大,毛細血管壁孔道大，血流豐富,PH58，對藥物解離影響小,主要在小腸,胃腸道各部位的吸收面大小M2口腔05L0直腸002胃0102小腸100大腸004007,FICK擴散律（FICK’SLAWOFDIFFUSION）,GITRACTFACTORSAFFECTINGABSORPTION,胃酸STOMACHACID,微生物群MICROFLORA,蠕動度MOTILITY,消化酶DIGESTIVEENZYMES,稀釋DILUTION,,,,,,,,,,,,代謝,代謝,糞,作用部位檢測部位,腸壁,吸收過程是藥物從用藥部位進入體內(nèi)檢測部位,門靜脈,首過消除FIRSTPASSELIMINAITON,2靜脈注射給藥INTRAVENOUS直接將藥物注入血管，不涉及吸收過程，作用快而強,3肌肉注射和皮下注射INTRAMUSCULARANDSUBCUTANEOUSINJECTION被動擴散＋過濾，吸收快而全毛細血管壁孔半徑40?，大多水溶性藥可濾過,4呼吸道吸入給藥INHALATION氣體和揮發(fā)性藥物（全麻藥）直接進入肺泡，吸收迅速肺泡表面積大（100200M2）血流量大肺毛細血管面積80M2,5經(jīng)皮給藥TRANSDERMAL脂溶性藥物可通過皮膚進入血液。硝苯地平貼皮劑。,6鼻粘膜給藥,7口腔粘膜給藥硝酸甘油舌下含服,影響吸收的因素1藥物因素理化性質脂溶性、分子量、生物利用度2給藥途徑口服方便但有明顯的首過消除舌下、直腸吸入起效迅速吸入舌下、直腸IMSCPO經(jīng)皮3機體方面PO與胃排空速度、蠕動快慢有關吸收部位的血流速度,,,,,,2分布DISTRIBUTION,藥物從血循到達作用、儲存、代謝、排泄等部位,決定藥物在體內(nèi)分布的因素,1血漿蛋白結合率2藥物本身的理化性質脂溶性、分子量3組織血流量和藥物與組織的親和力心、腦、腎、甲狀腺4體液的PH值和藥物的解離度5特殊屏障血腦屏障BLOODBRAINBARRIER脂溶性高的藥物胎盤屏障PLACENTABARRIER血眼屏障BLOODEYEBARRIER,,CELL,PH70,,細胞間液,PH74,,,,CELL,血漿蛋白結合PLASMAPROTEINBINDING,DP,,PT,KDD,D,,,,IMPORTANT,藥物與血漿蛋白結合的特點可逆性結合后藥理活性暫時消失，結合物分子變大不能通過毛細管壁暫時“儲存”于血液中結合特異性低血漿蛋白結合點有限，兩個藥物可能競爭與同一蛋白結合而發(fā)生置換能與內(nèi)源性代謝物競爭結合而發(fā)生置換具飽和性（SATURABLE）,A藥90,B藥90,,,,,,,,,,,,,,,,80,＋,競爭血漿蛋白結合,血腦屏障BLOODBRAINBARRIER,BBB,由毛細血管壁和N膠質細胞構成,,大分子、脂溶度低、DP不能通過有中樞作用的藥物脂溶度一定高也有載體轉運，如葡萄糖可通過可變炎癥時，通透性↑，大劑量青霉素有效,血腦屏障BLOODBRAINBARRIER,BBB,胎毛細血管內(nèi)皮對藥物轉運的選擇性?脂溶度、分子大小是主要影響因素?MW600易通過；1000不能母血PH744胎血PH730。弱堿性藥物在胎血內(nèi)易離解胎盤有代謝（如氧化）藥物的功能轉運方式和其它細胞相同簡單擴散大多數(shù)藥物均能進入胎兒,胎盤屏障（PLACENTALBARRIER）,3代謝（生物轉化,METABOLISM,BIOTRANSFORMATION）,部位主要在肝臟，其它如胃腸、肺、皮膚、腎,步驟分兩步反應,I期反應（PHASEI）氧化、還原、水解引入或脫去基團OH、CH3、NH2、SH,II期反應（PHASEII）內(nèi)源性葡萄糖苷酸、硫酸、醋酸等與藥物或I期反應的代謝物結合生成極性很高的代謝產(chǎn)物,代謝,,,I期,II期,,排泄,藥物氧化代謝OXIDATION細胞色素P450單氧化酶系非微粒體酶單胺氧化酶,,非專一性酶鐵啉類蛋白酶種屬差異和個體差異,如乙酰膽堿脂酶,（線粒體）,,CYP1A1/2,,,CYP1B1,CYP2A6,,CYP2B6,,,,CYP2E1,,CYP3A4/5/7,,,CYP2C19,CYP2C9,,CYP2C8,,NONCYPENZYMES,,CYP2D6,,藥酶誘導INDUCTION苯巴比妥、利福平，環(huán)境污染物，如苯丙芘等光面肌漿網(wǎng)增生導致自身耐受性或交叉耐受性,藥酶抑制INHIBITION西米替丁、普羅地芬等競爭酶的代謝途徑,利福平誘導CYP2C19活性，促進美芬妥英代謝,EM,EM,尿R/S美芬妥因比值,尿排泄4羥美芬妥因MMOL,,2,4排泄EXCRETION,腎臟（主要）消化道肺皮膚唾液乳汁等,途徑,主動分泌ACTIVESECRETION,被動重吸收PASSIVEREABSORPTION,濾過FILTRATION,,,,,KIDNEY,,,,,KIDNEY,,,,,,,酸性堿性,,99的H20和脂溶性藥物,尿1ML/MIN,,腎小球濾過率GFR125ML/MIN,,,,,,血漿流量650ML/MIN,濾過主動分泌重吸收,,LIVER,,GUT,FECESEXCRETION,PORTALVEIN,,膽汁排泄BILIARYEXCRETION和肝腸循環(huán),ENTEROHEPATICRECYCLING,BILEDUCT,,第二章,第三節(jié)房室模型,房室模型視身體為一系統(tǒng)，按動力學特點分若干房室為假設空間，與解剖部位或生理功能無關轉運速率相同的部位均視為同一房室因藥物可進、出房室，故稱開放性房室系統(tǒng)開放性一室模型和開放性二室模型為常見,一房室模型體內(nèi)藥物瞬時在各部位達到平衡，即給藥后血液中依度和全身各組織器官部位濃度迅即達到平衡二房室模型藥物在某些部位的藥物濃度和血液中的濃度迅速達平衡，而在另一些部位中的轉運有一速率過程，但彼此近似，前者被歸并為中央室，后者則歸并成為外周室三房室模型轉運到外周室的速率過程有較明顯快慢之分,1,1,1,2,,,,,一室開放模型靜脈注射,一室開放模型一級動力學吸收,二室開放模型靜脈注射,二室開放模型一級動力學吸收,K12,K21,,,K,1,2,,,K12,K21,,K,,KA,KA,K,K,,,,,PLASMALEVEL,一房室和二房室模型,TIME,L藥后2H開始采血，單室模型，T1/24HVD31L；CL92ML/MINR2H前開始采血，多房室模型，T1/24HVD16L；CL103ML/MINT1/24H；“中央室”的VD為161L,T1/2,T1/2,TIMEHOURS,TIMEHOURS,PLASMADRUGCONCENTRATIONMG/ML,,,30,VDOSE/,PLASMADRUGCONCENTRATIONMG/ML,二室模型計算公式CAE??TBE?T,CT時血漿藥物濃度?分布速率常數(shù)?消除速率常數(shù)B?相外延至縱軸的截距A實測濃度和?相各相應T時濃度之差形成的直線在縱軸上的截距E自然對數(shù)之底＝2718,斜率?/2303,斜率B/2303,AB,,,第二章,第四節(jié)藥物消除動力學,體內(nèi)藥物濃度因不斷消除而隨時間不斷變化,一級消除動力學FIRSTORDERELIMINATIONKINETICSN1DC/DTKC,零級消除動力學ZEROORDERELIMINATIONKINETICSN0DC/DTK,DC/DTKCN,時間,時間,零級,一級,零級,對數(shù)濃度,一級,濃度,一、一級消除動力學轉運（消除）速度與濃度差成正比,LOG22303/K,,,,,,,1,2,4,8,16,32,64,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,2,4,6,8,10,12,14,16,,,,0,,,,T1/2,T1/2,T1/2,SLOPE斜率,KE2303,,T1/2,0693KE,,HOURS,PLASMACONCENTRATIONNG/ML,二、零級消除動力學藥物達一定濃度，機體消除能力達最大后的消除動力學。