医用物理学第一章ppt课件
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医用物理学第一章 波动及声波1.5 课件
声强级L：采用对数标度来表示声强。
L lg I I0
单位：贝尔( Bel )
I L 10 lg
I0
单 位 ： 分 贝( dB )
人耳对响度的主观感觉由声强级和频率共同决定
举例
• 老师讲课的声强级是60dB，问老师声音的强度是 多少？
L 10 lg
I I0
I 10 lg 10 12
波的频率（波源振动的频率）：单位时间内通过介
质中某固定点完整波的数目，用 表示。
单位：Hz（赫兹）
T 2 1
—角速度（角频率）
波长 波在一个周期内传播的距离称为波长，用“λ”表
示
Tu u
介质决定 波源决定
即：u=λν → c= λν
同一列波周期和频率不变，在不同媒质中波 长随波速的改变而改变；
同种媒质中波速不变，波长随频率的改变而 改变。
二、波动方程
平面简谐波的波动方程
一平面简谐波在理想介质中沿 x 轴正向传播， x 轴即为某一波线
设原点(波源）振动表达式： y0 A cos t
y 表示该处质点偏离平衡位置的位移
y
u
x
设 p 为 x 轴上的任一点，其坐标为 x
Ox
p
p 点的振动方程？
2、波的分类：横波和纵波 横波—— 振动方向与传播方向垂直的波动。
纵波——振动方向与传播方向相同的波动。
横波只能在固体中（或液体的表面）传播。
纵波能在固体、液体、气体中传播。
结论：机械波向外传播的是波源的振动状态和 能量。
3、平面波和球面波
平面波
波线
波线
球面波
波面
波面
波线
波线
第一章医用物理
(2)A＜0时，外力对物体作负功，物体的动能减少。
三、势能
• 重力势能：从高处落下的重物能够作功，说明处 在高处的重物具有能量，称为重力势能。 • 弹性势能：被拉伸或受压缩的弹簧，在恢复原状 的过程中，也能作功。说明处于弹性形变状态的 物体也具有能量，称为弹性势能。 • 势能：凡是由物体之间的相互作用和相对位置决 定的能量统称为势能。 由于势能既和物体之间的相互作用力有关， 又和物体之间的相对位置有关，所以势能属于相 互作用着的物体所组成的系统，而不是属于某一 个物体。重力势能属于重物和地球组成的重力系 统，弹性势能则属于弹性体组成的弹性系统。
J mi ri 2
i 1
1 1 n 2 2 E k mi i ( mi ri ) 2 2 i 1 i 1 2
n
n
其中： 则
1 E k J 2 2
2. 刚体的转动惯量 当物体是由无数个质点紧密相连而形成的连续体时 J r 2 dm r 2 dV 其中dm称为质量元，表示一个密度为的小体积元dV 的质量。r为该体积元到转轴的距离。在国际单位制中 转动惯量的单位是 kg· 2。 m 求解转动惯量的常用方法 平行轴定理 垂直轴定理
三、动量
1、动量：把物体的质量和速度的乘积，称为该物体的 动量 d( mv) dp p=mv F dt dt 2、动量定理：在运动过程中，物体所受合外力的冲量， 等于其动量的增量。
t2
t1
Fdt dp p2 p1
p1
p2
I Fdt p2 p1 mv2 mv1
速度是各分速度之矢量和
v vx i v y j vz k
dx dy dz v i j k dt dt dt
医用X线的物理学基础PPT课件
CHENLI
28
5、软X线摄影：是利用X线谱中波长较长的软 X线透过动物体软组织，使胶片感光的一种摄 影方法。近年来，铂靶X线管专供软组织特别 是乳腺的软X线摄影。
