1. 語文閱讀 林家翹追尋流體力學之美
引言:林家翹回憶,當時的大學跟國外大學的差距較小,清華好幾位教授的課都講得很好,剛從國外拿到博士學位歸來的年輕人帶來的知識很前沿,學生都很用功。大學一年級時,林家翹選修了薩本棟教授的大學普通物理。薩先生自撰課本,每周一次15分鍾小考。
林家翹(1916~2013年),應用數學家、物理學家、天文學家。生於中國北京。1937年畢業於清華大學。曾在中國清華大學、美國加利福尼亞理工學院、布朗大學等校任教。對近代應用數學和流體力學的發展做出突出貢獻。
1916年7月7日,林家翹生於北京,原籍福建福州,其父林凱是清末鐵道部文職人員, 伯父林旭是戊戌變法犧牲的六君子之一。林家翹父親英年早逝, 他由母親鄧氏(著名教育家鄧萃英之妹)撫養成人。林家翹自幼聰穎,早歲即嶄露頭角,1933年以全校第一名的成績考入國立清華大學物理系,1937年又以第一名畢業。
莘莘清華學子的幽幽報國心
當時的清華正是梅貽琦掌舵時期,匯集了大批從海外留學歸國的著名學者,林家翹所在的物理系就有近代著名物理學家葉企孫、吳有訓、周培源等大家。
1933年,初入清華園的林家翹感覺校園像個「世外桃源」。「美麗的校園、草地、建築、設備,都是富有國際風味的;與那時候北京城內的舊式房屋,頗為不同。」在清華70周年校慶時,林家翹如此撰文回憶:「許多同學,都是在校園中第一次喝到咖啡、紅茶,吃到冰激凌,並享受到二院食堂的松軟玉米饅頭。此外,還有許多中學時代沒有見過的東西,如體育館、游泳池、淋浴室、圖書館。這種環境,對於同學們安心求學工作,很為適宜。」
林家翹回憶,當時的大學跟國外大學的差距較小,清華好幾位教授的課都講得很好,剛從國外拿到博士學位歸來的年輕人帶來的知識很前沿,學生都很用功。大學一年級時,林家翹選修了薩本棟教授的大學普通物理。薩先生自撰課本,每周一次15分鍾小考。
在眾多老師中,對林家翹影響最深遠的,是後來被稱為中國應用數學鼻祖的周培源。當時周培源放棄了長年研究的廣義相對論,專心於數學應用到航空上,為中國製造自己的飛機。他不僅在治學態度上影響了林家翹,而且也引導林家翹選擇了研究和航空有關系的問題——湍流。林家翹曾感慨:「雖然我最後在學術界的工作方向,並未完全限於大學時代所學;但是這一段求學經驗,對於我日後事業的發展,關系非常重大。」
清華畢業後的林家翹,夢想著到美國學習頂尖的科學與文化,以便讓中國能夠盡快步入現代國家之林。1939年,林家翹與錢偉長、郭永懷等21人同期考取庚子賠款留英公費生。因二戰爆發,船運中斷,一行人途經日本時受阻,折返回昆明。後來在周培源先生的幫助下,直到1940年林家翹等人才改派加拿大多倫多大學深造。一年後,林家翹拿到了碩士學位,受周培源推薦入加州理工大學學習,在世界導彈之父西奧多·馮·卡門教授的門下攻讀博士,在大師馮·卡門的門下,走出了錢學森、郭永懷等如明星閃耀的名字,林家翹在大師的指導下研究流體動力學穩定性和湍流問題。
馮·卡門除了給予林家翹一般性的指導,還讓他完成著名理論物理學家和量子力學創始人之一海森堡的論文《關於流體流動的穩定性和湍流》中存疑部分。1944年,林家翹博士畢業時,撰寫了3篇關於海森堡問題的博士論文,這些文章後來發表在美國應用數學雜志上。
