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最终极的能源是核能，包括太阳和地球上的核电站。其它各种能源例如化学能、机械能等等都是直接或间接由上述两种能源转化而来。所有能源最终都向热能（即内能）转化，也就是墒增原理。
能量虽然是守衡的，但能量的转变却是有方向的，比如说能量不能从低温物体传到高温物体而不引起其他变化：能量不能完全转变为功而不引起其他变化。我们需要的是对人类有意的能量！
(1)热力学第一定律产生的历史背景 1.蒸汽机的早期发展 瓦特蒸汽机示意图 1—锅炉 2—汽缸 3—活塞 4—双向进、排气管 5—废气冷凝器 6—排汽抽气泵 7—冰水池 8—摇杆 热力学第一定律就是能量守恒与转化定律。它的诞生是以一定的社会物质生产条件为前提的 。蒸汽机的诞生与改进以及广泛地应用，对蒸汽机中能量转换问题的探讨，是人们能向量守 恒原理的重要桥梁之一。 很早以前，人们就知道了热和蒸汽能产生动力，在我国古代和古希腊曾出现过把热能转化为 机械能的小型装置。我国流传至今的“走马灯”也是古代的创造发明。 到了16、17世纪，已是资本主义的萌芽时期，煤作为廉价、高效的热粒被广泛地应用、促进了煤矿业的发展，为了解决矿业中的排水问题，提出了蒸气动力要求。 到1690年，法国人丹尼斯•巴本(1647—1712)在德国制成了第一个有活塞和汽缸的实验性蒸 汽机。这部机器是在莱布尼兹思想的启发下设计出来的，可以说它是近代蒸汽机的雏形。 1696年英国的工程师托马斯•萨弗里(1650—1715)提出一种被称为“矿工之友”的蒸汽水泵，用于矿井抽水。 1705年，英国的纽可门(1663—1729)，综合了巴本和萨弗里发明的优点，创造了大气压力式蒸汽机，并于1712年开始在全国的煤矿和金属矿中得到应用。 对蒸汽机改进做出量大贡献的是英国的詹姆斯•瓦特(1736—1819)。瓦特在他父亲的熏陶下 逐步具备了机器制造的才能。后来瓦特在格拉斯哥大学开设的一间修理店当了一名修理技工 。他修理了许多纽可门蒸汽机，由此对蒸汽动力产生了浓厚的兴趣。他于1759年开始进行一 系列有关蒸汽力量的实验。1763年他在布莱克教授的帮助下，发现纽可门蒸汽机有相当大的 热量浪费，原因是活塞每次冲击后被冷却时，汽缸和活塞也同时被冷却了，然后为了下一次 的冲击，它们还必须重新被加热。他根据布莱克教授的“比热”和潜热理论计算了各个引擎 的耗热量。在布莱克的启发下，瓦特开始寻找一个克服这个缺陷的办法。瓦特经历多次失败 后，终于在1769年制成了一台“单动式”蒸汽机。它比功率相同的纽可门机省煤四分之三左 右。1872年，瓦特又制成了双向作用的蒸汽机。后来瓦特利用一种特殊形式的齿轮传动机构，把活塞的直线运动转变为旋转运动，使这种动力机有了广泛的用途。 1784年蒸汽机进入大规模的生产时代。蒸汽技术的成就，为热能转化为机械运动做出了令人信服的证明，从古代发现的摩擦生热开始到蒸汽机的出现，热与机械运动的转化完成了一个循环。因此，蒸汽机的发明和应用，为能量守恒原理的确立提供了一个重要前提。 2.永动机的失败 各种机械装置的成功设计吸引了一大批人，许多人花费大量的心血去研究永动机。而永动机之不可能实现，是认识能量守恒原理的另一条途径。 亨内考“永动机” 所谓“永动机”是一种理想的机器，即不断自动做功，而不需任何动力或燃料及其他供给品 。在这种幻想指导下，曾经有许多人提出了多种多样的所谓永动机的设计，如早期最著名的 一个永动机方案，是十三世纪一个名叫亨内考的法国人提出的，后来意大利的列奥纳多•达 •芬奇也创造了一个类似的装置。到16世纪70年代意大利的一位机械师斯托利达•斯特尔 又 提出了一个永动机设计方案。 此外人们还提出过用轮子的惯性、水的浮力、细管子的毛细作用等,获得有效动力的种种永动 机方案，但都无一例外地失败了。在1775年法国科学院不得不作出决议，声明“本科学院以 后不再审查有关永动机的一切方案”。这说明当时的科学界已经认识到永动机是不可能制造成的。列奥纳多•达•芬奇的装置 造永动机的失败，从反面显示出自然界存在着某种制约着人们的普遍规律想不付出代价而从 自然界中取出可供利用的有效动力是不可能的，人们只能根据各种自然力相互转化的具体条件，付出一定代价而有效地利用自然界提供的各种能源。德国的著名物理学家和生物学家赫尔姆霍兹，就是从永动机不可能实现的事实入手，研究并发现了能量守恒原理的。3.有关知识的准备 热力学第一定律得需要的基本概念，在很早以前就逐步形成。1686年莱布尼兹根据落体定律 ，在机械运动范围内引 斯特尔“永动机” 1—水槽 2—水轮 3—蓄水池 4—螺旋汲水器 5—带动工具机进了“活力”概念，把mv2看作是运动的量度，即现在所 说的动能。能量的概念是托马斯•杨在1807年发表的著作《自然哲学讲义》中第一次提出的。伽利略所用“力矩”的概念，常含有力和路程乘积的意义。1829年彭塞利(1788—1867)在《技术力学引言》一书中，坚决支持“功”这一术语；瓦特进行了马的能力和机器的比较而定出了功率的单位。