6、X线体层摄影：它可以使动物体某部位事 先选择的一个深部层次，在X线片上显影清楚。 而其他前后各层结构则显影模糊或不显影。X 线体层摄影的方法很多，主要有：一次多层体 层摄影、自体层摄影、线形及其他轨迹体层摄 影、横轴体层摄影、曲面体层摄影、干板体层 摄影。
CHENLI
32
根据动物体各部结构在解剖和生理方面的不同，
介入造影剂的途径有直接注入、生理排泄和生 理积聚三种，以前两种应用最为普遍。X线造 影检查是X线诊断工作中应用广泛而又甚为有 效的方法
CHENLI
33
X线医学影像学进展
X线医学影像学的发展过程大致可分为三阶段： 第一阶段是从伦琴发现X线后出现的早期X线
6
(二)x线与物质的作用
1．穿透作用：X线的波长短．即能量大，故 穿透力强。
一定波长的X线的穿透性与物质的性质、结构 有关。
一般原子序数高的物质对X线的吸收作用强， X线穿透力差。
由于X线能穿透人体，因而在医学诊断和治疗 中得到广泛应用。
CHENLI
7
X线在穿透过程中x线被部分吸收而发生衰减。
CHENLI
9
3．感光效应
涂有溴化银的胶片经X线照射后可以感光， 产生潜影，经显影、定影处理后形成灰阶度不 同的X线照片．这就是X线摄影的基础。
CHENLI
10
4．电离效应
X线穿过物体而被吸收时．能产生电离作用， 使组成物质的分子分解成正负离子。X线照射 空气可使其产生正负离子而成为导体。通过测 量空气电离的程度可以检测X线的剂量。
医学物理学知识点汇总ppt课件
第十三章 经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用
波动光学
杨氏双缝干涉 夫琅禾费衍射 光栅衍射的基本原理和公式 偏振的有关概念及马斯定律。 光程、光程差、半波损失 物质的旋光性
第十四章 经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用
记忆技巧 远离变小 接近变大
u uv0 uvs
两者相向运动
u uv0 uvs
两者相背运动
经 营者提 供商品 或者服 务有欺 诈行为 的，应 当按照 消费者 的要求 增加赔 偿其受 到的损 失，增 加赔偿 的金额 为消费 者购买 商品的 价款或 接受服 务的费 用
第七章
分子动理论
第十章 直流电
传导电流产生的条件。 电流密度的含义。 欧姆定律的微分形式。 基尔霍夫定律解题及符号规则。 理解动作电位及其产生过程。
第十一章 经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用
稳恒磁场
磁场的性质及各量的方向判断。 磁通量与磁场的关系。 电流的磁场及解题。 磁场的生物效应。
D、不变
R 4P
Q
8L
注：水平均匀细圆管内作层流的黏性流体，体积流量与这两端的压强差成正
比。
经 营者提 供商品 或者服 务有欺 诈行为 的，应 当按照 消费者 的要求 增加赔 偿其受 到的损 失，增 加赔偿 的金额 为消费 者购买 商品的 价款或 接受服 务的费 用
第四章 振 动
• 简谐振动的特点及判断。 • 简谐振动方程及特征量的名称与含义。 • 同方向、同频率简谐振动的合成。
医用物理学绪论-医用物理学精品PPT教学课件
医用物理学
绪
论
“探索未知”
《医用物理学》绪论
(一)什么是物理学 (二)物理学与医学的关系 (三)怎样学习物理学
绪论
一、 什么是物理学
物理学是研究自然界中物质的基本结构、基本运 动形式以及相互作用规律的科学 地位：物理学是自然科学的基础,是带头科学。
中国科学院院士冯端教授说：“物理学作为严格 的、定量的自然科学的带头科学，一直在科学技 术发展中发挥极其重要的作用，过去是如此，现 在是如此，展望将来还将是如此。”