因為解決了海森堡沒有解決的問題,29歲的林家翹從此在學術界聲名大噪。獲得博士學位時,馮·卡門請林家翹到一家中國飯館吃飯,把日後成為世界計算機之父的馮·諾依曼介紹給他。當時馮·諾依曼正在做推進電子計算機的用法,馮·卡門把林家翹所做題目拿給馮·諾依曼做,結果相同。海森堡後來評價林家翹:一個中國人運用深刻的數學方法,得到了更好的結果。
博士畢業後,林家翹先去了布朗大學,一年半後被麻省理工學院挖走。1953年,林家翹被評為教授,1966年又從教授升為學院教授。在大師雲集的麻省理工,全校100多位教授中能從教授升為學院教授的不超過10人。1962年起,林家翹成為美國國家科學院院士。在應用數學領域,林家翹發展了解析特徵線法和WKBJ方法,是當代應用數學學派的領路人。他將數學應用到航空和天文物理方面的研究,曾大大推動這兩個領域的基礎科學進程。在美國,有人將林家翹譽為「應用數學之父」,有人說「他使應用數學從不受重視的學科成為令人尊敬的學科」。
「台灣中央研究院」天文研究所袁旗曾到麻省理工跟隨林家翹攻讀博士後。林家翹給袁旗留下的第一個深刻的印象,不是他數學研究之高深,而是他物理研究之透徹。袁旗記得,林家翹決不搶人家的研究成果,他甚至一再把密度波的創始歸功於林德布。其實,林德布1959年提出的密度波「非常粗略原始」,與林家翹精心構建、演繹出來的理論並不是一回事。但當麻省理工Toomre教授對密度波提出反駁時,林家翹立刻用駐波的概念擋住反駁,後來又用數學物理的框架將密度波概念建立起來,並使之發展成為可證的理論。
在袁旗的記憶中,林家翹是一副恂恂儒者彬彬君子的模樣,個子不高,對人和氣,一口「京片子」。其夫人梁守瀛是著名飛魚導彈之父梁守盤的妹妹,夫婦兩人同鄉。梁守瀛一直在哈佛大學教中文,不僅是林家翹的賢內助,對待學生、晚輩如家人子弟一般。袁旗1966年剛到波士頓時舉目無親,是林夫人的照顧給他帶來了溫暖。
執著堅守科研與教育陣地
林家翹雖長期在美國從事科學研究,但一直關心中國教育和科研發展。1972年,中美關系融冰之後,林家翹多次回國做學術訪問,並邀請眾多美國知名專家來華講學,接受多位中國學者到麻省理工學院深造,為國內培養了一批學者。
林家翹的頭銜很多,諸如國際力學和應用數學權威、天體物理學家,美國國家科學院院士、美國國家藝術和科學院院士,麻省理工學院榮退教授、清華大學高等研究院教授。他的一生見證了劇烈變動的中國。在人生的最後10年,他回到了母校。
2002年,86歲的林家翹決定回清華大學定居,當時他的好友、微分幾何之父陳省身已在南開大學創辦了數學研究所。林家翹說,因為有陳省身的先例,他願意「落葉歸根」,回母校幫忙。為了推進清華大學應用數學研究,他主持建立了清華大學周培源應用數學研究中心,並致力於用應用數學方法進行生物學研究,他認為這個領域「充滿了機會」。正如他1965年與清華校友、美籍華裔歷史學家何炳棣相見時所說:「要緊的是不管哪一行,千萬不要做第二等的題目。」
林家翹的理想是希望清華理學院能重回當年輝煌。據周培源應用數學中心主任雍穩安介紹,歸國後,每周一和周四上午,林家翹都要去數學中心上班。2005年起雖然要靠輪椅代步,他仍堅持出席該中心每周的討論班。他將國家發的生活費全部捐出,2007年賣掉了在美國的全部股票,400萬元全部捐給數學中心。
針對國內大學的教育和科研現狀,他都強調,國內應用數學和純數學概念與區別相當模糊,大學將「應用數學」簡單等同於「實用數學」,重科技,輕科學。而應用數學的核心是用數學方法解決實體科學問題,在中國它應該成為一門與純數學有重大區別的獨立學科。