因消除能力飽和，單位時間消除藥量不變，消除速度不再與藥物濃度有關,消除5單位/H,25單位/H,125單位/H,消除25單位/H,25單位/H,25單位/H,,,,,,,,,,,,,混合速率（動力學）低濃度10MG/L零級,第二章,第五節(jié)體內(nèi)藥物的藥量－時間關系,一、一次給藥,,,,HRS,PLASMACONCENTRATION,梯形面積法求AUC0?T,二、多次給藥CONSTANTREPEATEDADMINISTRATIONOFDRUGS（1）穩(wěn)態(tài)血藥濃度STEADYSTATECONCENTRATION目的多次給藥使血藥濃度達有效范圍,穩(wěn)態(tài),時間（半衰期）,血藥濃度,,,時間（半衰期）,,,,,,,,,,,,,累積量,消除量,,,血漿藥物濃度（穩(wěn)態(tài)）,875,,94,,97,,第二章,第六節(jié)藥物代謝動力學重要參數(shù),一、消除半衰期（HALFLIFE,T1/2）血漿藥物濃度消除一半所需時間一級消除動力學T1/20693/KT1/2與濃度無關，為恒定值,,,,,,,,1,2,4,8,16,32,64,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,2,4,6,8,10,12,14,16,,,,0,,,,T1/2,T1/2,T1/2,SLOPE斜率,KE2303,,T1/2,0693KE,,HOURS,PLASMACONCENTRATIONNG/ML,零級消除動力學藥物達一定濃度，機體消除能力達最大后的消除動力學。因消除能力飽和，單位時間消除藥量不變，消除速度不再與藥物濃度有關T1/205?C0/K,,二、清除率CLEARANCE來自生理學肌酐清除率的概念單位時間內(nèi)多少容積血漿中的藥物被清除，反映肝腎功能單位L/H或ML/MINCLCL腎臟＋CL肝臟＋CL其它計算公式CLD/AUC,三、表觀分布容積VOLUMEOFDISTRIBUTION,體內(nèi)藥物總量和血漿藥物濃度之比VD＝D／CVD非體內(nèi)生理空間,,血漿3L細胞間液11L細胞內(nèi)液32L,70KG體重，全身總體液量46L,意義推測藥物在體內(nèi)的分布范圍DIGOXIN05MG078NG/MLVD645L主要分布于肌肉（包括心肌，其濃度為血濃30倍）和脂肪組織計算用藥劑量VDD/C,,?相對生物利用度不同制劑AUC比較FAUC受試制劑?AUC標準制劑100,四、生物利用度BIOAVAILABILITY藥物到達全身血循環(huán)內(nèi)的相對量和速度,1吸收相對量絕對生物利用度,2吸收速度TMAX,三個藥廠生產(chǎn)的地高辛,第二章,第七節(jié)藥物劑量的設計和優(yōu)化,一、靶濃度（TARGETCONCENTRATION）,有效而不產(chǎn)生毒性反應的穩(wěn)態(tài)血漿藥物濃度（CSS）根據(jù)靶濃度計算給藥劑量，制定給藥方案。給藥后還應及時監(jiān)測血藥濃度，以進一步調整劑量，使藥物濃度始終準確地維持在靶濃度水平。,二、維持量（MAINTENANCEDOSE）,臨床多采用多次間歇給藥或是持續(xù)滴注，以使穩(wěn)態(tài)血漿藥物濃度維持在一個治療濃度范圍。因此，要計算藥物維持劑量。如以靶濃度表示，則為,給藥速度單位間隔時間的給藥量。,,某病人病情危急，需立即達到穩(wěn)態(tài)濃度以控制，應如何給藥,,問題,其它方法,縮短給藥間隔時間,加大劑量,TIME,PLASMADRUGCONCENTRATION,TIME,PLASMADRUGCONCENTRATION,TIME,TIME,LOGCONCENTRATION,,,,,三、負荷量（LOADINGDOSE）,

簡介：錢學森創(chuàng)建的錢學森創(chuàng)建的“物理力學物理力學”我國我國“導彈、衛(wèi)星、航天導彈、衛(wèi)星、航天”之父，之父，錢學森，因美國害怕他對錢學森，因美國害怕他對中國國防、科技的重要作用，而對他極力迫害、阻擾他回國。終于，中國國防、科技的重要作用，而對他極力迫害、阻擾他回國。終于，黨和政府努力營救，回國，為我國國防和教育做成重大貢獻。黨和政府努力營救，回國，為我國國防和教育做成重大貢獻。他回國后的第一件大事就是他回國后的第一件大事就是在中國科學院，建立力學研究所，在中國科學院，建立力學研究所，以力學是以力學是“工程物理學工程物理學”的思想，創(chuàng)建的思想，創(chuàng)建“物理力學物理力學”。人類的發(fā)展到人類的發(fā)展到20世紀，就涉及到許多極高溫、高壓、高速條件世紀，就涉及到許多極高溫、高壓、高速條件下的工程設計，這些工程的設計，不可能僅憑已知的力學公式和階下的工程設計，這些工程的設計，不可能僅憑已知的力學公式和階段性實驗所完成，甚至許多工程都必須設計到預估確能達到目的要段性實驗所完成，甚至許多工程都必須設計到預估確能達到目的要求，才能根據(jù)設計進行實驗，這就只有按照相應條件下，已知的物求，才能根據(jù)設計進行實驗，這就只有按照相應條件下，已知的物理運動規(guī)律，進行模擬計算、分析，才能完成設計。設計完成后的理運動規(guī)律，進行模擬計算、分析，才能完成設計。設計完成后的實踐就進一步了解到相應的物理運動規(guī)律，用于進一步要求的工程實踐就進一步了解到相應的物理運動規(guī)律，用于進一步要求的工程的模擬計算。這里，物理運動規(guī)律的了解、掌握與相應模擬計算、的模擬計算。這里，物理運動規(guī)律的了解、掌握與相應模擬計算、分析就交替地起著關鍵的作用。這就是錢學森倡導的分析就交替地起著關鍵的作用。這就是錢學森倡導的“物理力學物理力學”。實際上，許多高科技工程，都是按。實際上，許多高科技工程，都是按“物理力學物理力學”進行的。進行的?；叵胛易约河H歷的幾項重大研究工作，就也都是按回想我自己親歷的幾項重大研究工作，就也都是按“物理力學物理力學”進行的。例如進行的。例如溫度、壓力條件下的狀態(tài)方程，僅依靠一般固體物理理論和實驗，溫度、壓力條件下的狀態(tài)方程，僅依靠一般固體物理理論和實驗，顯然是無法解決的。顯然是無法解決的。我們對各種實驗材料采用一個密度多項式表達狀態(tài)的公式，其我們對各種實驗材料采用一個密度多項式表達狀態(tài)的公式，其最高的冪，由極高溫度、壓力下，用托馬斯最高的冪，由極高溫度、壓力下，用托馬斯費米費米THOMASFERMITHOMASFERMI加量子和交換修正給出的結果，室溫下采用福瑞曼量子和交換修正給出的結果，室溫下采用福瑞曼FREEMANFREEMAN壓力的實壓力的實驗數(shù)據(jù)，再由普通爆炸條件下的雨貢紐驗數(shù)據(jù)，再由普通爆炸條件下的雨貢紐HUGONIOTHUGONIOT曲線數(shù)據(jù)，和對曲線數(shù)據(jù)，和對該狀態(tài)公式作溫度、壓強、微商得到的物理量，用相應的實驗數(shù)據(jù)，該狀態(tài)公式作溫度、壓強、微商得到的物理量，用相應的實驗數(shù)據(jù)，確定其中其它的各系數(shù)，的方法，給出全部核爆炸過程各種實用材確定其中其它的各系數(shù)，的方法，給出全部核爆炸過程各種實用材料狀態(tài)方程的方案。這方案得到領導與專家的肯定與贊許。這樣得料狀態(tài)方程的方案。這方案得到領導與專家的肯定與贊許。這樣得到的狀態(tài)方程用于實際計算，就都能得到符合實際的很好結果。到的狀態(tài)方程用于實際計算，就都能得到符合實際的很好結果。還有一個原子彈引爆的關鍵和氫彈的主要材料的狀態(tài)方程的設還有一個原子彈引爆的關鍵和氫彈的主要材料的狀態(tài)方程的設計方案，領導安排由我提出，在組里計算成報告上報后，當時負責計方案，領導安排由我提出，在組里計算成報告上報后，當時負責原子彈引爆工作的黃祖恰同志，拿著那份報告找到我，讓我詳細介原子彈引爆工作的黃祖恰同志，拿著那份報告找到我，讓我詳細介紹設計思路和依據(jù)，并量綱分析檢驗、印證了有關公式，征得我意紹設計思路和依據(jù)，并量綱分析檢驗、印證了有關公式，征得我意見，而決定在總體計算中采用，也得到符合實際的很好結果。見，而決定在總體計算中采用，也得到符合實際的很好結果。按這些狀態(tài)方程，經(jīng)配合總體設計得出的第一顆原子彈在按這些狀態(tài)方程，經(jīng)配合總體設計得出的第一顆原子彈在19641964年1010月1616日成功爆炸。日成功爆炸。實驗后，實驗后，我們更具體掌握了核裂變的基本規(guī)律，不僅為原子彈我們更具體掌握了核裂變的基本規(guī)律，不僅為原子彈的小型化、制造中子彈，提供了依據(jù)，特別是為，由核裂變的原子的小型化、制造中子彈，提供了依據(jù)，特別是為，由核裂變的原子