物理学的分类及其层次结构
• 按分支学科分类： 力学、热学、电磁学、光学、原子物理学、核物理学
• 按物质形态分类： 实物粒子、场物质 微观客体（电子、质子、光子等） 具有波粒二象性
• 按物质形体大小分类： 粒子物理、核物理、原子物理、分子物理 原子簇物理、凝聚态物理、天体物理、宇宙学物理
• 按物理常数c、h分类
2.各类物理因子的生物效应
激光、超声、红外线、紫外线、微波、X 射线、 γ射线、磁场等物理因子对人体都会产生生物作 用，用于临床上的治疗和保健。
3.物理学所提供的技术和方法将基础医学研究、临 床诊断和治疗水平推向新的高度
超声技术、激光技术、纳米材料技术、电磁波技 术、磁共振技术、同位素技术、光源和射线探测 器技术
c2.9971908ms1 h6.6261170634Js
v<<c
v≈c
h→0 经典理论 相对论
h≠0 量子论
相对论性量子论
物理学与科学技术
物理学既是伴随着人类的生存、生产活动发展起来 的，同时也是科学技术和社会发展的巨大推动力。 物理学的发展与生产力的提高总是相辅相成的。如 当今世界公认的六大高新技术（信息技术、新材料 技术、新能源技术、生物技术、空间技术、海洋技 术）均是以物理学为基础的，反过来，高新技术的 迅猛发展促进了物理学研究的进一步深入。
绪
论
“探索未知”
《医用物理学》绪论
(一)什么是物理学 (二)物理学与医学的关系 (三)怎样学习物理学
绪论
一、 什么是物理学
物理学是研究自然界中物质的基本结构、基本运 动形式以及相互作用规律的科学 地位：物理学是自然科学的基础,是带头科学。
中国科学院院士冯端教授说：“物理学作为严格 的、定量的自然科学的带头科学，一直在科学技 术发展中发挥极其重要的作用，过去是如此，现 在是如此，展望将来还将是如此。”
物理学的分类及其层次结构
• 按分支学科分类： 力学、热学、电磁学、光学、原子物理学、核物理学
• 按物质形态分类： 实物粒子、场物质 微观客体（电子、质子、光子等） 具有波粒二象性
• 按物质形体大小分类： 粒子物理、核物理、原子物理、分子物理 原子簇物理、凝聚态物理、天体物理、宇宙学物理
• 按物理常数c、h分类
2.各类物理因子的生物效应
激光、超声、红外线、紫外线、微波、X 射线、 γ射线、磁场等物理因子对人体都会产生生物作 用，用于临床上的治疗和保健。
3.物理学所提供的技术和方法将基础医学研究、临 床诊断和治疗水平推向新的高度
超声技术、激光技术、纳米材料技术、电磁波技 术、磁共振技术、同位素技术、光源和射线探测 器技术
c2.9971908ms1 h6.6261170634Js
v<<c
v≈c
h→0 经典理论 相对论
h≠0 量子论
相对论性量子论
物理学与科学技术
物理学既是伴随着人类的生存、生产活动发展起来 的，同时也是科学技术和社会发展的巨大推动力。 物理学的发展与生产力的提高总是相辅相成的。如 当今世界公认的六大高新技术（信息技术、新材料 技术、新能源技术、生物技术、空间技术、海洋技 术）均是以物理学为基础的，反过来，高新技术的 迅猛发展促进了物理学研究的进一步深入。
医用物理学PPT课件
片”,观察较厚样品的内部结构。将改变焦点 获得的一系列细胞不同平面上的图像叠加后, 可重构出样品的三维结构。
• 激光共聚焦扫描显微镜既可以用于观察细胞形 态,也可以用于细胞内生化成分的定量分析、 光密度统计以及细胞形态的测量。
医学物理学
• LCSM 照片, • 绿色为微管 • 蓝色为细胞核,
医学物理学
➢ 超声波刀, ➢ 激光刀 ➢ γ射线刀等。
医学物理学