林家翹對理想中的博士研究生要求太高:必須承擔一個系統而完整的工作,對所在領域有全面的了解,能熟練使用英文撰寫論文並和國際同行無障礙探討。
林家翹對於中國高等教育的歷史與現狀有著尖銳的反思。新中國成立六十年來高等教育的成效甚低,可能與新中國建國之初高等學校院系調整有關。當時中國向蘇聯學習,將所有的人才集中在一起,解決實際的問題,但不一定是學術的問題,因此可能逐漸遠離了大學的主要職責。大學的主要職責應該是教育新的人才,推動新的學術發展,大學應該堅持學術第一原則,不能喧賓奪主。
面對中國學界何時獲得諾貝爾獎的問題時,林家翹認為,現在中國大學的發展水平,恐怕還差一點兒,「我覺得,在中國的大學里出一個人,在中國的大學里做研究,並得到諾貝爾獎,這件事情是很不容易的。」當務之急是中國需要一批一流的大學做研究,單純依靠一兩所大學不行,需要大學整體水平提升,「目前國內比較好的大學,如清華、北大、中科大、復旦等這種水平的大學數目要加大,增加到10所左右,才能形成一個好的研究問題的環境。」
在進行校際交流時,應該明確「想了解的知識」和「想製造的東西」之間的區別。關鍵性的技術可能很難獲取,但基礎知識則是公開的,無需龐大的資金、人力投入就能走得很深。而「更要緊」、更能帶來長期效果的,也恰恰是基礎科學的交流學習。當然,自己首先要「練好內功」,達到能與國際同行平等對話的程度,交流合作才能順利進行下去。
「和國外名校交流時,最重要的就是認識彼此的優勢和缺點,取人之長、補己之短。」太過注重實用性、以為「走在尖端和前沿」就是要引入先進技術,這是一種可能陷入短淺片面的看法。原則上先進科學應當與先進技術並重,但此中比例分配是一個比較難決定的問題。因為這個決定要基於國家需要以及人才物力和財政資源的實際情況,而這種情況也隨著時代變更。
MIT的「全校必修課」是一個不妨參考的制度。在MIT,所有學生第一年必須全面學習數理化生4門基礎科學的知識。「中國的教育很早就開始突出專業性,MIT的全校必修課則是先廣再深。」林家翹認為,也許不一定要完全照搬這一模式,但請校外學者客觀審視相關領域的教研工作,這個思路是值得借鑒的。
曾以工科成就享譽世界的MIT,如今在理學領域突飛猛進,生物等學科的發展水平更是令人刮目相看,所以和MIT的交流應該理、工兼重,理學方面尤其應該予以重視。
追逐鍾愛一生的研究事業
晚年的林家翹深居簡出,幾乎不接受記者采訪。應用數學中心的師生倒是常常可以見到他。在他卧床不起之前,他堅持出席該中心每周的討論班,不論刮風下雨。人們常常看到他的輪椅准時出現在走廊里。他聽完別人的講座會參加討論,持續時間通常有兩三個小時。
94歲那年,林家翹為清華大學學生開講座時提出,做科研始終要「趕時髦」關注那些熱點的前沿問題。他給學生們題詞:「研究自然科學是沒有終點的,可以作為一生的目標,及一生的業事。」
2. 流體力學-足球塊數如何影響球旋轉
由阿迪達斯全新設計的這款比賽用球名為團隊之星(Teamgeist),
寓意致勝世界盃賽場的重要精神:團隊的力量。
她採用了全新的異形拼塊和無縫壓合技術,
史無前例地將足球球面拼塊減少到14塊,
最大程度地消除了球體表面不規則的凹凸,
令球體呈現完美圓弧,從而有效提高了足球運行的精準度。
「 團隊之星」 主要由黑、白、金三色組成,
黑、白是東道主德國國家足球隊的傳統顏色,
而金色則代表著世界盃冠軍獎杯。
足球的圓形程度和表面光滑度直接決定著她運行的穩定性和精準度。
