第四届全国中学生趣味力学制作邀请赛(中科院力学所杯)比赛题目

1太空拔河（100分,制作时间1小时,比赛1小时,共2小时）利用提供的材料,制作一个四轮小车,可以在上面站一人．比赛时两队交换小车,每队选1人站在车上进行拔河．     

《力学与实践》封面设计图内涵说明

封面上画面的主题是"雪花与对称"。天蓝色的背景下,针状植物的绿色枝条上坐落着洁白的残雪。画面的右下角、中部和左侧,分别点缀着经过彩色处理的雪花显微照片;画面的上侧和左上角,分别飘落着我们构造的超级分形雪花和彩色分形雪花;左下角的图案则取自画家埃舍尔的画作。     

感受力学魅力、体验太空神奇------记第四届全国中学生趣味力学制作邀请赛(中科院力学所杯)

2011年10月29日,中国科学院力学研究所院内热闹非凡,来自全国九所中学的小力学爱好者们共聚一堂,受邀参加``第四届全国中学生趣味力学制作邀请赛(中科院力学所杯)'. 本次活动由中国力学学会、中国科学院力学研究所主办,中国力学学会科普工作委员会承办. 该活动是力学所为纪念首任所长钱学森百年诞辰系列活动之一,正值神舟八号与天宫一号发射和对接之际,得到了社会各界和新闻媒体的广泛关注. 来自北大附中、北京三十五中、北京师范大学附属实验中学、海淀实验中学、清华附中、清华附中朝阳学校、山东博兴一中、首师大附中、中关村中学共计50余名师生参加了本次活动. 邀请赛开幕式由中国力学学会科普工作委员会主任委员朱克勤主持,中国科学院院士、中国工程院院士、美国国家工程科学院外籍院士、中科院力学所研究员郑哲敏,中国力学学会秘书长冯西桥,中国力学学会办公室副主任汤亚南、刘俊丽,中国力学学会科普工作委员会委员李子恒、徐丹、苑京海、单俏等出席了开幕式. 冯西桥致开幕词. 他首先对参赛学校代表队的到来表示热烈的欢迎,并对主办单位中科院力学所表示衷心感谢. 他简单介绍了活动的目的和意义. 他希望各位同学能够在取得好成绩的同时,培养团队合作和创新精神,扩大力学知识视野,为今后更好地学习打下基础. 作为钱老的学生郑哲敏先生很高兴跟大家分享钱老的事迹. 郑先生首先简单介绍了钱学森先生的生平,从最初的学习火车头专业到后来在美国学习航空航天,师从冯·卡门,参与第一枚Corporal探空火箭的研制,直到回国创建力学所,钱老的很多方面都值得大家学习. 对于中学生的教育,郑先生提出应该重视两个方面,一个是诚实守信,另一个是勤奋进取. 他希望年轻人能够学习老一辈科学家的爱国奉献精神和终生不断求知的思想,发扬创新精神,不断学习进步. 郑先生的讲话深深打动了在场的师生,使大家深刻的体会到了钱学森先生的精神所在,让大家受益匪浅. 经过一天紧张的比赛,共决出了特等奖1个,一等奖2个,二等奖3个,三等奖3 个. 山东博兴一中获得特等奖,北京三十五中和海淀实验中学获得一等奖. 闭幕式上,朱克勤教授对比赛进行了总结并做了题为``从力学经典实验谈起 ------写给第四届全国中学生趣味力学制作邀请赛'的报告. 本次活动还邀请了中央电视台《异想天开》栏目组前来拍摄整个竞赛过程,将于12月17日在中央电视台少儿频道播出.     

解析法解杆系拉(压)超静定问题

 阐述了几何法分析拉(压)超静定杆系变形相容关系存在的困难，提出了用解析法求解 超静定杆系的方法并给出了算例.     