γ刀放射疗法:
医学物理学
γ射线刀
医学物理学
其它医学图象研究
1. 红外热像仪
(1)用于诊断乳腺癌、甲状腺及浅表肿瘤; (2)安装在眼底照相机上,研究眼底血液循环; (3)人体运动检测,运动员训练; (4)工业用途更广。
医学物理学
红外图象
医学物理学
• 最后,他们还有天赋的好运,其实与其说是一种好运, 倒不如说是一种高超的想像力。因为关于 DNA 的 x 射线衍射图片,只能提供一半的信息,另一半则来自于 研究者的想象力
医学物理学
• 富兰克林1920年生于伦敦, 她早年毕业于剑桥大学,专 业是物理化学。
• 1945年,当获得博士学位之 后,她前往法国学习 X 射 线衍射技术。
医学物理学
• 偏光显微镜 ( polarizing microscope)
用于检测具有 双折射性的物质, 如纤维丝、纺锤体、 胶原、染色体等;
光源前有偏振 片(起偏器),使进入 显微镜的光线为偏 振光,镜筒中有检 偏器 。
医学物理学
• 胆固醇液晶偏光显微镜照片 • 230℃ • 25℃
• 类似油柱状组织结构
相机:伪彩色成像,诊断脏器 的机能
正电子CT(PET) 单光子CT(SPECT)
二 维成像 二 / 三维成像
• 激光共聚焦扫描显微镜既可以用于观察细胞形 态,也可以用于细胞内生化成分的定量分析、 光密度统计以及细胞形态的测量。
医学物理学
• LCSM 照片, • 绿色为微管 • 蓝色为细胞核,
医学物理学
➢ 超声波刀, ➢ 激光刀 ➢ γ射线刀等。
医学物理学
γ刀放射疗法:
医学物理学
γ射线刀
医学物理学
其它医学图象研究
1. 红外热像仪
(1)用于诊断乳腺癌、甲状腺及浅表肿瘤; (2)安装在眼底照相机上,研究眼底血液循环; (3)人体运动检测,运动员训练; (4)工业用途更广。
医学物理学
红外图象
医学物理学
• 最后,他们还有天赋的好运,其实与其说是一种好运, 倒不如说是一种高超的想像力。因为关于 DNA 的 x 射线衍射图片,只能提供一半的信息,另一半则来自于 研究者的想象力
医学物理学
• 富兰克林1920年生于伦敦, 她早年毕业于剑桥大学,专 业是物理化学。
• 1945年,当获得博士学位之 后,她前往法国学习 X 射 线衍射技术。
医学物理学
• 偏光显微镜 ( polarizing microscope)
用于检测具有 双折射性的物质, 如纤维丝、纺锤体、 胶原、染色体等;
光源前有偏振 片(起偏器),使进入 显微镜的光线为偏 振光,镜筒中有检 偏器 。
医学物理学
• 胆固醇液晶偏光显微镜照片 • 230℃ • 25℃
• 类似油柱状组织结构
相机:伪彩色成像,诊断脏器 的机能
正电子CT(PET) 单光子CT(SPECT)
二 维成像 二 / 三维成像
医用物理学课件：01绪论
将癌症设想为细胞内一种古老程序的执行，这 些程序事先加载在各种细胞基因组。这就像 windows系统遭受到某种损害后默认成‘安 全模式’
癌症是一种激进的机体“安全模式”？
当生命的形式发生了重大变化，从单细胞生物 进化成多细胞生物时，地球上的低氧水平使得 癌细胞恢复到最古老的代谢形式，即无氧呼吸。 无氧呼吸可消耗很少的氧气产生很大的能量， 但需要大量的能源物质糖类。
A. M. Cormack
1924-1998
X 射线电子计算机断层成像
1972 年 英 国 工 程 师亨斯菲尔德研制 成 第 一 台 头 部 XCT ， 在 临 床 上 使 用并获得清晰的诊 断影像
G.N.Hounsfield 1919~2004
Marconi生产的MX8000多层螺旋CT扫描系统
CT 扫描图像
X光日历
X光艺术