「 團隊之星」 的非凡之處就在於她革命性地將球面拼塊減少到14塊,
而以往所有的足球表面都是由32塊表皮組成的。
這樣的革新使球外表面的拼接點從原來的60個變為24個,降低了60%,
而拼接線的總長度也從40.05厘米降到33.93厘米,減少了15%以上。
這樣的拼塊設計再配合阿迪達斯獨有的無縫壓合技術,
使「 團隊之星」表現出前所未有的卓越性能。
在英國拉夫堡大學和德國Scheinfeld阿迪達斯實驗室進行的大規模比對測試都證明了這一點。
多位球星已經率先試踢過這款全新的世界盃比賽用球。
貝克漢姆評價說:「『+團隊之星』是有史以來最漂亮的世界盃比賽用球之一,我非常喜歡!」
勞爾則表示:「我認為在所有阿迪達斯的足球中,這款『+團隊之星』是有史以來最完美的一個。
她的設計非常獨特,用她無論是進行傳切球還是射門,球感都非常舒適。」
3. 風帆的基本知識
風帆簡介
風帆是坐著的,其桅桿是垂直固定於船身上,用一手操作舵桿,另一手則透過操帆繩控制帆面與風之間的角度來捕捉風的動力。而風浪板的操作者則必須站在一塊狹長的板子上,用手抓著可以任意調整方向的帆。所以操作者必須要有靈活的身手,來保持身體的平衡,讓船身往你期望的方向前進,學習風浪板的技術難度頗高,因為必須學習相當多相關知識,其中包含了流體力學、平衡、了解氣候、水流等等。而風浪板又可分為短板及長板。
但其中最主要的差異是在於中央板的設計,有中央板的好處是在於可讓船隻頂風航行的角度更小,不容易產生側移,並加強船身的穩定性,不但讓船隻的轉向更靈活,也可以做出高難度的花式動作,有中央板的叫長板,沒有中央板的則叫短板,而短板又有一別名叫Funboard。但一般來說這兩型的風浪板是不能放在一起比賽。目前長板賽事分成開放型及標准型,開放型則不限定帆型及船板類別;標准型是指奧運採用的標准船型。賽程規劃又以繞標賽為主。而「短板」賽程一般分競速賽、繞圈賽、及花式三種,但則以繞圈賽為主,同樣不限帆型及船板類別,而且比賽期間可以換帆。頂風指正逆風差某一角度航行,一般在45度角上下。
4. 流體力學是一門什麼樣的學科
流體力學,是研究流體的力學運動規律及其應用的學科,是力學的一個重要分支
5. 如何運用體育的核心動能為人的健康服務
田徑理論試題
一、
名詞解釋
1
、田徑運動
2
、田賽
3
、徑賽
4
、實效性
5
、經濟性
6
、運動能力
7
、周期性運動
8
、技
術質量
9
、
內力
10
、
外力
11
、
步長
12
、
步頻
13
、
後蹬角
14
、
重心波動差
15
、
補嘗作用
16
、
騰起角
17
、騰起初速度
18
、出手角度
19
、超越器械
20
、工作距離
21
、地斜角
22
、沖擊
角
23
、最後用力
24
、身體訓練
25
、一般身體訓練
26
、專項身體訓練
27
、訓練程
28
、心
理訓練
29
、恢復訓練
30
、內外突沿
31
、計算線
32
、
直、曲段分界線
33
、切入差
34
、
起跑線前伸數
35
、
賽次
36
、
輪次
37
、
附加賽
38
、
免跳
39
、
「
極點
」
現象
40
、
「
騰空步
」
41
、
支撐時期
42
、騰空時期
43
、後擺階段
44
、前擺階段
45
、著地階段
46
、後階段段
47
、周
期
48
、
「
退讓
」
49
、縱軸
50
、中心點
51
、軌跡角
52