簡介：20122012級電動力學復習提綱級電動力學復習提綱數(shù)學準備數(shù)學準備理解散度、旋度、梯度的意義，熟悉矢量的梯度、散度、旋度在直角、球、圓柱坐標系中的運算，以及散度定理（高斯定理）、旋度定理（斯托克斯定理）。章后練習1、2。第1章理解全章內(nèi)容，會推導本章全部公式。重點推導麥克斯韋方程組，以及用積分形式的麥克斯韋方程組推出邊值關系。章后練習1、2、5、9、10、12第2章能推導能量轉化與守恒定律，并且能說明各物理量及定律的物理意義。能認識電磁場動量及動量轉化和守恒定律，并且能說明各物理量及定律的物理意義。了解電磁場的角動量，理解電磁場有角動量且角動量轉化和守恒的意義。P35例題，書后練習2、3第3章理解靜電場和靜磁場的勢函數(shù)，為什么可以提出，在求解靜電磁場時有什么意義。勢的方程和邊值關系及推導。深入理解唯一性定理，能應用其解釋電磁現(xiàn)象，比如靜電屏蔽現(xiàn)象。熟悉電磁能量勢函數(shù)表達式及意義。會獨立完成P48例題1，P55例1、例2，P57例5。練習1、3、6、7第4章掌握靜像法、簡單情形下的分離變量法；掌握電偶極矩的勢、場，以及能量、受力等；知道電四極矩的表示，計算。了解磁偶極矩的表示、能量。熟悉超導的基本電磁性質及經(jīng)典電磁理論的解釋。會獨立熟練計算P62例題1、P64例2及相關討論；P69例1、P72例3；P74例1、例2。練習3、4、5、7、10、12第5章1、理解如何由麥克斯韋方程推導自由空間的波動方程，理解其意義。2、能推出電場和磁場的定態(tài)方程（亥姆霍茲方程），熟練掌握自由空間平面電磁波表達式，并且能應用其證明平面電磁波性質；3、能推導反射、折射定律、費涅爾公式，并且能應用其討論布儒斯特定律、半波損失等常見現(xiàn)象；4、理解全反射現(xiàn)象，知道什么情形下發(fā)生全反射，折射波表示，透射深度；5、熟悉電磁波在導體空間表達式，理解其物理意義、理解良導體條件及物理意義；能推導導體中電荷密度；知道導體內(nèi)電場和磁場的關系；理解趨膚效應，計算趨膚深度；理想導體的邊值關系；6、理解波導管中電磁波的求解過程和結果，知道結構。能計算截止頻率。了解諧振腔中的電磁場解，理解且求解共振頻率。7、獨立計算P103，P111，P120例1、P121的例2、例3。練習5、7、8、9，10第6章1、熟悉并且理解時變電磁場的電磁勢及與電磁場的關系；2、什么是規(guī)范變換和規(guī)范不變性，熟悉庫侖規(guī)范和洛侖茲規(guī)范；3、熟悉達朗貝爾方程，理解什么是近區(qū)、感應區(qū)、輻射區(qū)及特點；了解多極展開方法的應用；理解什么是推遲勢，物理意義和表達式；4、熟悉電偶極輻射的電磁場及性質特點、偶極輻射的功率特點。5、獨立完成練習2第7章1、了解狹義相對論的產(chǎn)生過程，對電磁學發(fā)展的意義；2、熟練掌握狹義相對論的原理；洛侖茲變換式、間隔的概念及表示；3、熟悉物理量按變換性質分類；理解如何得到協(xié)變物理量、判斷物理規(guī)律的協(xié)變性、熟悉教材給出的四維物理量、洛倫茲變換矩陣；4、熟練掌握相對論的多普勒效應及特點；5、了解協(xié)變的電動力學規(guī)律；6、熟悉如何求解以勻速運動的帶電粒子的勢函數(shù)、電磁場及特點；7、獨立完成P159例4、P162例1、P164例2，P165例3、例4，練習2、8，9，1112∴3012DDN12DD因為兩極板中（導體中）電場為0，在導體和介質的分界面2處有212FDDN得22FD在另一導體與介質的分界面1處有（4）F12DDNFD11DN聯(lián)立解得221101LLVF221102LLVF可見，整個電容器保持（電中性）0321FFF（2）當介質略為漏電，并達到穩(wěn)恒時，要保持電流連續(xù)性條件成立即012JJNNN21JJ21JJ在兩介質界面上有自由電荷積累，此時，應有21DD∴JJJ21JEE2211∵極板的電導率遠大于和，故極板中電場近似為012∴22211122110FLFLLELEVJ2211LL∴22110LLJJ211220LLVE2112102LLVE根據(jù)邊值關系最后得出各交界面上自由電荷面密度為21120211LLVF21120122LLVF2112021123LLVF

簡介：第五屆江蘇省工科基礎力學青年教師講課競賽第五屆江蘇省工科基礎力學青年教師講課競賽一號通知為提高課堂教學質量，推動力學課程教學方法和教學手段的改革，促進力學課程青年教師的成長，同時也為我省的教師參加今年教育部教指委舉辦的“第四屆全國基礎力學青年教師講課競賽”提供鍛煉機會，經(jīng)研究決定2010年舉辦第五屆江蘇省工科基礎力學青年教師講課競賽。競賽由江蘇省高等學校力學、土建類教學指導委員會、江蘇省力學學會主辦，南京航空航天大學承辦。現(xiàn)將競賽的有關事項通知如下一、參賽對象一、參賽對象請我省各有關本?？圃盒Ｔ诟餍Ｗ孕薪M織初賽的基礎上，選派能代表本校教學水平的在職青年教師（1965年1月1日后出生）參加全省的講課競賽。每校限報理論力學、材料力學、基礎力學實驗教師各1人。二、參賽要求與競賽內(nèi)容二、參賽要求與競賽內(nèi)容1理論力學、材料力學講課競賽理論力學、材料力學講課競賽分本科、?？聘呗殐纱箢愡M行。競賽分為兩個階段，第一階段參賽選手在給定的講課范圍內(nèi)抽取講課主題，講課時間為20分鐘。第一階段的優(yōu)勝者進入第二階段比賽，抽取組委會設定的講課主題，講課時間為20分鐘。第一階段給定的講課范圍理論力學①平面力系簡化；②平面運動剛體內(nèi)任一點的速度（基點法）；③動量定理。材料力學①扭轉切應力；②彎曲正應力；③細長壓桿的歐拉公式。第二階段講課主題在理論力學、材料力學基本內(nèi)容中設定。2基礎力學實驗講課競賽基礎力學實驗講課競賽分為兩個階段，第一階段采取規(guī)定內(nèi)容，時間為30分鐘；第二階段抽取題目回答問題，由參賽選手在給定的題目中抽取問題進行回答，時間為10分鐘。第一階段規(guī)定內(nèi)容指導純彎曲梁正應力實驗，指導形式自選?，F(xiàn)場提供南京航空航天大學的彎曲梁實驗裝置、YJ4501A靜態(tài)數(shù)字電阻應變儀，參賽選手應變儀可自帶。第二階段給定的題目范圍機械性能測定實驗、電測實驗的基本原理及方法，應力應變基本概念。三、評分標準三、評分標準1理論力學、材料力學講課競賽①創(chuàng)新意識和能力培養(yǎng)、啟發(fā)式教育（占40％）；②理論正確、概念清楚、條理清晰、重點突出（占25％）；③媒體使用（占20％）；媒體使用是指能恰到好處地使用黑板、投影膠片、錄像、計算機等教學媒體；④語言表達能力（占10％）；⑤時間控制（占5％）。