2.X 射线用于肿瘤的放射治疗
1896年1月发现X射线后仅几周，芝加哥电气技 师Emil Grubbe（1875-1960）即利用X射线对一 名55岁患乳腺癌的妇女进行了放射治疗
癌症是一种激进的机体“安全模式”？
传统观点认为，癌症是由一 系列偶然发生的突变导致的， 并且是在有机体上重新产生 出来的 。新观点则认为癌 症实际是机体应对某种压力 或物理挑战的系统性、组织 性的响应。
原子力显微镜：化学键首次肉眼可见
含
有
碳
C26H14
原
子
的
环
状
分
子
C26H14 C26H14
原子力显微镜：分子间氢键首次肉眼可见
铜晶体表面8-羟基喹啉分子的qPlus原子力 显微镜图像（颜色渲染） 中国国家纳米科学中心：自制核心部件qPlus 型力传感器
癌症是一种激进的机体“安全模式”？
当生命的形式发生了重大变化，从单细胞生物 进化成多细胞生物时，地球上的低氧水平使得 癌细胞恢复到最古老的代谢形式，即无氧呼吸。 无氧呼吸可消耗很少的氧气产生很大的能量， 但需要大量的能源物质糖类。
A. M. Cormack
1924-1998
X 射线电子计算机断层成像
1972 年 英 国 工 程 师亨斯菲尔德研制 成 第 一 台 头 部 XCT ， 在 临 床 上 使 用并获得清晰的诊 断影像
G.N.Hounsfield 1919~2004
Marconi生产的MX8000多层螺旋CT扫描系统
CT 扫描图像
X光日历
X光艺术
2.X 射线用于肿瘤的放射治疗
1896年1月发现X射线后仅几周，芝加哥电气技 师Emil Grubbe（1875-1960）即利用X射线对一 名55岁患乳腺癌的妇女进行了放射治疗
癌症是一种激进的机体“安全模式”？
传统观点认为，癌症是由一 系列偶然发生的突变导致的， 并且是在有机体上重新产生 出来的 。新观点则认为癌 症实际是机体应对某种压力 或物理挑战的系统性、组织 性的响应。
原子力显微镜：化学键首次肉眼可见
含
有
碳
C26H14
原
子
的
环
状
分
子
C26H14 C26H14
原子力显微镜：分子间氢键首次肉眼可见
铜晶体表面8-羟基喹啉分子的qPlus原子力 显微镜图像（颜色渲染） 中国国家纳米科学中心：自制核心部件qPlus 型力传感器
《医用物理学》教学课件：01第一章-力学基本定律
r x2 y 2 z 2
A)反映物体在空间位置的变 化，与路径无关，只决定于 质点的始末位置。
B)反映了运动的矢量性和叠 加性。
y
s
A r
B
r (t1)
r (t2 )
O
z
x
A(x1, y1, z1)
B(x2 , y2 , z2 )
二. 位移（displacement）
讨论
2. 位移是矢量，路程是标量。
标量（scalar）：只有大小没有方向的物理量 矢量（vector）：既有大小又有方向且只有一个方
向的物理量 张量（tensor）：既有大小又有方向，且不止一个
方向的物理量，方向的个数称为张量的阶
二. 矢量及其运算
平行四边形法则
A
D A (B)
B
C AB
B
三角形法则
B
A
C AB
本章习题：P30 1-2、1-10、1-13、1-14、1-16
Mechanics
力是不可回避的生存因素
• 万有引力定律决定了我们的存在与延续； • 牛顿定律控制着我们的一举一动； • 胡克定律支配着弹性材料的力学行为； • 纳维斯托克斯定律控制着流体的运动与行为； • 热力学定律控制着我们的能量转化过程； • 化学动力学规定了我们的物质转换规律； • 电动力学告诉我们电磁过程的规律。
第三节 运动描述
y
P r
j
O
x
ki
z
y
P r (t)
j O ki