、傾斜角
53
、直段
54
、直道
55
、跑
道寬
56
、分道寬
57
、分道線
58
、背越式跳高
59
、俯卧式跳高
60
、三級跳遠
61
、撐桿跳
高
62
、
適量性身體鍛煉原則
63
、
正弦丈量法
64
、
餘弦丈量法
. 65
、
講解法
66
、
示範法
67
、
完整練習法
68
、分解練習法
69
、游戲法和比賽法
70
、
預防和糾正錯誤動作法
71
、間歇
跑
72
、直接指示法
73
、誘導法
74
、身體鍛煉
75
、田徑運動鍛煉
76
、推鉛球
二、判斷題
1
、田徑運動是比速度、比高度、比遠度的競賽項目。
(
)
2
、田徑比賽是奧運會獎牌最多的項目。
(
)
3
、男子成年組的鉛球重量為
7.27
公斤。
(
)
4
、用時間計算成績的項目稱為徑賽。
(
)
5
、用遠度計算成績的項目稱為田賽。
(
)
6
、競走是一項單腳支撐與騰空相交替的周期性運動。
(
)
7
、競走時身體重心的最高點是在單腳支撐階段。
(
)
8
、跑時,著地緩沖動作一般不能為人體移動提供動力。
(
)
9
、跑時,重力既是阻力是動力。
(
)
10
、跑時,摩擦力雖是阻力,但可使人體間接地獲得運動的動力。
11
、跑時,腳著地時的前撐沖力,對人體向前運動起動力作用。
(
)
12
、人體起跳時的騰起角與起跳角是相同的。
(
)
13
、因為起跳是改變人體運動的方向的動作,所以它是跳躍中的主要技術動作。
(
)
14
、起跳時的放腳動作,應為制動式著地。
(
)
15
、起跳時,擺動腿及兩臂快速的擺所產生的動量,向下傳遞到支撐點,從而增大對地面
的作用力,提高起跳效果。
(
)
16
、人體起跳騰空後,在沒有外力作用下,其身體重心運動軌跡是可以改變的。
(
)
17
、投擲項目助跑的目的,是為了使身體在器械出手前獲得一個良好的姿勢。
(
)
18
、投擲中的超越器械是由於上體主動後仰而形成的。
(
)
19
、在旋轉投擲中,當角速度一定時,旋轉半徑越長,其線速度越大。
(
)
20
、根據流體力學原理,順風時投擲角度應加大,逆風時投擲角度應減少。
(
)
21
、在運用完整法進行教學時,要多做專門輔助性練習。
(
)
22
、田徑運動訓練是在田徑運動教學的基礎上進行的,在訓練中仍有教學因素。
(
)
23
、運動訓練的內容,通常指的是身體訓練。
(
)
24
、田徑運動的優異成績,是通過系統的、不間斷的多年訓練獲得的。
(
)
25
、發展爆發力,可多採用一些小重量,多次數的力量練習方法。
(
)
26
、長跑訓練一般不進行柔韌性和協調性的練習。
(
)
6. 流體力學中靜壓強的概念、特性、表示方法
當流體處於絕對靜止或者相對靜止時,流體中的壓強稱為流體的靜壓強。
特性1、流體靜壓強的方向沿作用面內法線方向。
特性2、流體靜壓強的數值與作用面的空間方位無關。
表示方法
p=F/A
若面積A上各點的壓力不等,則P=lim dF/dA (A--->0)
7. 流體力學中兩種液體的容器中,壓力中心怎麼求
Ic為圖形對其形心C軸的慣性矩,一般應通過積分得到,以矩形為例,在y軸上取一dy,Y軸上的坐標為y,其寬度為b,
8. 2. 某圓管直徑d=30mm,其中液體平均流速為20cm/s。液體粘滯系數為0.0114cm3/s,則此
流體粘滯系數的單位錯了,經計算雷諾數大概在6000左右大於4000所以為紊流。