陆士嘉先生百年诞辰纪念会在北京航空航天大学如心会议中心举行

  陆士嘉先生是新中国流体力学专业的奠基人之一. 在旧中国积弱贫穷、落后挨打的年代, 她怀抱科技强国、科技救国的梦想,半工半读就读于北京师范大学物理系,然后毅然选择航空的先行与基础学科------流体力学,远赴重洋,以优异成绩和卓越才华,破除了当时对华人和对女性的双重偏见,获得了现代流体力学大师和奠基者之一的普朗特的赞赏,成为大师唯 一的女研究生和唯一的中国学生;她担任了北航建校筹委会委员,为创建北航做出了贡献; 她以前瞻性的国际眼光,参加了我国第二个科学发展规划的制定工作,对我国流体力学学科 和航空事业的发展起了推动作用;她淡泊名利,两次恳请中国科学院从院士候选人中删除她 的名字,恳请北航领导将他的一级教授提名调到二级,在科技和教育界传为佳话;她艰苦朴 素,婉言谢绝学校公车接送,数十年如一日坚持乘坐公交车上班,对灾区和有困难的同事慷 慨解囊且不留姓名;她是一位杰出的教育家,培养了一大批航空和力学的栋梁之材. 本刊特登载陆士嘉先生的学生龙驭球院士、周恒院士、朱自强教授和李素循教授的缅怀先生的文章. 她的这几位学生都已至古稀耄耋之年,成就非凡,遇事淡定,但在纪念会上,他们的声音哽咽了. 师生情深,师恩似海. 从先生鼓励习题的解法立异到讨论学位论文创新,从先生百忙中抽时间辅导学生自学第二外语到推荐学生到海外名家深造,从先生创建北航空气 动力学教研室和研究室到与我国力学科学泰斗钱学森、郭永怀的交往合作,参与制定我国流 体力学学科和航空科学发展的宏伟蓝图,从先生不知疲倦地工作到坚辞荣誉和物质利益,无 不感人至深,是我国力学与航空科学发展的珍贵历史资料. 天地有大美而不言,先生有大德而不说,唯其不说,浩气长存.     

关于铅球最佳出手角的数值分析

考虑铅球运动员的推力随出手角的变化, 利用Matlab软件计算出手角的最佳值. 在此基础上讨论了运动员的身高、推力、角度衰减系数以及铅球质量对最佳出手角的影响.     

第八届全国周培源大学生力学竞赛个人赛获奖名单

特等奖获得者黄焕军南京理工大学董伟良河海大学刘焕北京航空航天大学朱文波南京理工大学郑新涛北京航空航天大学一等奖获得者罗振东解放军理工大学张宇杰中国科学技术大学崔进举上海交通大学于跃南京理工大学刘明进东南大学王越同济大学梁文恺北京大学崔笑尘北京大学贺修樟同济大学刘晨合肥工业大学     

启迪蒙昧亦庄亦谐——《音乐中的科学》评介

科技工作包括创新科学技术和普及科学技术这两个相辅相成的方面. 大家都深知科技创新的重要性,却往往忽略了科技普及. 普及科学技术,提高全民科学素质,既是激励科技创新,建设创新型国家的内在要求,也是营造创新环境,培育科学家的"摇篮" 工程. 科学家只有站在"巨人" 的肩膀上,才能看得更远. 这里的"巨人",就是指社会公众的科学素质. 科学工作者必须正视这种历史必然,采取有效的方式促进公众理解科学,做好科学传播链上的第一"发球员".     