1834年—1835年间，英国的哈密顿在《论动力学的一般方法》一文中，提出了哈密顿原理，引了新的“力函数”，以表示只与相互作用着的粒子的位置有关的力 ，在保守力场中的哈密顿函数正是系统的总机械能。1828年格林建立了“位函数”的数学关系线，并应用于静电学和静磁学问题。到了19世纪40年代，高斯的工作使位函数得到了普遍应用，这样热力学第一定律所需要的基本概念在19世纪40年代以前已经齐备了。 关于能量守恒的思想还能追溯到很早以前。1633年出版的伽利略的《关于力学和局部运动的两门新科学的讨论和数学证明》的论文中，通过萨尔蒂等三人的谈话，对匀加速运动进行了定量的研究，其中包括自由落体和物体在斜面上的运动，记载有“物体在人落过程中所达到的速度，能使它跳回到原来的高度，但不会更高。” 惠更斯1673年发表的题为《摆式时钟或关于用在时钟上摆的运动的几何证明》一书中讨论了摆的运动规律，写道：“在重力作用下物体不能上升到高于它自由落下的高度，这已包含了重力场中机械能守恒的思想。”1669年惠更斯通过完全弹性碰撞的研究，认识到各个物体的质量与速度平方乘积的总和，在碰撞前后保持不变，这实际上是发现了完全弹性碰撞中的动能守恒定律。 莱布尼兹在1695年，作出了能量守恒原理的表述：力和路程的乘积等于“活力”的增加。 约翰•伯努利(1667—1748)也一再谈到“活力守恒”。他说“活力消失时做功的本领并不消失，只是转变为其他形式”。而丹尼尔•伯努利(1770—1782)实际上把“活力守恒”原理应 用于流体的运动，得到著名的“伯努利”方程。 欧拉也已经知道，如果一个质点在有心力作用下运动，当质点和吸引中心达到个确定的距离时，其活力都是相同的。到了1800年人们已有下述命题：在一个彼此以有心力作用的系统内，活力仅仅取决于系统的位形和取决于位形的力函数。 1829年，彭塞利也提出了在力学过程中的能量守恒原理：“功的代数和的两倍等于活力的和，在任何时候不能从无中产生功和活力，功或活力也不能转化为无，而只能组成为无。” 当然，上述这些论断还不能算作是对机械能守恒定律的明确表述，但从中包含能量守恒的意义，也为“定律的最后建立奠定了基础。 4.联系和转化的新发现 在18世纪，对各种物理现象进行了分门别类的研究，促进了各分支的发展，但没有注意它们之间相互联系。到18世纪末19世纪初，自然科学取得了一系列重大发现，日益揭示出各自然现象之间的普遍联系已成为这一时期的明显特点。这可以从下面几个方面来说明。 (1)机械运动和热运动之间的联系 18世纪最后两年伦福德和戴维所做的摩擦生热实验，热功当量的粗略测定，表明了机械运动向热的转化。热力机的发明和改进又把热能转化为机械能，从而使这一转化过程完成了循环 。卡诺关于热机效率的研究也触及到了“热功当量”的问题。 (2)热和电之间的转化 1821年德国物理学家托马斯•塞贝克(1770—1831)发现，在两种不同金属的一个接点处加热，就会产生电动热；如果电路是闭合的，就会有电流通过，这就是温差电现象。焦耳和楞次分别在1840和1842年发现了电流的热效应，这就是今天所说的焦耳—楞次定律。 (3)电与磁之间的相互联系和转化 1820年丹麦物理学家奥斯特发现了电流的磁效应，1831年法拉第找到了它的逆效应即电磁感应现象。揭示了电与磁的内在关系，完成了二者之间相互转化的循环。 (4)化学和生物方面的研究 拉瓦锡和拉普拉斯早已了解到化学反应的热效应的重要性。他们证明了反应过程放出的热量等于它的逆反应所吸收的热量。在18世纪末伏打发明了电池，又用它去电解水和硫酸铜，了解了电和化学的关系。德国的化学家李比希(1803—1873)则设想运动的体热和它的机械活动能量，可能来自食物的化学能。1840年彼得堡科学院的黑斯得到化学反应中释放的热量的黑斯定律，已接触到了化学反应过程中的能量守恒原理。 此外，在1801年，德国的李特尔发现了太阳光线中的紫外线之后，研究了紫外线的化学作用；1839年法国的E•A•贝克勒尔发现光照射稀酸液中的金属极，能够改变由电池的电动势；1845年法拉第发现强磁场使光的偏振面发生偏转。这些现象从各个侧面表现出不同运动形式 之间的联系和转化。 由于各种自然现象之间的普遍联系得到了广泛的研究，所以这一时期的科学家是从“自然力之统一”这一观点出发来看待各种能量相互转化的整个网络的。正是在这种自然科学观影响 下，西欧的四五个国家，从事七八种专业的多位科学家分别用不同的实验和方法各自独立地 计算和测定了热功当量，发现了能量守恒与转化定律。 (2)几个科学家的工作 在物理学史上，正式发表论文，提出能量守恒与转化定律是从1842年开始的，主要是由迈尔 、焦耳和赫尔姆霍兹等人提出的。 1.迈尔的工作 伯特•迈尔(1814—1878)是德国医生，他出生在一个药剂师的家庭，中学毕业后，进图比亨 大学主攻化学。结识了数学家、物理学家巴乌尔，由他介绍，了解到拉瓦锡的燃烧理论。1840年，迈尔在一艘从荷兰驶往东印度的船上当医生。在船驶到爪哇附近时，他在给生病的欧 洲船员放血时发现静脉血不像生活在温带人的血那样颜色发暗，而像动脉血那样鲜红。别的医生告诉他这是热带的普遍现象。他还听船员说，在下大暴雨时海水比较热，这些现象引起了迈尔的思考。在拉尔锡燃烧理论的启示下，他想到人体的体热是由于人所吃进的食物和血液中的氧化合而释放出来的。