2基礎力學實驗講課競賽①創(chuàng)新意識和能力培養(yǎng)、啟發(fā)式教育（占30）②實驗理論正確、概念清楚、條理清晰、重點突出（占30）③實驗操作熟練，演示、講解規(guī)范，使學習者易掌握操作（占20）④回答問題（占15）⑤時間控制（占5）四、獎勵四、獎勵理論力學、材料力學講課競賽按本科組、?？平M分別設一、二、三等獎，基礎力學實驗講課競賽設一、二、三等獎。原則上一等獎占10％（以決賽人數(shù)為基準計算，下同）、二等獎占20％、三等獎占30％，為了保證質量，評獎寧缺毋濫。五、競賽時間和地點五、競賽時間和地點競賽將于2010年5月29日－5月30日在南京航空航天大學舉行。六、報名辦法六、報名辦法請將填好的報名表（附后，可復?。┯?010年5月10日前（以郵戳為準）郵寄至河海大學力學與材料學院力學系許慶春收，郵編210098；或發(fā)電子郵件至QCXUHHU。許慶春同志的聯(lián)系電話為13851488674。七、參賽費七、參賽費每位參賽教師的參賽費為1000元，參加競賽時交納。競賽組委會秘書長陶秋帆同志的聯(lián)系電話為13851616922；電子郵址為QFTAO001NUAA；江蘇省力學學會鄔萱同志的聯(lián)系電話為02583786951（可傳真），13601580850；電子郵址為LXXHCN。八、特別說明八、特別說明如果某組報名人數(shù)少于10人，則取消該組的競賽。江蘇省工科基礎力學青年教師講課競賽組委會2010年4月8日

簡介：講述高端的，真正的物理學1高一高一物理競賽秋季班物理競賽秋季班第2講教師版教師版第2講靜力學復習本講導學本講導學受力分析是高中物理一項重要的基本功，包含常見力的性質，平衡力的規(guī)律兩大基本內(nèi)容。本講我們從常見模型一點點的入手逐步鞏固的復習。知識模塊知識模塊第一部分常見力第一部分常見力知識點睛知識點睛1彈力的性質以及規(guī)律彈力的性質以及規(guī)律彈力是由于形變長生的力，具體的體現(xiàn)在彈簧，接觸面，桿，繩等。彈簧彈力胡克定律FKX輕繩彈力方向沿繩且指向繩收縮方向輕桿與輕繩不同，輕桿的彈力可以指向任意方向面和面彈力垂直于接觸面球和球彈力沿兩球球心連線難點輕桿的彈力，可以自由轉動的輕桿只有兩個受力點時，彈力一定沿桿方向，可以是拉力也可以是壓力。對于多個點受力的輕桿，必須用力矩平衡與力平衡規(guī)律聯(lián)立分析。2判斷彈力有無判斷彈力有無①消除法去掉與研究對象接觸的物體，看研究對象能否保持原狀態(tài)，若能則說明此處彈力不存在，若不能則說明彈力存在如圖球靜止在平面和平面AB之間，若小心去掉，球靜止，說明平面對球無彈力，若小心去掉，球CBBAC將運動，說明平面對球有支持力C②假設法假設接觸處存在彈力，做出受力圖，再根據(jù)平衡條件判斷是否存在彈力如圖，若平面和平面對球的彈力都存在，那么球在水平方向上將不再BC平衡，故平面的彈力不存在，平面的彈力存在BC③替換法用輕繩替換裝置中的輕桿，看能否維持原來的力學狀態(tài)，如果可以，則桿提供的是拉力，如果不能，則提供支持力3判斷摩擦判斷摩擦物體間有相對運動或相對運動的趨勢有相對運動時產(chǎn)生的摩擦力叫滑動摩擦力，有相對運動趨勢時產(chǎn)生的摩擦力叫靜摩擦力①滑動摩擦力，是動摩擦因數(shù)，與接觸物體的材料和接觸面的粗糙程度有關，與接觸面的NFF講述高端的，真正的物理學3高一高一物理競賽秋季班物理競賽秋季班第2講教師版教師版通常不考慮形變的物體都稱作剛體剛體平衡必須滿足兩個條件其一力的矢量和等于零即這就保證了剛體沒有平動0FI其二作用于剛體的力對于矩心O的合力矩也為零即0MI某個力的力矩定義為力臂與力的叉乘即MRF力矩M是矢量其方向通常按右手螺旋定則確定力矩M同時垂直于力臂R與力F當右手螺旋從R的方向轉到F的方向時大拇指的方向即為M的方向注意注意轉軸可以隨意選取，力矩計算的核心技巧是巧選轉軸，總的原則是未知力作用線不能通過轉軸，其次是其他未知力作用線盡量過軸。力偶力偶作用在物體上等大反向不共線的一對力可以證明力偶的力矩總和與矩心的選區(qū)無關，總力矩恒為（D為力的作用線距離）2MFD重要推論重要推論一個體系受N力平衡，如果其中N1個力的作用線都匯于某點，則最后那個力作用線也必須過此點。例題精講例題精講【例1】畫出下列各圖中物體A，ABC或構件AB，AC的受力圖。未畫重力的各物體的自重不計，所有接觸處均為光滑接觸?！纠?】圖示系統(tǒng)僅在與小車接觸的點處存在摩擦，桿的重力為P，在保持系統(tǒng)平衡的前提下，OAA逐步增加拉力，則在此過程中，處的支持力將FAA越來越大；B越來越??；C保持不變；D不能確定?！纠?】如圖所示，直桿AB兩段細線被水平的吊在兩豎直的墻壁上，兩段細線與墻壁間的夾角分別為30和60，若桿長為L，則桿的重心距離A為多大

簡介：水力學期末考試復習題及答案水力學期末考試復習題及答案1、選擇題、選擇題（每小題2分）（1）在水力學中，單位質量力是指（C）A、單位面積液體受到的質量力；B、單位體積液體受到的質量力；C、單位質量液體受到的質量力；D、單位重量液體受到的質量力。（2）在平衡液體中，質量力與等壓面（D）A、重合；B、平行C、相交；D、正交。（3）液體中某點的絕對壓強為100KNM2，則該點的相對壓強為BA、1KNM2B、2KNM2C、5KNM2D、10KNM2（4）水力學中的一維流動是指（D）A、恒定流動；B、均勻流動；C、層流運動；D、運動要素只與一個坐標有關的流動。（5）有壓管道的管徑D與管流水力半徑的比值DR（B）A、8；B、4；C、2；D、1。（6）已知液體流動的沿程水力摩擦系數(shù)與邊壁相對粗糙度和雷諾數(shù)RE都有關，即可以判斷該液體流動屬于CA、層流區(qū)；B、紊流光滑區(qū)；C、紊流過渡粗糙區(qū)；D、紊流粗糙區(qū)（7）突然完全關閉管道末端的閥門，產(chǎn)生直接水擊。已知水擊波速C1000MS，水擊壓強水頭H250M，則管道中原來的流速V0為CA、154MB、20MC、245MD、322M（8）在明渠中不可以發(fā)生的流動是（C）A、恒定均勻流；B、恒定非均勻流；C、非恒定均勻流；D、非恒定非均勻流。（9）在緩坡明渠中不可以發(fā)生的流動是（B）。A、均勻緩流；B、均勻急流；C、非均勻緩流；D、非均勻急流。（10）底寬B15M的矩形明渠，通過的流量Q15M3S，已知渠中某處水深H04M，則該處水流的流態(tài)為BA、緩流；B、急流；C、臨界流；（11）閘孔出流的流量Q與閘前水頭的H（D）成正比。A、1次方B、2次方C、32次方D、12次方（12）滲流研究的對象是（A）的運動規(guī)律。A、重力水；B、毛細水；C、氣態(tài)水；D、薄膜水。（13）測量水槽中某點水流流速的儀器有BA、文丘里計B、畢托管C、測壓管D、薄壁堰（14）按重力相似準則設計的水力學模型，長度比尺ΛL100，模型中水深為01米，則原型中對應點水深為和流量比尺為DA、1米，ΛQ1000；B、10米，ΛQ100；答案大。（7）根據(jù)管道水頭損失計算方法的不同，管道可以分為和。答案短管，長管。（8）在水擊計算中閥門關閉的時間TS水擊相長TR的水擊，稱為水擊，把TSTR的水擊稱為水擊。答案直接，間接。9A2型水面曲線是發(fā)生在坡上的流（指急流或緩流）的水面線，這時弗汝德數(shù)FR沿程（指增大、減小或不變）答案陡坡，緩流，減小。10溢流堰的過堰流量與堰頂水頭的次方成正比。答案32。（11）泄水建筑物下游發(fā)生遠驅水躍時，下游收縮斷面水深HC的共軛水深HC’’HTHT為下游河道的水深，填寫、、符號答案填寫、、符號12按重力相似準則設計的溢流壩水力模型，長度比尺ΛL25，當模型中某點的流速為VMO8MS，則原型中對應點的流速為VPMS。答案4MS。4、問答題、問答題（每小題3～4分）（1）什么是理想液體為什么要引入理想液體的概念答案理想液體是指沒有粘滯性的液體。實際液體都具有粘滯性，在液體流動時會引起能量損失，給分析液體運動帶來很大困難。