z
质点运动过程中,其位置随时 间的改变可以表示为：
x
二. 位移（displacement）
y
A r B
rA
医学物理学力学基本定律课件
r1
v lim Δr lim Δs ds Δt0 Δt Δt0 Δt dt O
A △s
Δr
vB
r2
速度与速率不同。速度是矢量，速率是标量。速 度是位移对时间的变化率。速率是路程对时间的 变化率。
第一章 力学基本定律
2.加速度（acceleration）
① 平均加速度 a
速度的变化△v和所经历的时间△t的比称为质点 在这一段时间内的平均加速度
4. 运动方程 质点的运动就是它的位置随时间的变化，也就
是它的位矢随时间的变化。
质点运动方程的矢量表示式
r r(t )
质点运动方程的直角坐标系表示式
r( t ) x( t )i y( t )j z( t )k
第一章 力学基本定律
质点运动方程的标量表示式
x x(t), y y(t),z z(t)
此过程中力作负功，即物体克服此力作了功。
2. 功率（power） 单位时间内力所做的功称为功率 N dA F dr Fv dt dt
第一章 力学基本定律
功率是标量，单位是瓦特(W) ，量纲为ML2T-3 。
二、动能 势能
能（energy） 物体或物体系统所具有的作功本领称为能
能量的变化可以作为功的量度。物体能量的大小 与它的状态有关，能量是物体状态的函数。
y
azk
a的方向和v的方向一致时，v的方向不变而量值 改变，质点将作直线运动。
a的方向和v的方向垂直时，v的方向变化而量值 不变，质点将作圆周运动。
a的方向与v的方向不相同也不垂直时，质点作 曲线运动。切向加速度改变速度的量值，法向加速 度改变速度的方向。
第一章 力学基本定律
v lim Δr lim Δs ds Δt0 Δt Δt0 Δt dt O
A △s
Δr
vB
r2
速度与速率不同。速度是矢量，速率是标量。速 度是位移对时间的变化率。速率是路程对时间的 变化率。
第一章 力学基本定律
2.加速度（acceleration）
① 平均加速度 a
速度的变化△v和所经历的时间△t的比称为质点 在这一段时间内的平均加速度
4. 运动方程 质点的运动就是它的位置随时间的变化，也就
是它的位矢随时间的变化。
质点运动方程的矢量表示式
r r(t )
质点运动方程的直角坐标系表示式
r( t ) x( t )i y( t )j z( t )k
第一章 力学基本定律
质点运动方程的标量表示式
x x(t), y y(t),z z(t)
此过程中力作负功，即物体克服此力作了功。
2. 功率（power） 单位时间内力所做的功称为功率 N dA F dr Fv dt dt
第一章 力学基本定律
功率是标量，单位是瓦特(W) ，量纲为ML2T-3 。
二、动能 势能
能（energy） 物体或物体系统所具有的作功本领称为能
能量的变化可以作为功的量度。物体能量的大小 与它的状态有关，能量是物体状态的函数。
y
azk
a的方向和v的方向一致时，v的方向不变而量值 改变，质点将作直线运动。
a的方向和v的方向垂直时，v的方向变化而量值 不变，质点将作圆周运动。
a的方向与v的方向不相同也不垂直时，质点作 曲线运动。切向加速度改变速度的量值，法向加速 度改变速度的方向。
第一章 力学基本定律
医用物理课件学习PPTPPT教案
t
t
'
v c2
x
1 2
'
（16-5）
表示物体在惯性参考系S’和S中的运动速度u’各分量 和u各分量之间的洛伦兹变换为
ux
ux v
1
v c2
ux
uy
uy
1
v c2
ux
uz
uz
1
v c2
ux