在热带高温情况下，肌体只需吸收食物中较少的热量，所以肌体中含食物的氧化过程减弱了，因此流回心脏的静脉血留下了较多的氧，这使静脉血呈鲜红的颜色。雨滴在降落中获得活力，也产生热，所以暴风雨降落时，海面上反而燥热一些。这些现象都表现出各种自然力之间的相互转化。 在1841年航行结束后，他写出了论文《论力的量和质的测定》，但由于缺少精确的实验根据，以及在数学和物理知识上的缺陷，论文有严重不足之处而未能发表。这激励迈尔发奋自学了数学和物理，并重新撰写了论文《论无机界的力》，在1842年寄了德国的生物化学家李比希主编的《化学和药物》杂志，因李对自然力的统一十分注意，故发表了迈尔的文章，因此 迈尔成为第一个发表能量转化和守恒定律的人。在此文中迈尔从“无不生有，有不变无”和“原因等于结果”的哲学观点出发得出了“力就是不灭的，能够转化的，无重量的客体”的结论。他所说的“力”就是“能量”的意思，他把这个思想运用到“落体力”(势能)、运动的“力”(动能)和热的转化与守恒，并根据当时气体的比热的测定数据，第一个得出了热的机械当量，即物体从365米高处下落，相当于把同等重量的水从0℃加热到1℃。 1845年，迈尔自费出版了《论有机运动和新陈代谢》一书，他首先说明“力”的守恒与转化定律，认为它是支配宇宙的普遍规律。接着提出几种形式的“力”，即“运动的力”、降落 力、热、电、磁和化学力，并揭示了各种力之间的相互转化。例如，下落的力转化为运动的力，运动的力通过碰撞变成热，在热机中热又变成运动的力，通过伽伐尼电池化学力变为电等。迈尔把他所考察的全部力画成一个表，描绘了运动转化的25种情况，并作出了否定热质 和其他无重量的流质存在的结论。文章还讨论了动植物机体中的能量问题，认为机体中机械 的和热的效应来源，是由吸收食物和氧时所进行的化学过程，这样就指出了有机界和无机界“力”的统一性。 1848年，迈尔在出版的《天体动力学》一文中讨论了宇宙中的能量循环，解释了陨石的发光是由于它们在大气中损失了动能。 1851年他又写了《论热的机械当量》一文，详细阐述了热功当量的计算。从而回答了对他的攻击，保护了自己的优先权，但是就在这一年秋天迈尔得了脑炎，直到1862年才恢复科学工作。 2.焦耳的工作 詹姆斯•普雷斯特科•焦耳(1818—1889)是曼彻斯特一个酿酒师的儿子，他是个业余科学家 ，很早就关心物理学，对电、磁的研究很有兴趣。他做了大量有关电流热效应和热功当量方面的实验，并把它总结成几篇文章发表。例如，1840—1841年间写成的《论伏打电所产生的 热》和《电解时在金属导体和电池组中放出的热》两篇文章，1843年写了《论磁电的热效应及热的机械作用》，1845年发表《论空气的扩散和压缩所引起的温度变化》，1849年通过法 拉第送交皇家学会的文章《论热的机械当量》，以及1867年发表的《由电流的热效应测定热功当时》和1878年发表的《热功当量的新测定》两篇文章。 从上述文章中可以看出焦耳对热当量的思想发展过程：他首先研究了电流通过导体所生成的热，得到电流热的定量关系，即导体中一定时间所生成的热量，与导体的电阻和电流平方的乘积成正比——这就是焦耳定律。焦耳认为这个实验还不能对热本质做出判断。1843年焦耳 又提出了一个想法，磁电机所形成感生电流与来自其他电源的电流一样地产生热效应。他使一个线圈在电磁体的两极间转动，线圈放在量热器内，实验证明产生的热和用来产生它的机械动力之间存在恒定的比例。由于电路是完全封闭的，水温的升高完全是由于机械能转化为电，电又转化为热的结果。这就排除了热质是从外界输入的可能。焦耳之所以能想出这样的实验，是因为他认为：“当我们不把热看作一种实物，而是看做是一种振动状态时，没有理由认为，为什么它不能由一种单纯的机械性质的作用所引起，例如像一个线圈在一个永磁体极间转动的那种作用。”这个实验得出了如下的结果：使一磅水增加1oF的热量等于把838磅 物提高1英尺的机械功。用工程单位制，这个值约为460千克•米/千卡。后来焦耳又重复扩展了这些实验，以证实自然界的“力”是不能毁灭的，凡是消耗了机械力的地方，总能得到相当的热。这样，热就被证实是能量变化的一种形式。但是，一些大物理学家对焦耳的结论表示怀疑和不信任，焦耳的论文被皇家学会婉言谢绝了。 焦耳没有灰心，决心以更多的实验证明他的结论。后来他用新的测量方法得到的热的机械当量数值分别为426/千克•米/千卡和438千克•米/千卡。1847年焦耳申请在英国学术协会上宣读论文，协会只让他简要介绍一下实验(即大家所熟悉的那个搅拌实验)，在他介绍之后，原来不准备讨论，只是由于学术权威W•汤姆孙感兴趣地提出质询，才引起人们对焦耳的实验的重视，但许多人仍持怀疑态度。 1849年，焦耳在皇家学会宣谈论文《论热的机械当量》，并宣布了他著名的实验结果：要产生使一磅水在真空中(测量温度在55～60oF)之间升高1oF的热量，需要花费相当于722磅重 物下降1英尺所做的机械功。(此数值为424.3千克•米/千卡)这个实验结果同 (1879年)由 美国物理学家罗兰的测量结果相比，误差仅为6。由此看出焦耳实验的精确性。此后焦耳还 继续进行他的实验测量，一直到1878年。 