為了簡化液體運動的討論，我們引入了理想液體的概念，忽略液體的粘滯性，分析其運動規(guī)律，然后再考慮粘滯性影響進行修正，可以得到實際水流的運動規(guī)律，用以解決實際工程問題。這是水力學重要的研究方法。（2）“均勻流一定是恒定流”，這種說法是否正確為什么答案這種說法錯誤的。均勻是相對于空間分布而言，恒定是相對于時間而言。當流量不變通過一變直徑管道時，雖然是恒定流，但它不是均勻流。（3）簡述尼古拉茲實驗中沿程水力摩擦系數(shù)Λ的變化規(guī)律。答案通過尼古拉茲實驗可以發(fā)現(xiàn)在層流中Λ僅是雷諾數(shù)RE的函數(shù)并與RE成反比；在層流到紊流過渡區(qū)，Λ僅是RE的函數(shù)；在紊流光滑區(qū)ΛF1（RE）；過渡區(qū)ΛF2（RE，）；粗糙區(qū)ΛF3（），紊流粗糙區(qū)又稱為阻力平方區(qū)。（4）為什么舍齊公式只適用于阻力平方區(qū)答案舍齊公式是根據(jù)明渠均勻流的大量觀察資料總結的公式，自然界中明渠水流幾乎都處于紊流阻力平方區(qū)，因此該公式只適用于紊流阻力平方區(qū)。（5）流動相似的含義是什么答案流動相似包括幾何相似、運動相似和動力相似。其中幾何相似是前提，動力相似是保證，才能實現(xiàn)流動相似。RRIRCV

簡介：材料力學（材料力學（I）第五版）第五版孫訓芳編孫訓芳編甘肅建筑職業(yè)技術學院甘肅建筑職業(yè)技術學院長安大學土木工程材料力學復習材料長安大學土木工程材料力學復習材料B（5）B（4）F（5）F（4）

簡介：判斷題判斷題1、軸向拉壓桿件任意斜截面上的內(nèi)力作用線一定與桿件的軸線重合、軸向拉壓桿件任意斜截面上的內(nèi)力作用線一定與桿件的軸線重合2、拉桿內(nèi)只存在均勻分布的正應力，不存在切應力。、拉桿內(nèi)只存在均勻分布的正應力，不存在切應力。3、桿件在軸向拉壓時最大正應力發(fā)生在橫截面上、桿件在軸向拉壓時最大正應力發(fā)生在橫截面上4、桿件在軸向拉壓時最大切應力發(fā)生在與軸線成、桿件在軸向拉壓時最大切應力發(fā)生在與軸線成4545度角的斜截面上度角的斜截面上選擇題1、桿件的受力和截面如圖，下列說法中，正確的是、桿件的受力和截面如圖，下列說法中，正確的是。AΣ1Σ2Σ3Σ1Σ2Σ3；BΣ2Σ3Σ1Σ2Σ3Σ1CΣ3Σ1Σ2Σ3Σ1Σ2ＤＤΣ2Σ1Σ3Σ2Σ1Σ32、設Ｍ－Ｍ的面積為Ａ，那么、設Ｍ－Ｍ的面積為Ａ，那么PPＡ代表Ａ代表A橫截面上正應力；橫截面上正應力；B斜截面上剪應力；斜截面上剪應力；C斜截面上正應力；斜截面上正應力；D斜截面上應力。斜截面上應力。AΣ2Σ2、Σ；B均為均為Σ；CΣ、Σ2Σ2；D均為均為Σ2Σ24、軸向拉壓桿，與其軸線平行的縱向截面上、軸向拉壓桿，與其軸線平行的縱向截面上。A正應力為零、切應力不為零；正應力為零、切應力不為零；B正應力不為零、切應力為零；正應力不為零、切應力為零；C正應力、切應力均不為零；正應力、切應力均不為零；D正應力和切應力均為零。正應力和切應力均為零。答案答案1A；2D；3D；4D；3、設軸向拉伸桿橫截面的正應力為、設軸向拉伸桿橫截面的正應力為Σ，則，則4545度斜截面上的正應力和切應力分別度斜截面上的正應力和切應力分別為。判斷題判斷題22沒有明顯的屈服極限的塑性材料，可以將產(chǎn)生沒有明顯的屈服極限的塑性材料，可以將產(chǎn)生0202％應變時的應力作為屈服％應變時的應力作為屈服極限極限11材料的延伸率與試件的尺寸有關材料的延伸率與試件的尺寸有關33構件失效時的極限應力是材料的強度極限構件失效時的極限應力是材料的強度極限選擇題選擇題11現(xiàn)有兩種說法現(xiàn)有兩種說法①彈性變形中，彈性變形中，ΣΕΣΕ一定是線性關系一定是線性關系②彈塑性變形中，彈塑性變形中，ΣΕΣΕ一定是非線性關系一定是非線性關系；哪種說法正確；哪種說法正確A①對②錯；錯；B①對②對；對；C①錯②對；對；D①錯②錯；錯；填空題1、低碳鋼由于冷作硬化，會使、低碳鋼由于冷作硬化，會使提高，提高，降低。降低。比例極限、延伸率2、鑄鐵試件的壓縮破壞是由、鑄鐵試件的壓縮破壞是由應力引起的。應力引起的。（最大切應力）33外載卸掉以后，消失的變形和遺留的變形分別是外載卸掉以后，消失的變形和遺留的變形分別是。（彈性變形，塑性變形）4、低碳鋼在拉伸過程中依次表現(xiàn)為、低碳鋼在拉伸過程中依次表現(xiàn)為，，，四個階段四個階段（彈性階段、屈服階段、強化階段、局部變形階段）5、鑄鐵壓縮試件，破壞是在、鑄鐵壓縮試件，破壞是在截面發(fā)生剪切錯動，截面發(fā)生剪切錯動，是由于是由于引起的。引起的。（與軸線大約成45度角的斜截面，最大切應力）6、三根桿的尺寸相同、但材料不同，材、三根桿的尺寸相同、但材料不同，材料的應力－應變曲線如圖。料的應力－應變曲線如圖。材料材料的強度高，的強度高，材料的剛度大，材料的剛度大，塑性好。塑性好。（1材料的強度高；2材料的剛度大；3材料的塑性好。）7、常溫、靜載下，材料的塑性指標是和。（伸長率、斷面收縮率。）8、低碳鋼拉伸實驗，表面磨光的試件出現(xiàn)與軸線大致成45度角的滑移線，說明低碳鋼的屈服現(xiàn)象與有關。（最大切應力）9、當?shù)吞间撛嚰脑囼瀾_到材料的屈服極限時，試件將出現(xiàn)現(xiàn)象。（屈服現(xiàn)象、產(chǎn)生很大的塑性變形，出現(xiàn)與軸線大致成45度角的滑移線。）10、某材料的應力、應變曲線如圖，曲線上點的縱坐標是材料的名義屈服極限Σ02C點的縱坐標是材料的名義屈服極限Σ0211、工程中通常把伸長率為的材料稱為塑性材料，而塑性材料是以為其破壞應力。（Δ5強度極限ΣB；）2、鋼材的彈性模量、鋼材的彈性模量E＝200GPA，比例極限，比例極限ΣP200MPA，軸，軸向線應變向線應變Ε00015，則橫截面上的正應力，則橫截面上的正應力Σ。AΣ＝EΕ＝300MPA；BΣ300MPA；C200MPAΣ300MPA；DΣ200MPA

簡介：骨力學,第四章,機動目錄上頁下頁返回結束,GALILEO發(fā)現(xiàn)加載與骨形態(tài)的關系1834BELL骨可以使盡可能少的材料承擔載荷WARD增加壓縮載荷，可增加骨形成LUDWIG重力、肌力對維持骨質量的必要性1862德國學者加壓對骨生長的影響1867瑞士學者骨的內(nèi)部結構和外部形態(tài)與承載大小、方向有關WOLLF骨轉化定律,一、骨力學研究方面的簡史,第一節(jié)引言,機動目錄上頁下頁返回結束,二、骨力學的研究內(nèi)容和涉及的幾個問題,1骨結構研究,3骨的應力適應性,2應力應變研究,4骨折治療研究,骨的生長與斷裂）,（骨功能適應性理論）,（骨的力學性質）,機動目錄上頁下頁返回結束,（引言）,本構曲線影響因素,微觀結構宏觀力學性質,生長理論斷裂類型,5脊柱生物力學,6關節(jié)生物力學,7骨骼肌力學,8顱腦損傷力學,機動目錄上頁下頁返回結束,三、骨力學的四個基本概念,1骨強度,2骨剛度,生物材料或非生物材料組成的構件抵抗破壞的能力,生物材料或非生物材料組成的構件抵抗變形的能力,斷裂或過大的塑性變形,彈性變形的允許限度,機動目錄上頁下頁返回結束,3骨韌性,4骨穩(wěn)定性,生物材料或非生物材料組成的構件在外力作用下發(fā)生斷裂前所能達到的最大變形程度,生物材料或非生物材料組成的構件保持其原有平衡形態(tài)的能力,機動目錄上頁下頁返回結束,四、骨的基本知識（功能形態(tài)結構組織成分）,骨是一個有生命的器官骨中有血液循環(huán),機動目錄上頁下頁返回結束,骨是一個能運動的器官通過關節(jié)肌肉承受外力,骨是一個良好適應性材料,能再生和能自我修復,骨是一個粘彈性材料,即具有彈性又具有粘性,機動目錄上頁下頁返回結束,（一）骨功能,一方面組成骨骼系統(tǒng),另一方面調節(jié)血液的電解質濃度,機動目錄上頁下頁返回結束,提供對動物體的支撐維持人體的正常形態(tài)使肌肉附著帶動肢體運動作用保護內(nèi)臟器官、顱腔,調節(jié)鈣離子、氫離子、磷酸氫根離子的濃度保持體內(nèi)礦物質的動態(tài)平衡即骨髓的造血、鈣磷的儲存與代謝,（二）骨形態(tài),機動目錄上頁下頁返回結束,按其形狀可分為,人體共有206塊骨，依所在部位可分為顱骨、軀干骨和四肢骨。