在学习中怎样少出错？

然离开教学的讲台有8年了,有时难免想起刚入大学的学生在学习方法上的不适应,不免唠叨几句. 现在写一点在下面,兴许对他们有点参考.科学技术愈发展,人们得和愈来愈复杂的事物打交道. 事情复杂了,就容易出错. 出错的后果不堪设想.一辆汽车由上千个零配件组成,只要有一个零件出了毛病,就会影响汽车的性能. 有时厂家还会因为一批汽车的某个零件出问题而把整批汽车召回修理. 一套含百万条语句的软件,只要有一个符号出问题,运行时就会不正常. 2003年8月14日,导致北美大范围停电事故,直接经济损失达60亿美元,就是控制软件的漏洞和错误引起的.在现代战争中指挥的错误会导致战败,在一项复杂的研究工作中,一个环节的失误,会使前功尽弃. 可见减少错误的意义是非常重大的.{\ziju{0.02}这里先不一般地讨论如何减少错误的问题. 首先来谈谈理工科大学生和研究生学习中,如何减少错误的问题. 这经常是从中学毕业后刚进入大学学习中遇到的一个十分令人烦恼的问题.一些中学拔尖的学生乃至高考``状元',进入大学的门,学习成绩便直落下来. 从中学进入大学,从大学进入研究生,学习所面对的问题也复杂了许多. 如果在学习期间就能够养成尽量少出错的习惯,在将来工作中是会终生受益的.}一般在学习中容易出现的错误有两类,一类是概念错误,一类是运算的错误.概念错误,是很难自我纠正的,犹如一个人总是把张三当做李四,没有外人的纠正,也不对照有关的张三李四的传记和图像资料,就会一直错下去而不自知. 为此在开始接受一个新概念时必须把它完全弄明白. 搞清楚它和别的相近似的概念的区别.{\ziju{0.02}在中学里,老师每讲一个新概念,总要反复举例说明它的内涵,在大学里不会讲得那样仔细,而对于研究生来说,接触新概念就要自己去独立体会它的真实含义和界定,甚至必须独立提出一个以前没有的新概念. 一些刚入大学的学生,常常是一下课,也和在中学时一样,就忙于做习题. 没有认真复习所学的新概念就忙于做习题,总容易犯概念错误. 有时复习一遍还不容易掌握一些概念的实质,这时需要对照几本不同的参考书,认真比较这些概念的叙述,还要查阅有关的例证,以便牢固掌握. 只有这样复习之后再去做题,才会得心应手.}对一个概念准确把握可不是一个很容易的事. 举例来说,从18世纪中叶人们就开始用无穷级数来求解方程,许多人从直觉认为,一个由无穷多连续函数组成的级数,如果收敛的话,它一定也收敛到一个连续函数. 过了一百多年后才弄清楚这个直觉是错的,引进了一致收敛的概念,结论是只有一致收敛的连续函数序列才会收敛到连续函数. 说一个函数级数收敛和它一致收敛,是两个不同的概念,把二者不加区分,就容易得出错误的结果,这中间许多著名的数学大家都犯过这个错误. 类似的,数学中的极限、微分等概念也都是经过漫长的岁月才清晰起来的.再例如,在材料力学的梁的理论中,必然遇到一个中性层(或中性轴)的概念. 也就是在梁受纯弯曲时,横截面上正应力为零的那一层. 从17世纪伽利略研究梁开始,过了二百多年,才由纳维搞清楚,并且弄清楚了它的位置是梁的形心所在的那一层.既然人类在准确把握一个科学概念有时是经过上百年的积累才搞清楚了的,是经过不断犯错误才逐渐清晰起来的,那么作为一个初学者,想在一堂课内只靠听老师讲就能够准确把握是很难做到的. 所以对于一些重要的概念一定要下功夫去琢磨它的方方面面. 有时是需要通过做习题才能够暴露对概念的理解是不是准确. 在经过做题的的试错中调整自己对概念的理解以达到准确把握.     

《科学游戏的智慧与启示》序言

目前,从国家、学校到每一个家庭,都非常重视对下一代的教育. 的确,教育好下一代,是关乎我们国家未来和民族兴旺的大事. 教育,不能只是把已有的知识,整理好,按照一定的顺序灌输给孩子们. 如果按照这种模式,学生们有时会把学习知识当作沉重的负担,久而久之还会产生逆反心理,导致厌学、逃学的副作用. 可见,教育最重要的事情是要引起学生们对所学内容的兴趣,让他们主动地去获取知识. 孔子说：``知之者不如好之者,好之者不如乐之者. '爱因斯坦说：``在学校里和生活中,工作最重要的动机是工作中的乐趣,工作所得到的成果的乐趣,以及对该成果的社会价值的认识. 在年轻人的这些心理力量的觉醒和强化之中,我看到了学校被赋予的最重要的任务. 只有这样的心理基础才能导致一种快乐的愿望,去追求人类最高财富,即知识和艺术家般的技艺. '     