他前后用了近40年时间，做了400多次实验，确定了热功当量的精确值，为能量守恒原理的建立提供了可靠的实验根据。焦耳最后得到的热功当量的值为423.85千克•米/千卡。 1850年焦耳当选为皇家学会会员，他的研究成果终于得到科学界的承认。 值得注意的是焦耳的工作不只限于实验，他还阐明了对热本质和能量守恒与转化问题的看法。焦耳与迈尔从不同的方面探索了能量守恒与转化定律，因此他们都作出了重大贡献。 3.赫尔姆霍兹等人的工作 赫尔姆霍兹(1821—1894)是德国的医生、生理学家，出生于中学教师家庭，1838年进入医学 院外科学院，对生物学很感兴趣，他对生命力的本质问题进行了探讨。1845年参加物理学会，并参与了学会办的《物理学成就》刊物的编辑工作。前后发表的主要文章有：《论力的守 恒》(1847)、《论在肌肉的作用中对于物理的需要》(1845)、《生理的热现象》(1846)、《 生理的热现象理论方面的小结》(1847)。 从文章中可以看出，赫尔姆霍兹是从研究生命力的本质入手，对当时生命力的本质的看法提出疑问而开始考虑能量转化和守恒定律的。他在70寿辰的庆祝会上回忆道：“在那时的大多数生理学家承认斯塔尔的观点，即认为在活的有机体中有机物质的物理力和化学力发生作用 ，但同时又有生命的灵魂，或者说活力存在着；活力在物体活着比在死后更自由地调节着物理力和化学力的表现，在死后不为任何东西所调节的物理力和化学力的表现引起产生腐烂。 ……我怀疑这种解释中有某种反自然的东西，但是这得把我把大量的劳动用于使这种疑惑形 成为准确的问题这种形式。” 当时赫尔姆霍兹已知道永动机的不可能性，于是他问道：“如果承认根本不可能有永动机存 在，地么自然界各种力之间应当有什么样的相互关系?所有这些关系存在吗?”他还问道：“ 活的机体如果除了从饮食取得的能以外，还能从一种特殊的活力获得能的话，那么它们就会是永动机。” 赫尔姆霍兹在《论力的守恒》一书中，论证了能量守恒定律，并建立了这个定律的数学公式，即 mgh= mv2然而该论文的命运开始并不好，大多数科学并不接受他的观点。这篇论文遭到拒绝以后，赫尔姆霍兹以小册子的形式在柏林单独出版。 赫尔姆霍兹还研究了能量守恒在其他物理过程中的应用，把它扩大到光、热、电磁现象、化学运动以及生物体内进行的过程中。赫尔姆霍兹所确定的纲领，事实上成为以后物理学发展 的基本内容，而他自己的科学活动，也是把这个纲领现实化，他的研究和论著，给了那个时代整个物理学界以强有力的影响，他创立了物理学和生物学的一个国际学派。 通过以上3人工作的介绍，读者一定会问为什么发现能量守恒定律的不是正宗的物理学家、而是医生、业余科学家和生物学家呢?这中间可能有两个原因，一是他们所从事的工作与热 的转化问题打交道较多，二是他们受到“正统的”物理学的热质学说的影响较少，由于这些原因，使他们先得出了能量守恒及转化定律。 (3)能量守恒与转化定律的确立及其意义 1.能量守恒定律的确认 我们看到，迈尔、赫尔姆霍兹、焦耳等人的非常有意义的研究工作，并不是一帆风顺的，都受到不同程度的压抑和排斥。但是，社会实践和科学实验的发展，总要推动科学认识的进步。1851年，威廉•汤姆孙在《论热的动力学当量》中，开始接受焦耳的学说，把能量守恒和转化定律在热运动和机械运动方面的具体表现，称为热力学第一定律。大约到1860年左右，能量原理才得到普遍的承认，而且很快成为全部物理学和自然科学的重要基石。正如劳厄 所说：“从此以后，特别是物理学中，每一种新的理论首先要检查它是否符合能量守恒定律 。” 任何真理向前多走一步就会变为谬误。在19世纪末，以著名化学家、物理学家奥斯瓦尔德(1 853—1932)为代表的“唯能论”，试图把一切都归之于能量，从能量原理推导出所有其他物理规律，这显然是错误的。 2.能量守恒原理的确切描述 “能量”这个概念，是托马斯•杨提出来的，但是当时它并没有被科学界所采用。事实上，在那些对于建立能量守恒原理作出贡献的科学家中，没有一个人直接使用能量这个概念，而常用的还是有多重意义的“力”这个模糊的述语表述他们的重要发现。只是到了1853年，威廉•汤姆孙才给予能量概念一个确切的定义，即“我们把给定状态中的物质系统的能量表示为：当它从这个给定的状态无论以什么方式过渡到任意一个固定的零状态时，在系统外所产 生的用机械功的单位来量度的各种作用的总和。”这样人们才逐渐把“力的守恒”改述为“ 能量的守恒”。 但是这一原理的发现者们，虽然都是从能量形式的转化中看到能量在量上是不变的，而在表 述这一定律时，大都是从量的角度强调能量的“守恒”，全面准确地称为“能量转化与守恒 ”定律则是恩格斯。恩格斯首先指出了如前所表述的不完善性，他在《自然辩证法》旧序中说：“运动的不变不能仅仅从量上把握，而且必须从质上去理解。”1885年他指出：“如果 说新发现的伟大运动基本定律，十年前还仅仅概括为能量守恒定律，仅仅概括为运动不生不 灭这种表述，就是说仅仅从量的方面概括它，那么，这种狭隘的消极的表述日益被那种关于能的转化的积极表述所代替。这里过程质的内容第一次获得了自己权利……”这样就使此原理有了全面的普遍性质，这也是恩格斯以科学的重大贡献。 3.