,長骨，呈管狀如脛骨、股骨；短骨，類正方體承壓有能動如腕骨、跗骨；扁骨，呈板狀如顱骨中的枕骨、頂骨；不規(guī)則骨，如椎骨。,這些形狀不同的骨，是長期自然演變的結果，它符合最優(yōu)化原則，即用最小的結構材料承受最大的外力，同時還具有良好的功能適應性。,1、骨的微觀結構,哈佛管內(nèi)含神經(jīng)和血管。板層骨包繞在管的周圍。,（三）骨結構,在顯微鏡下，構成骨的基本結構單位稱之為骨單位，即哈佛氏系統(tǒng)。,骨的構造,2、骨的宏觀結構骨分為密質骨和松質骨密質骨一般位于骨的外層松質骨位于骨的內(nèi)層，由骨小梁形成篩狀結構，小梁之間的空隙充滿了紅骨髓。,密質骨的骨小體的板層結構,松質骨的骨小梁的桁架結構,密質骨,松質骨,機動目錄上頁下頁返回結束,骨質致密堅硬（疏松度為530）,骨板排列規(guī)整結合緊密僅留下一些部位作為血管和神經(jīng)的通道,表面積相對小,松軟（疏松度為3090）,排列呈蜂窩網(wǎng)狀網(wǎng)孔內(nèi)充滿骨髓血管神經(jīng),巨大,強度高變形能力差（變形超過2會斷裂）,強度低應變能力好（變形可達7左右）,,,松質骨松質骨具有多孔結構，因而有較高的能量儲存能力。松質骨內(nèi)膠原纖維的排列看似是紛亂的，但它并非無序，它是根據(jù)主要的受力狀態(tài)沿著主應力的方向排列，形成最優(yōu)的受力結構，即用最少的材料承受最大的外部載荷。,,松質骨骨小梁,（四）骨的成分,,機動目錄上頁下頁返回結束,骨是由骨組織、骨膜和骨髓等構成的骨組織是骨的結構主體由細胞和鈣化的細胞外基質及纖維組成其特點是細胞外基質有大量的骨鹽沉積還有部分有機質，使骨組織成為人體最堅硬的而又有一定韌性的結締組織,,機動目錄上頁下頁返回結束,,骨細胞骨原細胞成骨細胞骨細胞破骨細胞（骨細胞最多，位于骨基質內(nèi)，其余三種細胞均位于骨組織的邊緣）骨基質大量鈣化的細胞間質。（基質含有大量的固體無機鹽羥基磷灰石晶體718，有機質粘多糖蛋白282）骨纖維骨膠原纖維（分層交叉）,1、骨基質鈣化的骨組織的細胞外基質。包括有機成份和無機成份,含水極少。,有機質膠原纖維（主要由Ⅰ型膠原蛋白構成）無定形基質（蛋白多糖及其復合物）無機鹽羥磷灰石（3CA3（PO4）2CA（OH）2）,,●羥磷灰石是針狀結晶體，長約200A，橫截面面積為2500A。晶體是沿著膠原纖維長度方向排列的。非常堅硬,沿軸向的彈性模量為165GPA,與鋼的彈性模量200GPA相近。●膠原纖維不嚴格遵守胡克定律，其縱向彈性模量為124GPA。膠原纖維具有韌性和柔軟性，因此可以抵抗拉伸，并具有部分可延展性。,可見骨是由膠原纖維和羥磷灰石組成的復合材料，它具有優(yōu)異的力學性能。因為柔韌的膠原可阻止硬材料的脆性斷裂，而堅硬的骨鹽又可阻止軟材料的屈服。,無機鹽等礦物質產(chǎn)生位移少膠原纖維等有機成分組織中充滿液體承擔較大變形,鋼筋混泥土結構,,從力學角度講，骨組織是一種雙相的的復合材料，一相為無機物，另一相為膠原和無定形基質，當堅固的脆性材料嵌入另一種力度較弱但柔韌性強的材料中后，復合材料的性能比其中任何一種單純材料更加堅韌。,2、四種骨細胞骨祖細胞成骨細胞骨細胞破骨細胞,四種細胞在不同的生物力學環(huán)境中能相互轉化，互相配合而吸收舊骨質，產(chǎn)生新骨質。,,（1）骨祖細胞骨組織的干細胞，位于骨膜內(nèi)，體積小，呈梭形，弱嗜堿性?？煞只蔀槌晒羌毎统绍浌羌毎?。分化方向取決于所處的部位和所受的刺激性質。例如，當骨生長、改建或骨折修復時，骨祖細胞活躍，不斷分裂、分化為成骨細胞。,⑵成骨細胞分布于骨組織表面，胞體有細小突起，矮柱狀或橢圓形，胞質嗜堿性。電鏡下可見大量的和高爾基復合體。成骨細胞合成和分泌骨基質的有機成分，形成類骨質。成骨時，成骨細胞還釋放基質小泡。泡內(nèi)有細小的鈣化結晶，是鈣化的起始部位。成骨細胞分泌類骨質后被包埋于其中，便成為骨細胞。,機動目錄上頁下頁返回結束,其數(shù)量、形狀、合成分泌功能受應力環(huán)境影響，如應力的性質、大小、頻率等，它還受年齡、遺傳、疾病、內(nèi)分泌的影響。在良好的力學環(huán)境下。成骨細胞數(shù)量增加，胞體增大，合成分泌功能明顯增強，因此可以加速骨折愈合，使骨密度增加，剛度明顯增加。在有害應力或低應力環(huán)境下，骨折愈合遲緩，甚至不愈合，骨質疏松，強度下降。,成骨細胞是其中重要的感受與效應細胞。力離子通道、G蛋白與酪氨酸激酶、整合素受體與細胞骨架等多種途徑，感受體內(nèi)外力學刺激，并將力學刺激信號轉化為細胞生物化學信號，介導力相關敏感基因表達，合成各種酶類等活性物質，激活信號網(wǎng)絡級聯(lián)反應，參與一系列復雜的生理病理活動。,位于骨板內(nèi)或骨板間，胞體較小，有許多細長突起，胞體呈扁橢圓形。胞體所在的腔隙陷窩；突起所在的腔隙稱骨小管。骨細胞的結構和功能與其成熟度有關。剛轉變的骨細胞與成骨細胞相似，仍能產(chǎn)生類骨質。隨著類骨質逐漸鈣化為骨質，細胞逐漸變?yōu)槌墒斓墓羌毎?。體積變小，減少，突起延長，相鄰骨細胞的突起以相連，骨小管彼此相通。骨陷窩和骨小管內(nèi)含有少量組織液。骨細胞具有一定的溶骨和成骨作用，參與調節(jié)鈣、磷平衡。成骨細胞產(chǎn)生類骨質后，自身被包埋其中，分泌能力逐漸減弱，轉變?yōu)楣羌毎?機動目錄上頁下頁返回結束,（3）骨細胞,⑷破骨細胞數(shù)量少，主要分布于骨組織的邊緣，是一種的大細胞，直徑30100ΜM，含有650個核。目前認為它由多個融合而成，無分裂能力。胞質為嗜酸性，細胞器豐富，尤以和線粒體居多。功能活躍的破骨細胞有明顯的極性，光鏡下可見破骨細胞貼近骨基質的一側有皺褶緣。電鏡下呈許多大小和長短不一的突起。胞質內(nèi)含多種水解酶和有機酸，溶解骨鹽，分解骨有機成分。表明破骨細胞具有很強的溶骨和吸收能力。,機動目錄上頁下頁返回結束,吞噬和分解非受力骨組織和壞死骨組織。合成并分泌溶膠原酶，對失去應力的膠原進行溶解；合成分泌多種水解酶,對羥基磷灰石進行水解破壞；其形狀、數(shù)量和合成功能受應力環(huán)境影響，在低應力區(qū)，破骨骨細胞數(shù)量增加，體積變大，骨組織以破壞、吸收為主，骨質疏松，強度、剛度降低。,總之正常骨骼處于一個吸收與生長重建的連續(xù)過程成骨細胞與破骨細胞的生理活性保持著動態(tài)平衡機械力學刺激是必不可少的條件之一,五、骨的粘彈性,實驗,（骨加鹽酸）脫鈣骨,（脫鈣骨燃燒）骨炭,骨外形保留,堅固性脫去,富彈性柔韌性,骨外形保留,堅固性脫去,彈性柔韌性脫去,,,機動目錄上頁下頁返回結束,得出模量隨應變率的變化而變化的時變性,（骨是一個粘彈性材料）,得出彈性、粘性的雙重性,六、骨的各向異性,物質成分,結構,,機動目錄上頁下頁返回結束,復合材料的力學性質（模量極限應力應變粘彈性等）,七、骨的管形結構（以長骨為例）,截面,外形,,八、骨的均勻強度分布（密度分布于應力分布相適應）,強度大,重量輕,,結構強度比強度結構模量比模量,（介紹）骨傷生物力學在我國的發(fā)展,骨傷生物力學根據(jù)人體構件的解剖特征和力學性質，用力學原理和方法研究骨折、脫位、矯形、移植及各種急慢性軟組織損傷等病因、病理、治療及愈合機理的科學。