1
v2 c2
1
v2 c2
（16-6）
此变换仍设在惯性参考系以恒定速度相对系沿x轴运 动。
式（16-6）的逆变换为
l c2 v2
l 2l [ 1 ] c2 v2 c 1 v2 / c2
仪器转动90°，引起的两光束时间差变化为
t
2 t1
t2
2l v 2 c3
时间差的改变将引起干涉条纹的移动，移动数目预计
为
N
ct
2l v 2
c2
（16-1）
二、经典物理的绝对时空观
绝对时空观认为：空间只是物质运动的“场所”，这 个“场所”是与其中的物质完全无关的，而且是独立 存在、绝对静止、永恒不变的。绝对时空观还认为： 时间也是与物质的运动互不相干的，径自均匀地、永 恒地流逝着。
v
再将此式代入式（16-12）中，即可得
l l 1 v2 / c2
（16-13）
其中 l 棒静止时所测得的长度 l，0 称为棒的静长或原长 ，用表示。从公式（16-13）可以看出，原长是最长的
，运动着的棒沿运动方向放置时长度要缩短，这种效应 称为运动棒的长度缩短。用l表示运动棒的长度，有
l l0 1 v2 / c2
Ek
m0c2 1 v2 / c2
医用物理学课件：01绪论
2003年诺贝尔生理学及医学奖获得者
保罗·劳特伯尔(Paul C. Lauterbur)
彼得·曼斯菲尔(Peter
Mansfield) 1962年获伦敦大学物理学博士 学位
第一台3T MRI系统 第三代超高场MRI系统
3T MRI 图像
功能性磁共振成像(fMRI)
Kassam KS, Markey AR, Cherkassky VL, Loewenstein G, Just MA. Identifying Emotions on the Basis of Neural Activation. PLoS ONE, June 19, 2013; doi:10.1371/journal.pone.0066032
不出数分钟即以 475万美元成交
拍卖所得一部分将 捐给母校芝加哥大 学和曾任职的剑桥 大学克莱尔学院
P2Y12R的三维结构是新一代抗血栓病 药物研发的关键
2014年4月30日，中国科学 院上海药物研究所赵强研究 员研究组在嘌呤能受体 P2Y12R结构生物学领域取得 重大突破性进展。P2Y12R与 拮抗剂以及激动剂的三维结 构将作为两篇独立文章于5 月1日同期发表在Nature上 。这是国内研究组极为罕见 地在顶级杂志上背靠背同期 发表科研论文。
1953 沃 森 和 克里克在碱 基互补配对 原则的基础 上，构建了 DNA 分 子 双 螺旋结构模 型
1953 年 4 月 25 日 《nature》
克里克
英国伦敦的弗朗西斯克里克研究院将在 2015年正式运行，耗资11亿美元
将会有1250名工作人员，其中1/5属于物 理、化学、数学和工程师，使用各自的 研究方法和技术，转行从事生物医学研
M. Wilkins R. Franklin
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第一类杠杆
F W d 1 d2
MW d2 机械利益 F d1
M > 1，称为省力杠杆；反之，则M < 1，
20
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2
为费力杠杆 .
第二类杠杆
M W d2 F d1
机械利益M > 1，省力杠杆
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3
第三类杠杆
M W d2 F d1
机械利益M < 1，为费力杠杆 .