功、热量和热力学第一定律的数学表达式 做功这个词在物理学中有明确的意义，它表示在物质上作用一个力使物体沿着力的方向移动 。做功过程的重要特征是：它必然伴随着运动形式的转化，即伴随着能量从一种形式转化为另一种形式。所以说功的本质意义就在于它一般是作为能量从一种形式转化为另一种形式的数量的量度而被使用的。各种能量的转化都因为可以选择功作为共同量度而作出统一的定量的表述。 “热量”这个词表示系统之间不发生客观位移，而只是由于温度差的存在而发生的能量的传 递。 大量实验表明，要使一个系统的热运动状态发生变化，既可以通过做功的方式也可以通过加 热的方式。这就是说自然界有着两类基本热力学过程，即做功和热量传递这两个不同的过程 ，虽然它们产生的条件和机制是不同的，但是这两种过程都可以使系统的热力学状态发生变化。如果要使系统的状态分别在这两种不同的过程中发和相同的变化，则所作的功相传递的 热量之间总是存在着确定当量关系。这表明作为能量转换和传递的两种形式的功和热量，是具有等效性的。所谓“热功当量”就是表征这种等效性的数量关系。 一般说来，实际发生的热力学过程是上述两种过程的综合，即系统发生宏观位移而做功，又由于存在温度差而与外界交换热量。 若以A表示外界对系统做功，以Q表示系统从外界吸收的热量，系统的内能由量E1变为量E2，则实验表明系统内能的改变可由下式决定，即 E2-E1＝A＋Q 该式即为热力学第一定律的数学表达式。它表明，当热力学系统由某一状态经过任意过程到达另一状态时，系统内能的改变等于在这个过程中所做功和所传递热量的总和。这个定律也说明，在任何热力学过程中，热运动既不能创生也不能消灭，只能发生转化或转移。 4.能量守恒与转化定律的意义 实际上热力学第一定律中的E不仅仅表示系统的内能，如果用它表示系统所含的一切形式的能量，功A表示的是各种运动形式的功，那么就可以将第一定律理解为普遍的能量守恒与转化定律。 能量守恒定律的确立，一方面找到了各种自然现象的公共量度——能量，说明了不同运动形式在相互转化中有量的共同性，从而把各种自然现象用定量的规律联系了起来；另一方面这个定律的确立，同时也说明了运动形式相互转化的能力也是不灭的，是物质本身所固有的性质。这样，这个定律就第一次在极其广阔的领域里把自然界各种联系了起来。 能量守恒与转化定律的确立，在实践上对创造第一类永动机的不可能实现从科学上作了最后判决，彻底地否定了永动机的幻想，使经典物理学发展成一系列完整的理论科学。 当然，应该指出，任何一个重要的科学原理的具体形式，都有它的相对性，对能量守恒与转化定律来说，能量及其转化也有各种具体形式。随着社会实践，特别是科学实验的发展，人们对能量形式的认识也是不断丰富的。因此，我们不能说已经认识了所有的能量形式的转化过程。随着科学实验的发展，人们完全可能发现一些新的能量形式，认识一些新的转化机理 ，甚至探索到一些难以想象的效应。那时，这原理也会崭新的面貌呈现在人类面前。
作为一名专为他人授业解惑的人民教师，通常会被要求编写说课稿，借助说课稿可以有效提高教学效率。那么优秀的说课稿是什么样的呢？下面是我整理的实验验证《机械能守恒定律》的说课稿（通用5篇），希望对大家有所帮助。
一、教材分析
《机械能守恒定律》是人教版高中新教材必修2第七章第8节，本节内容从理论推导过程中，强化学生对动能定理的进一步理解；机械能守恒定律属物理规律教学，是对功能关系的进一步认识，是学生理解能量的转化与守恒的铺垫，为今后学习动量守恒、电荷守恒打下基础。它结合动量守恒定律是解决力学综合题的核心，而这类问题又常伴随着较为复杂的运动过程和受力特点是充分考查学生抽象思维能力、分析能力、应用能力的关键点。
教学目标
根据上述教材结构与内容分析，依据课程标准，考虑到学生已有的认知结构、心理特征 ,制定如下教学目标：
知识与技能
1、知道什么是机械能；
2、知道物体的动能和势能可以相互转化；
3、掌握机械能守恒的条件；
情感态度与价值观目标
1、培养学生发现和提出问题，并利用已有知识探索学习新知识的能力；
2、通过能量守恒的教学，使学生树立科学观点，理解和运用自然规律，并用来解决实际问题。
教学重点、难点
重点：掌握机械能守恒定律的推导、建立过程，理解机械能守恒定律的内容；
在具体的问题中能判定机械能是否守恒，并能列出定律的数学表达式。
难点：从能的转化和功能关系出发理解机械能守恒的条件。
二、说教法
主要采用讲授法、讨论法、归纳法相结合的启发式教学方法。通过师生一起探索得出物理规律及适用条件，充分调动学生积极性，充分体现"教师主导、学生主体"的教学原则。采用情景→问题→分析与活动→总结的教学设计模式，以老师指导下的学生活动为主。
三、说学法
让学生真正成为学习的主体。这种运用归纳法的思想，从一个个典型的物理情景中总结出科学的结论，可以大大调动学生学习的积极性和主动性。本节课的教学过程中通过观察生活中的常见形变，巧用引导性提问，激发学生的积极性，让学生在轻松、自主、讨论的学习氛围中总结出本节的主要内容从而完成学习任务。
四、教学过程
（引入新课）
用多媒体展示下述物理情景：A.运动员投出铅球；B.弹簧的一端接在气垫导轨的一端，另一端和滑块相连，让滑块在水平的轨道上做往复运动。