点载荷作用下密集颗粒物质的传力特性分析

利用颗粒离散元商业软件PFC3D, 模拟了在2m*1m*0.01m容器中直径分别为0.01m, 0.008m和0.006m的颗粒各1*10$^4$个, 受重力作用下的静态密集堆积; 以此为初始条件, 在表层随机选择7个颗粒分别施加5.2*10$^{ - 2}$N(100倍最大颗粒重量)的点载荷, 进行应力传播特点研究. 结果表明: 力的传递在局部范围内呈现很强的各向异性; 应力涨落随着距离的增加呈指数下降; 在大于5倍最大颗粒粒径时, 其分布可以使用弹性力学理论来计算. 探讨了摩擦系数$\mu =0$, 0.2, 1对应力传递的影响, 随着摩擦系数的增加, 各向异性范围减小.     

岩桥拉张破裂数值模拟研究

为了研究岩桥拉张破坏规律, 采用有限元软件FEPG,对不同倾角岩桥拉张破裂过程进行数值模拟. 模拟结果显示, 在单轴压缩条件下, 对于同一裂纹角度、相等距离的两组平行预裂纹, 在不同的岩桥倾角条件下, 预裂纹扩展程度不同; 岩桥倾角越大, 岩桥越容易拉张破坏.     

曲面物理和力学

回顾了平坦空间中的经典物理和力学, 综述了卷曲空间中物理和力学的三个典型案例, 即生物膜力学、扁壳力学和曲面扩散动力学, 揭示了平坦空间与卷曲空间物理和力学的根本差异. 论文阐明了, 平坦空间的物理和力学只有一个基本微分算子------经典梯度, 而曲面物理和力学必然存在两个基本微分算子------经典梯度和形状梯度.     

连续小推力航天器的深空探测轨道优化方法综述

连续小推力作用下航天器的深空探测轨道的优化设计是一个存在大量局部最优解的全局优化问题. 轨道设计流程总体上分为全局优化和局部优化. 全局优化为粗略设计, 通常在对航天器受连续推力作用下的轨道作近似处理的前提下大致确定探测序列和时间节点. 局部优化方法可分为直接法、间接法和混合法. 直接法是将连续的问题离散成一个参数优化问题. 间接法是求解由变分法和极大值原理推导的满足一阶最优必要条件的两点或多点边值问题. 混合法利用间接法推导的方程, 再离散后优化求解. 本文综述当前轨道优化设计领域最新和最常用的方法, 分析各种方法的优缺点.     

弹性湍流及其对微混合效率影响研究的若干进展

介绍和评述弹性湍流的产生及其对于微混合效率的影响等问题上的若干研究进展. 弹性湍流和惯性湍流具有类似的流场特征,但引发机理有所不同. 惯性湍流产生的原因是惯性引起的Reynolds应力,而弹性湍流则是由弹性应力所引起的. 鉴于在微流动中,惯性力可忽略不计,因此牛顿流体的混合变得十分困难. 此时可在流体中加入微量高分子聚合物以生成黏弹性流体. 由黏弹性流体所引发的弹性湍流在提高流体微混合的效率上可发挥重要作用.     

日本强震对地球质量几何的影响

据报导, 今年3月11日发生的日本大地震使太平洋底的地质构造板块之间形成400\,m宽的裂 痕. 地壳的塌陷造成地球惯性矩的变化, 使地轴移动了10$\sim$15\,cm. 地球转速也因此加快, 每昼夜缩短了1.6$\mu$s$^{[1]}$. 报导的数据是否可靠不得而知, 试以其中地球自转周期的 变化数据为准, 对地球质量几何的变化作大致估算.     

《力学诗趣》再版前言

《力学诗趣》在1998 年10月由南开大学出版社出版,是中国力学学会与中国科学院力学研究所联合主办的《力学与实践》杂志"身边力学趣话" 栏目,在20 世纪90 年代最早刊登的20 篇文章,2001 年5月获中国科学技木协会、中华人民共和囯新闻出版署、国家自然科学基金委员会、中国作家协会联合颁发的"第四屆全国优秀科普作品奖" 的二等奖.