,機動目錄上頁下頁返回結束,（介紹）骨傷生物力學研究內(nèi)容,骨的力學性質肌肉、肌腱、韌帶、腱鞘、滑囊力學性質尋找環(huán)境效應對生物組織的影響骨折的病因、病理、治療骨矯形、延長、移植的手術療法骨重建的反饋機理及骨生長的人為控制傷筋與骨錯縫的研究骨缺血壞死問題、骨性關節(jié)炎問題現(xiàn)行骨傷療法的改進和完善,機動目錄上頁下頁返回結束,,第二節(jié)骨的基本力學性質,機動目錄上頁下頁返回結束,一、骨的應力應變關系（一）曲線拉壓力學性質為例）,對比低碳鋼、合金鋼、鑄鐵,低碳鋼,合金鋼,骨,鑄鐵,機動目錄上頁下頁返回結束,（各段都有）,（無CD段）,（無OACDEF段）,（無CDEF段）,1、拉伸,例如其他材料的拉伸,低碳鋼,合金鋼,硬鋁,機動目錄上頁下頁返回結束,骨、金屬和玻璃的力學性質比較,三種材料的應力應變曲線,由韌性材料組成的結構體的載荷形變曲線,,強度,剛度,能量積累,脆性,密質骨在拉伸實驗中的應力應變曲線,因此，工程學方法可以應用于分析骨的力學性能。目前，骨實驗生物力學的測試技術為萬能實驗機測量法、電測法和光測法。,與其它生物材料相比，如肌肉、血管，骨的性能，如應力應變關系等，更接近工程材料。,機動目錄上頁下頁返回結束,2、壓縮,低碳鋼屬展性材料,屈服段前拉伸與壓縮的本構曲線重合屈服段后得不到壓縮強度,,骨屬脆性材料，壓縮與拉伸時有較大差別,抗壓強度大極限應變大彈性模量小,,機動目錄上頁下頁返回結束,剪切力學特性扭轉力學特性彎曲力學特性,,略,結論,骨的抗壓強度遠大于抗拉強度,骨的抗拉強度略大于抗切強度,機動目錄上頁下頁返回結束,（二）力學指標（總結）,剛度,屈服應力骨單元分離細微骨折,極限強度,極限應變,能量損耗,直線段斜率,曲線段割線模量、微分模量,平線段直接讀,曲線段殘余應變的20法,直接讀,直接讀,滯后環(huán)面積,,長度延伸率,截面收縮率,展性與脆性,機動目錄上頁下頁返回結束,殘余應變,直接讀,二、各種影響骨力學性質的因素,機動目錄上頁下頁返回結束,說明①不同骨骼的力學性質會有所不同②相同骨骼拉、壓、剪切、扭轉、彎曲的力學性質也會有所不同,骨的力學性質受到性別、年齡、取材部位和方向、骨的狀態(tài)（干骨或濕骨）、加載速度等因素的影響，會在某一范圍變化。,（一）骨的各向異性及解剖部位的差異,機動目錄上頁下頁返回結束,骨是由膠原纖維和羥基磷灰石組成的復合材料，表現(xiàn)出非均勻性和各向異性。在不同部位，即使在同一部位的不同方向，骨的力學性能都有很大的差別。,1、解剖部位,長骨的管狀部位及常受力部位,非均勻性,機動目錄上頁下頁返回結束,骨強度最高彈性模量最大,例如無機鹽針狀晶體抗壓骨膠原纖維抗拉,2、各向異性,沿骨軸線方向,各向異性,,機動目錄上頁下頁返回結束,骨強度最高彈性模量最大極限應變最高,例如縱向排列的纖維較多可提高骨的拉伸強度橫向排列的纖維較多可提高骨的壓縮強度,人股骨干密質骨四個方向加載實驗,約為1,約為4/5,約為1/2,約為1/5,（二）骨的干濕度,干骨,濕骨,含水量不同,干骨比濕骨,機動目錄上頁下頁返回結束,骨強度高彈性模量大極限應變小能量儲存少,①孔隙度的多少,密質骨比松質骨,機動目錄上頁下頁返回結束,骨強度高彈性模量大極限應變小能量儲存少,區(qū)分骨的腔隙與固體基質,區(qū)分固體基質中的無機和有機成分,②礦化率的大小,隨著孔隙度的增加，骨強度和骨剛度下降。,隨著礦化率的增加，骨強度和骨剛度上升。,表面密度不同,（三）骨的松密質,,密質骨松質骨壓縮實驗中的應力應變關系,（四）性別和年齡（職業(yè)、經(jīng)歷、遺傳、營養(yǎng)）,（15到19歲女性除外）,隨年齡的增加,1、年齡,機動目錄上頁下頁返回結束,骨強度下降（明顯）彈性模量減小極限應變降低（橫向比縱向下降明顯）,年齡相關性骨退化性隨著年齡的增加，骨密度會發(fā)生進行性降低，縱向骨小梁變細，橫向骨小梁被吸收。隨之的結果就是松質骨的數(shù)量顯著下降和皮質骨變薄。,,年輕,年長,骨量、年齡和性別之間的關系,2、性別,（15到19歲女性除外）,更年期后男性力學參數(shù)下降比女性明顯,機動目錄上頁下頁返回結束,更年期前女性力學參數(shù)下降比男性明顯,無論男性女性,骨強度下降（明顯）彈性模量減小極限應變降低（橫向比縱向明顯）,機動目錄上頁下頁返回結束,生化成分和顯微結構發(fā)生變化,礦化增加膠原老化,繼發(fā)骨單位的數(shù)量有關,哈弗系統(tǒng)的數(shù)量及平均直徑的增加導致骨小體數(shù)目減少孔隙度增加骨小梁數(shù)目減少斷裂增加,年齡相關的骨量丟失取決于很多因素，如年齡、性別、內(nèi)分泌異常、活動減少、費用和鈣不足等。,拉伸實驗中年輕人和老年人脛骨的應力應變曲線,兩者的骨強度相近,但是老年人骨脆性更大，失去了形變能力。,五）運動負荷的影響,1、加載速率單位時間內(nèi)載荷的增長量。,機動目錄上頁下頁返回結束,骨反復受較大載荷作用次數(shù)多可使骨強度骨剛度骨極限應變逐漸喪失引起疲勞骨折,顯微損傷的積累結果纖維損傷增加快于修復過程,加載速率與塑性變形傳播速率比較,骨的疲勞性能人在不斷的運動的過程中，骨會反復受力，當這種反復作用的力超過某一生理限度時會使骨組織受到損傷，這種循環(huán)載荷下造成骨的損傷為疲勞損傷。,疲勞曲線顯示載荷與載荷反復次數(shù)之間的相互作用,許多研究者試圖用數(shù)學關系來表達疲勞壽命N與載荷應力Σ、密度Ρ、溫度T等因素之間的關系。LOGNAΣB，A、B為常數(shù)LOGNAΡB，A、B為常數(shù)LOG2NALOGΣBTCLOG2NALOGΣBTCΡD該式表明，疲勞壽命隨負荷增加而減小，隨溫度升高亦減小，而隨密度的增加而增加。,骨的疲勞過程不僅僅受到載荷強度和反復次數(shù)的影響，還受到載荷頻率的影響。體內(nèi)骨具有自我修復能力，只有在骨重建不足以彌補骨疲勞損傷才發(fā)生骨折。,在一般情況下，如果因疲勞而使骨產(chǎn)生細小裂紋時,由于活體骨骼具有自我修復能力,因而活骨的疲勞壽命要比尸骨長，從而保證人體可以長期運動和反復受力。但是這種自行修復的能力也是有一定限度的，過度的疲勞導致永久性的損傷。,疲勞骨折往往發(fā)生在持續(xù)過度活動的部位，這種持續(xù)過度活動使肌肉疲勞，收縮乏力，導致它們積累能量的能力和抵消應力的能力大大減弱。隨之發(fā)生的骨應力分布變化使骨受到的應力異常增高，疲勞損傷逐漸積累，最終導致骨折。,加載應變速率與塑性變形傳播速率比較,靜載荷,動載荷,隨加載速率的增加骨強度增大；彈性模量增大；極限應變升高；能量儲存多。,隨加載速率的增加骨強度增大；彈性模量增大；極限應變降低；能量儲存少。,手型記憶,機動目錄上頁下頁返回結束,2、應變速率單位時間內(nèi)應變的改變量。,未成年骨通過塑形和改建共同完成,成年骨主要是保持骨的力學性質,發(fā)育的不同階段應變率大小與骨量增加關系不一致,3S1,在體內(nèi)，應變每天都發(fā)生著相當大的變化。,五種應變率下皮質骨的應變率依賴性,骨的應變率依賴性骨是一種粘彈性材料，它的力學性能隨受到的加載速率的變化而發(fā)生改變。加載于骨的載荷速率越高，骨在骨折前表現(xiàn)的剛度就越高，能承受的載荷也就越高。,在臨床上，了解加載速度是非常重要的。因為它能影響骨折方式和軟組織損傷數(shù)量。,當骨折發(fā)生時，它積累的能量就會釋放。加載速度低，能量通過單一形式的骨折線，骨和軟組織相對保持完整，此時骨折端沒有或發(fā)生很小的位移。加載速度較高時，更多的積累能量不能夠通過單一骨折線很快釋放，會發(fā)生粉碎性骨折和廣泛性軟組織損傷。,（六）應力集中,圓孔溝橫切口細紋等,應力集中系數(shù),應力不再均勻分布，有破損的局部應力最大。,應力集中使骨強度降低。,機動目錄上頁下頁返回結束,骨的斷裂韌性是指某種材料阻止裂紋擴展的能力，一般用它描述材料抵抗脆性破壞的能力。骨經(jīng)常會因受到某種損傷或內(nèi)在的缺陷而存在小的裂紋，此時必須要考慮這種裂紋對骨材料強度的影響以及骨材料所具有的抗裂能力，因而引進骨的斷裂韌性這力學參數(shù)。