1.动能和势能的转化
依次演示自由落体、竖直上抛、滚摆、单摆和弹簧振子，提醒学生注意观察物体运动中动能、势能的变化情况。让学生思考上述演示过程中动能和势能有什么变化。
2.探究规律找出机械能不变的条件
只受重力做功作用分析
只有弹力做功分析
结论：在只有重力或弹力做功的物体系统内，动能与势能可以相互转化，而总的机械能保持不变，这就叫机械能守恒定律。
3、 能力训练
例1、在距离地面20m高处以15m/s的初速度水平抛出一小球，不计空气阻力，取g=10m/s2,求小球落地速度大小。引导学生思考分析，提出问题：
（1）前面学习过应用运动合成与分解的方法处理平抛运动，现在能否应用机械能守恒定律解决这类问题？
（2）小球抛出后至落地之前的运动过程中，是否满足机械能守恒的条件？如何应用机械能守恒定律解决问题？
提出问题：请考虑用机械能守恒定律解决问题与用运动合成解决问题的差异是什么？
4、引导学生学会应用机械能守恒定律解题的基本步骤。
5、总结归纳
本课学习，我们通过演示实验归纳总结了动能和势能之间可以发生相互转化，了解了只有重力做功或只有弹簧弹力做功的情况下，物体的机械能总量不变，通过简单的实例分析、加深对机械能守恒定律的理解。
一、说教材
《验证机械能守恒定律》选自人教版高中物理必修二第七章第九节。本节主要内容为：学生利用打点计时器，打下纸带，通过计算来验证重锤在下落的过程中机械能是否守恒。本节课，可以升华学生对上节课机械能守恒定律的理解，培养学生科学严谨的态度。又可以为接下来学习动量守恒，电荷守恒等定律打下基础，起到了承上启下的作用。因此本节课意义重大。
基于该节课的内容和新课改的要求，制定如下教学目标：
知识和技能目标：会用打点计时器打下的纸带计算物体运动的速度，掌握验证机械能守恒定律的实验原理。
过程和方法目标：通过分组实验提高动手能力，协作能力，提高解决实际问题的能力。
情感、态度、价值观目标：通过亲身的体验以及探究学习活动，提高学生学习热情、培养学生尊重客观事实的科学态度。
通过对以上教材地位和教学目标的分析，本节课的教学重点是实验方案的设计与实验数据的处理；难点是实验误差的分析。
二、说学情
该年级的学生已经掌握了机械能守恒定律的内容以及条件，也具备了一定的实验操作技能，会用打点计时器，具备一定的数据处理能力。但是，对于实验操作的规范性和实验结果误差的分析还有所欠缺，所以我在教学中要重点培养学生的实验操作能力以及分析能力。
三、说教法
在教学活动中良好的教学方法能够起到事半功倍的效果，本节课我主要采用实验法即通过实验学生验证机械能守恒定律；并结合讨论法，让学生在物理课上学会合作，学会交流，学会学习。
四、说学法
新课改理念告诉我们，学生不仅要学到具体的知识，更重要的是要学会怎样自己学习。所以在课堂上我将引导学生通过实验探究、合作交流的学法来更好的掌握实验探究的内容。
五、说教学过程
环节一：导入新课
在进行新课教学之前，复习导入机械能守恒定律的内容和表达式是什么，同时情景引入，播放田亮跳水视频。十米跳台跳水是种技术性极强的运动，如果不计空气阻力，机械能是否守恒？通过问题创设，一方面可以明确本节课的实验主题——机械能守恒，另一方面可以使学生的学习热情和学习兴趣很快被调动起来，有利于新课的教学。
环节二：新课讲授
我将以启发的方式提问学生让学生思考：如果让你来设计一个实验来验证机械能守恒定律，你会怎么做？给出你的方案。再分组讨论实验方案，并让各个小组选出代表以汇报的方式跟全班学生分享实验方案。然后各小组对所有的实验方案的优缺点进行讨论。再次让各个小组选出代表以汇报的方式跟全班学生分享优缺点。在所有小组都汇报结束后，我做适当的总结。并引导学生确定最终的实验方案——利用重物的自由落体运动验证机械能守恒定律。这样设计课程，可以让学生积极主动参与到课堂里面来，更好地调动学习氛围。符合新课改要求：学生是学习的主人，突出学生的探究学习。还能进一步提升学生的自主探究能力。
在实验方案确定之后，我将提出第二个问题：实验得到什么结果，可以证明机械能守恒吗？引导学生思考。通过提问得到结论：在任意点上，重物的势能和动能之和等于初始位置上重物的势能。在解答了这个问题后，接着提出第三个问题：如何计算在任意点上重物的动能。明确重物在任意位置的速度对与计算动能至关重要。分组实验、采集数据。
根据讨论结果，指导学生分组实验。学生四人一组进行实验，完成实验操作，记录实验数据。
得到方案：把纸带和重物固定在一起下落，用打点计时器在纸带上打点，记录下重物下落的高度，计算出对应的瞬时速度。然后，带着学生一起通过公式的推导得到速度的测量公式：
即：做匀变速运动的纸带上某点的瞬时速度，等于这点前后相邻两点间的平均速度。这样既可以培养学生分析问题，解决问题的`能力，又可以在分组讨论中，培养学生的团结协作精神。
环节三：拓展巩固
在此环节，我会结合书上的习题，让学生通过做题的方式加深对所学知识点的理解和掌握。
环节四：课堂小结
高中物理注重学生物理学科素养的培养，思维方法是解决问题的关键，亲手操作，参与实践，是最直观获得知识的手段，也是进一步加强对知识的理解。我会让学生总结本次实验课主要探究的内容。
环节五：布置作业