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2
单脚踮立时，跟腱 的拉力约为2.5W ，作用于胫骨的压 力为3.5W。
骨的构造使它适于承受压缩力而不是张力或
弯曲力。
从前面例题我们注意到，
在大多数情况下，肌肉提供的力比负荷
作用的力大得多，
出现这种情况的一个原因是：
如要省力就需要很长的力臂，而这对骨
骼系统来说是很难办到的，
另一个原因是：
短力臂给予的动作要比长力臂的更快。
二、摩擦力 Friction
2.1 Standing at an Incline 2.2 Friction at the Hip Joint
三、动力学 Dynamics
会倒吗？
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一、静力学 Static Forces
研究作用在处于平衡和静止的物体上的 力。
质点平衡的条件：
T r F 其受到的各力之和为零
密 度 均 匀 且 几 何 称形 的状 物对 体 的 重 位于它们的几何中心。
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形状不规则的物体的重 心？
形状不规则的物体的重 心
物体的重心一定位于物体内吗？
20 屈膝时，下肢的重 可心 能就 在肢体之外
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1.1 Equilibrium and Stability
T1999N R2195N
holds a 20kg weight
T3223N R3491N
此例说明弯腰时在第五腰椎处产生很大的
20 20/
力，因此，腰背痛常常发生在此处。
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1.7 Standing Tip-Toe on One Foot
属于第一类杠杆， 支点在胫骨接触处
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由力的平衡条件
x方 : 向 F m c o F src os选择支点计算力矩
y 方 : F 向 m si n W F rsin 利用余弦定理可求出：
4 c m F m sin 4c0 m W 72.6o
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Fm 10.5W1440NFr 132N0 71o
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1.2 Equilibrium of the Human Body
20 重心（c.g.）的位置：身高的56％
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例1.10，一个直立的体重为60kg的人，当他 提着15kg的重物w时，求重心位置需移动的
距离。在实际生活中这种移动是怎 样完成的？
Tw0.3
1 59.80.34N 4m
0
T Tw a W Fa 1 0..5 1m mFa7 09 1..8 50.14.5 7N
1.4 Levers in the human body
人体内的很多肌肉和骨系统起着杠杆作用。 杠杆分为第一、第二和第三类，在人体内最常 见的是第三类杠杆。
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杠杆是绕(支 定点或)转 轴动的刚体棒
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在人体内最常见的是第三类杠杆。
负载端的位移和速度反比于机械利益
d1
d2
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L1 d1 L2 d2
v1 d1 v2 d2
1 M
1.5 The Elbow
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二头肌使前臂曲；三头肌使前臂伸。
例1.11一个人手持一重14kg铅球，前臂保 持水平，臂的尺寸及角度由图b中给出， 试求：二头肌产生的力和关节处尺骨的受 力。
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第一章 力学
一、静力学 Static Forces
1.1 Equilibrium and Stability 1.2 Equilibrium of the Human Body 1.3 Stability of the Human Body under the
Action of an External Force 1.4 Levers in the human body 1.5 The Elbow 1.6 The Back 1.7 Standing Tip-Toe on One Foot
6 09.8x44
x7.5cm
需要将身体重心向重物对侧移动7.5cm
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实际中是靠弯曲上身并将另一侧上肢 抬高来维持平衡。
1.3 Stability of the Human Body under the Action of an External Force
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刚体平衡的条件：
刚体：
单 位N： m
具有固定形状及大小的物体。
骨头、垒球
条件一 合力为零？
条件二 合力矩为零
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F 转轴rΒιβλιοθήκη F力矩 T r F 矢量差积
大： 小 TrF sin 是r与F所夹
的锐角
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重心
刚体的重心： 刚 体 的 重 量 可 以 中认 在为 该集 点 上
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二、摩擦力 Friction
f N
接触表面 钢与钢 橡胶轮胎在干水泥地上 橡胶轮胎在湿水泥地上 钢在冰上 润滑的骨关节
u （摩擦系数） 0.15 1.0 0.7 0.03 0.003
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2.1 Standing at an Incline
f Gcos
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1.6 The Back
头和手臂的重量表示为悬 挂于杠杆末端的负载W2
作用于第五腰椎的力
R
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躯干的重量均匀分布于背 部，等效为悬挂在中点的
负载W1
背部各块肌 肉产生的力 用连接D-C 的绳子来等
效
人的脊柱由24块椎骨构成，椎骨之间被充
满液体的椎间盘隔开。
考虑70kg的人，W1和W2的代表值为320N 和160N。
以A为 支 点A，B长设 l， 力 矩 平
R
w2l
cos30
w1
1 2
l
cos30
T 2 l sin12 3
T1999力的平衡：
θ为R与虚线的夹角
x方R 向 co ： sTco 1 s 8
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0
y 方R s 向 i n w 1 ： w 2 T s1 i n 8
R2195
1.6 The Back