,由于骨內(nèi)骨質分布的非均勻性以及骨內(nèi)存在著孔洞、缺陷和裂紋等，使得對骨斷裂韌性的研究更為困難和復雜，同時也降低了骨的斷裂韌性。,機動目錄上頁下頁返回結束,7骨的受沖擊性能1骨在沖擊載荷作用下產(chǎn)生損傷的程度和損傷的形式，一方面取決于沖擊載荷具有的能量大小，另一方面還要取決于沖擊載荷的作用時間。,,沖擊能量越大，沖擊時間越短，造成骨的損傷程度越大。,例當顆高速飛行的子彈打人頭顱中去時，盡管子彈具有很大的動能，但在穿入骨中去的過程中能量大量被吸收，其結果只將骨打穿一個洞而不產(chǎn)生骨折。但是用一鈍器猛擊頭部卻使顱骨破碎，這是因為在顱骨表面沖擊時間很短，沖擊能量來不及被吸收所致。,2骨承受沖擊能力的大小與骨的結構關系密切進行沖擊實驗比較，發(fā)現(xiàn)頭顱骨耐沖擊能力要比長骨高40左右。原因一方面在于顱骨為扁骨，內(nèi)外表面是密質骨骨板，中間一層海綿骨，具有吸收沖擊能的作用。另一方面顱骨呈薄殼狀結構，具有良好的承受外部載荷的能力。,對于活體中的骨，耐沖擊能力還應考慮到骨周圍的肌肉、皮膚、內(nèi)臟器官組織等的影響，在進行實驗時應盡可能模擬真實情況以便獲得較為客觀的數(shù)據(jù)。,作業(yè)設計實驗,1說明骨的力學性質是各向異性的,2藥物對骨質疏松癥的治療作用,3推薦兩套康復計劃，試評價其效果,取材,分組,方法測量哪些物理量、怎么測量,實驗結果的表達,實驗目的,骨的力學性質及各種因素的影響,機動目錄上頁下頁返回結束,骨與其他工程材料相比,骨是一個有生命的器官,骨是一個粘彈性材料,骨是一個運動的器官,骨是一個良好適應性材料,機動目錄上頁下頁返回結束,第三節(jié)骨功能適應性理論,骨與其它工程材料相比其最大的特點是具有豐富的血供和良好的自我修復重建的能力。（功能適應性）,骨的改變（生長、增值、吸收、萎縮）受遺傳、激素活性、載荷）三種因素的控制,這主要體現(xiàn)于它的結構、成分和性能隨著力學環(huán)境的改變而改變。（幾何特征力學特征組成成分）（粘彈性各向異性管形結構均勻強度分布）,機動目錄上頁下頁返回結束,如宇航失重和長期臥床、肢體制動的人員均可導致骨密度、骨鈣含量、骨基質蛋白、骨形成速度的降低。,例如應力對骨的生長、吸收起著調節(jié)作用，每一塊骨都對應一個最適宜的應力范圍，應力過高、過低都會造成骨密度的改變導致萎縮。,機動目錄上頁下頁返回結束,一、WOLFF定律,德國醫(yī)學博士WOLFF1892年提出關于骨變化定律,機動目錄上頁下頁返回結束,骨功能的每一改變，都有與數(shù)學法則一致的確定的內(nèi)部結構和外部形態(tài)的變化。,機動目錄上頁下頁返回結束,ROUX骨生長的最小最大原理松質骨的桁架結構（KUMMER根據(jù)上原理算出了股骨頭三維桁架結構）（HAYES據(jù)髕骨應力分析和實驗表明骨小梁結構確是按最小正應力法線方向排列的）,理論基礎最小的結構材料，承受最大的外力。,機動目錄上頁下頁返回結束,EVANS壓力能刺激新生骨的生長理論骨折愈合的重要因素（PAUWELS對上原理做了理論證明）,理論基礎骨是壓電晶體,最完美的幾何結構（外部和內(nèi)部）,最合理的組成成分（有機物和無機物）,最具說服力的力學指標（強度、剛度和密度）,機動目錄上頁下頁返回結束,目標優(yōu)化設計原則,說明,骨功能適應性理論是對多種功能而言的，符合綜合優(yōu)化設計原則。,機體可能通過四種方式對載荷做出動態(tài)響應,（骨細胞骨膠原骨礦物質骨細胞外液）,圖,機動目錄上頁下頁返回結束,WOLFF定律的反饋機制,WOLFF定律可能的作用方式,二、骨的功能適應性,1、遺傳,2、激素活性,生長素加快細胞分裂，加速次級過程。,腎上腺皮質激素,內(nèi)分泌素,雌性激素,維生素ACD,降鈣素,機動目錄上頁下頁返回結束,骨功能適應性骨有使其形態(tài)結構、組成成分及力學性質適應于其載荷環(huán)境變化的本領。,3、載荷,骨的重建定義活體骨不斷地進行著生長、加強、再吸收的過程。,機動目錄上頁下頁返回結束,條件施加應力與骨組織所習慣的應力不同時骨將重建。,分成內(nèi)部重建表面重建,表面重建指的是在骨的外表面上骨材料的再吸收或沉積。,內(nèi)部重建指的是通過改變骨組織的體積密度時骨組織內(nèi)部的再吸收或加強。,①幾何特征上的適應,外部,凸起表面積增大體積增大,凹進表面積減小體積減小,機動目錄上頁下頁返回結束,（以股骨為例）,股骨要承受向內(nèi)側彎曲與壓縮負荷的作用,最大壓應力出現(xiàn)在截面內(nèi)側,最大拉應力出現(xiàn)在截面外側,截面前后為中性層通過低應力區(qū),桿類彎曲梁,截面類工字型,骨干殼形結構,圖,內(nèi)部,排列有序度增加數(shù)目增多厚度增加,排列有序度減弱數(shù)目減少厚度減小,機動目錄上頁下頁返回結束,骨小梁的桁架結構，排列的有序、數(shù)目適中,骨小體的板層結構，排列的有序、數(shù)目適中,圖,②力學指標上的適應,強度,密度,強度、密度與應力的分布有很好的一致性。,強度與密度的分布有不完全一致性。,機動目錄上頁下頁返回結束,圖,強度增加密度增大,強度減弱密度減小,③組成成分上的適應,無機物,有機質,孔隙度減少X光片透過率減弱,孔隙度增多X光片透過率增強,機動目錄上頁下頁返回結束,例如干骨橫斷面上每平方毫米骨單元平均數(shù)1639（外）147（內(nèi)）126（前）121（后）,圖,廢用和活動減少狀態(tài)對骨骼是有害的。,正常組和制動組獼猴腰椎載荷－變形曲線圖,不動猴的骨組織有可觀的吸收現(xiàn)象。,例子松質骨的內(nèi)部重建,1、反饋平衡理論,生長、增殖與吸收、萎縮之間互相平衡,三、骨的功能適應性理論,①應力是最優(yōu)值時生長與吸收平衡,②應力上線和應力下線,當應力大于最優(yōu)值時,當應力小于最優(yōu)值時,當應力大于應力上線時,當應力小于應力下線時,機動目錄上頁下頁返回結束,骨的功能適應性理論反饋圖,機動目錄上頁下頁返回結束,2、控制機理,①壓電效應,②鈣的生化活性,是骨感受應力引起骨再造的機理。,應力增大→電場→成骨細胞中的蛋白絡合↓生長占優(yōu)←成骨細胞活躍←,應力增大→羥磷灰石晶體的溶解度↓生長占優(yōu)←鈣的生化活性←,機動目錄上頁下頁返回結束,第四節(jié)生長與斷裂,一、斷裂骨折的發(fā)生,機動目錄上頁下頁返回結束,骨折的定義成因分類骨折段的移位,二、生長骨折的治療,影響骨折愈合的因素,骨折的急救骨折的治療原則（復位固定用藥鍛煉）開放性骨折的處理開放性關節(jié)損傷的處理,骨折的發(fā)生,1、骨折的定義,骨的完整性和連續(xù)性中斷時稱骨折。,2、骨折的成因,直接暴力間接暴力積累性勞損病理性骨折,一、斷裂骨折的發(fā)生及愈合,（一）概念,機動目錄上頁下頁返回結束,直接暴力,骨折發(fā)生在暴力直接作用的部位。特點多為橫骨折或粉碎骨折，軟組織損傷重，開放性骨折多見，雙骨骨折時骨折線在同一平面。,機動目錄上頁下頁返回結束,開放性骨折的分度,開放性骨折的分度第一度皮膚被自內(nèi)向外骨折端刺破第二度皮膚被割裂或壓碎，皮下組織、肌肉有中度損傷第三度廣泛的皮膚、皮下組織與肌肉的嚴重損傷，常合并血管神經(jīng)損傷,間接暴力,暴力通過傳導，杠桿或旋轉作用使遠處發(fā)生骨折。特點多為斜骨折或螺旋骨折,軟組織損傷輕，閉合性骨折多見,雙骨骨折時骨折線不在同一平面。,機動目錄上頁下頁返回結束,積累性勞損,長期、反復、輕微的直接或間接傷力集中在骨骼的某一點上發(fā)生骨折，稱為疲勞性骨折。特點骨折無移位愈合慢。,機動目錄上頁下頁返回結束,機動目錄上頁下頁返回結束,病理性骨折,因骨髓炎、骨結核、骨腫瘤等骨骼本身病變引起的骨折。特點不易愈合，給患者的生理和心理造成巨大傷害。,機動目錄上頁下頁返回結束,骨囊腫多房型、骨折,機動目錄上頁下頁返回結束,骨囊腫伴病理骨折,,機動目錄上頁下頁返回結束,3、骨折的分類,根據(jù)骨折處是否與外界相通可分為