作业方面，形成实验报告（必做的作业）
重新制定验证机械能守恒定律方案。（机动性作业）
一、说教材
1、教材的地位、作用和特点
从前后联系来看，这节课的内容有利于学生对功能关系的进一步认识；在理论推导的过程中，有利于强化学生对动能订立的理解；从思维方式上分析，有利于学生建立守恒的观念，为今后学习动量守恒、电荷守恒等守恒定律打下基础，起到了承上启下的作用。
教材这样的安排，较好的体现了理论与实践的统一，使学生明白，物理规律不仅可以直接由实验得到，也可以用已知规律从理论上导出。
2、教学目的
知识目标：理解机械能守恒定律的内容，在具体问题中能判断机械能守恒的条件。
能力目标：初步学会从能量转化和守恒的观点来解释物理现象，并能将所学知识应用于实际情境中。
在归纳机械能守恒定律的使用条件时，培养学生独立思考的能力，归纳总结的能力以及口头表达能力。
情感目标：激发学生学习兴趣，培养学生自信心以及严谨认真的科学态度。
3、教学重点
通过严密的理论推导使学生获得必要的理性认识，正确理机械能守恒定律的内容以及定律是否成立的判定条件。
4、教学难点
学生抽象思维尚处于起步阶段，对功、能等物理量理解不够深刻，要从功能转化关系理解机械能守恒的条件有一定难度。
二、说教法
本节主要采用讲授法、讨论法、归纳法相结合的启发式教学方法。通过师生一起探索得出物理规律及适用条件，充分调动学生积极性，充分体现“教师主导、学生主体”的教学原则。
三、说方法
1、为适应高一学生的认识和思维发展水平，根据新课内容要求，创设“自由落体、平抛、沿斜面下滑”三个物理情境作为铺垫，由易到难，引导学生进行实践-认识-再实践-再认识，完成认识上的飞跃。
2、通过设疑，启发学生思考
在归纳机械能守恒定律的使用条件时，引导学生进行讨论，鼓励学生提出自己的观点，并能加以评价，培养学生的学习兴趣以及对物理学习的自信心。
四、教学程序
分为引入、新课、联系巩固、作业四个步骤。
以生活中常见情境为例，让学生分析动能、势能的相互转化，提出机械能如何变化的问题，顺势引入新课；
创设三个不同情境（同前），让学生用所学知识进行分析，在师生共同探讨下得出机械能守恒定律的内容。
以三个情境为例，让学生自由讨论定律成立的条件，教师进行适当引导，最后共同得到适用条件。
然后通过适当的课堂练习让学生对新学知识进行巩固和加深理解。
五、研究性课题的提出
通过以下实例让学生课后去进行探讨
让A球拉到相同高度，分析A到达右侧所能到达的高度。
教学目标：
知识与能力：掌握机械能守恒定律，知道它的含义和适用条件；会利用守恒条件判断机械能是否守恒。
过程与方法：学生会推导机械能守恒定律；会用归纳的方法提出守恒条件；加深对功能关系的理解。
情感态度价值观：通过分析事物发生的条件，学习和体会"具体情况具体分析""透过现象看本质"的方法，理解自然规律，应用自然规律。
教学重点：
学生推导机械能守恒定律，并掌握该定律及其适用条件。
教学难点：
从能的转化和功能关系出发理解机械能守恒的条件并且判断是否守恒。
教学方法：
讲授法，对比归纳，实例分析的方法。
教学过程：
一、复习引课
功和能关系如何？
动能定理的内容和表达式是什么？
重力所做的功与物体重力势能的变化之间有什么关系？
二、新课教学
（一）机械能
1、概念：物体的动能、势能的总和。E=EK+EP
2、机械能是标量，具有相对性（需要设定势能参考平面）
3、机械能之间可以相互转化（学生举例，教师补充）
（二）机械能守恒定律的推导
1、实例分析：（提前布置的作业，课上检查，讲评）
学生发现：只有重力做功时，物体的动能和势能相互转化，但机械能总量保持不变。如果有阻力做功，则总量有变化。
（1）
2、理论推导过程
思考题一：如图所示，一个质量为m的物体自由下落，经过高度
为h1的A点时速度为v1,下落到高度h2为的B点时速度为v2,
试写出物体在A点时的机械能和在B点时的机械能，并找到这二个
机械能之间的数量关系。
（2）
思考题二：如图所示，一个质量为m的物体做平抛运动，经过高度
为h1的A点时速度为v1,经过高度为h2的B点时速度为v2,写出
物体在位置A、B时的机械能的表达式并找出这二个机械能之间的关系。
初状态：A点的机械能等于
末状态：B点的机械能等于
物体只受重力的作用，据动能定理得： （1）
据重力做功与重力势能的关系得到： WG= mgh1-mgh2 （2）
由（1）（2）两式可得
移项得：
学生讨论：上述表达式说明了什么问题？
讨论后：学生代表回答
等号左边是物体在初位置时的机械能，等号右边是物体在末位置时的机械能，该式表示：动能和势能之和即总的机械能保持不变。
教师提问：如果有阻力做功呢？上面的两边还会相等吗？
学生回答：不相等。
结论：只有重力做功时，动能和重力势能相互转化，但机械能总量保持不变。
（三）机械能守恒定律
1、内容：在只有重力做功时，物体的动能和重力势能发生相互转化，但机械能总量保持不变。
2、理解：
（1）条件：（由学生分析、讨论）
a:只受重力作用
b:不只受得力作用，但其它力不做功（学生举例）
（2）表达式
（机械能总量始终保持不变）
（动能的增加量等于重力势能的减少量）
（3）机械能守恒定律是能量转化与守恒的特殊情况。守恒是指在运动的整个过程中"时时、处处"总量不变，而不仅仅是初状态和末状态总量相等。
（4）只有弹簧弹力做功时，弹性势能和动能间相互转化，但物体和弹簧系统机械能总量保持不变。
（四）巩固练习
1、关于物体的机械能是否守恒的叙述，下列说法中正确的是：
A、竖直下落的物体，机械能一定守恒；
B、做匀变速直线运动的物体，机械能一定守恒；
C、外力对物体所做的功等于0时，机械能一定守恒；
D、物体若只有重力做功，机械能一定守恒。
2、下列运动的物体，不计空气阻力，机械能不守恒的是：
A、起重机吊起物体匀速上升；
B、物体做平抛运动；
C、圆锥摆球在水平面内做匀速圆周运动；
3、从离地高为H的阳台上以速度v竖直向上抛出质量为m的物体，它上升 h后又返回下落，最后落在地面上，则一列说法中正确的是（不计空气阻力，以地面为参考面）
A、物体在最高点时机械能为mg（H+h）；
B、物体落地时的机械能为mg（H+h）+1/2mv2;
C、物体落地时的机械能为mgH+1/2mv2;
D、物体在落回过程中，过阳台时的机械能为mgH+1/2mv2
4、将物体由地面竖直上抛，如果不计空气阻力，物体能够达到的最大高度为H,当物体在上升过程中的某一位置，它的动能是重力势能的2倍，则这一位置的高度为
A.2H/3 B.H/2 C.H/3 D.H/4。
学习目标：
1. 学会利用自由落体运动验证机械能守恒定律。
2. 进一步熟练掌握应用计时器打纸带研究物体运动的方法。
学习重点：
1. 验证机械能守恒定律的实验原理和步骤。
2. 验证机械能守恒定律实验的注意事项。
学习难点：
验证机械能守恒定律实验的注意事项。
主要内容：
一、实验原理
物体在自由下落过程中，重力势能减少，动能增加。如果忽略空气阻力，只有重力做功，物体的机械能守恒，重力势能的减少等于动能的增加。设物体的质量为m,借助打点计时器打下纸带，由纸带测算出至某时刻下落的高度h及该时刻的瞬时速度v;进而求得重力势能的减少量│△Ep│=mgh和动能的增加量△EK=1/2mv2;比较│△Ep│和△EK,若在误差允许的范围内相等，即可验证机械能守恒。
测定第n点的瞬时速度vn:依据"物体做匀变速直线运动，在某段时间内的平均速度等于这段时间中间时刻的瞬时速度",用公式vn=（hn+1-hn-1）/2T计算（T为打下相邻两点的时间间隔）。
二、实验器材
电火花计时器（或电磁打点计时器），交流电源，纸带（复写纸片），重物（带纸带夹子），导线，刻度尺，铁架台（带夹子）。
三、实验步骤
（1）按图装置固定好计时器，并用导线将计时器接到电压合适的交流电源上（电火花计时器要接到220 V交流电源上，电磁打点计时器要接到4 V~6 V的交流低压电源上）。
（2）将纸带的一端用小夹子固定在重物上，使另一端穿过计时器的限位孔，用手竖直提着纸带，使重物静止在靠近计时器的地方。
（3）接通电源，松开纸带，让重物自由下落，计时器就在纸带上打下一系列小点。
（4）换几条纸带，重做上面的实验。
（5）从几条打上了点的纸带上挑选第一、二两点间的距离接近2 mm且点迹清晰的纸带进行测量。
（6）在挑选出的纸带上，先记下打第一个点的位置0（或A），再任意选取几个点1、2、3（或B、C、D）等，用刻度尺量出各点到0的距离h1、h2、h3等，如图所示。
（7）用公式vn=（hn+1-hn-1）/2T计算出各点对应的瞬时速度v1、v2、v3等。
（8）计算出各点对应的势能减少量mghn和动能的增加量1/2mvn2的值，进行比较，得出结论。
四、实验记录
五、实验结论
在只有重力做功的情况下，物体的重力势能和动能可以相互转化，但机械能的总量保持不变。
六、实验注意事项
（1）计时器要竖直地架稳、放正。架稳就是要牢固、稳定。重物下落时它不振动；放正就是使上下两个限位孔在同一竖直平面内一条竖直线上与纸带运动方向相同，以减小纸带运动时与限位孔的摩擦（可用手提住固定好重物的纸带上端，上下拉动纸带，寻找一个手感阻力最小的位置）。
（2）打点前的纸带必须平直，不要卷曲，否则纸带在下落时会卷到计时器的上边缘上，从而增大了阻力，导致实验误差过大。
（3）接通电源前，提纸带的手必须拿稳纸带，并使纸带保持竖直，然后接通电源，待计时器正常工作后，再松开纸带让重物下落，以保证第一个点迹是一个清晰的小点。
（4）对重物的要求：选用密度大、质量大些的物体，以减小运动中阻力的影响（使重力远大于阻力）。
（5）纸带的挑选：应挑选第一、二两点间的距离接近2 mm且点迹清晰的纸带进行测量。这是因为：本实验的前提是在重物做自由落体运动的情况下，通过研究重力势能的减少量与动能的增加量是否相等来验证机械能是否守恒的，故应保证纸带（重物）是在打第一个点的瞬间开始下落。计时器每隔O.02 s打一次点，做自由落体运动的物体在最初0.02 s内下落的距离h1=1/2gt2=1/2×9.8×0.022m=0.002 m=2 mm,所以若纸带第一、二两点间的距离接近2 mm,就意味着重物是在打第一个点时的瞬间开始下落的，从而满足本次实验的前提条件（打第一个点物体的初速度为零，开始做自由落体运动）。
（6）测量下落高度时，必须从起点o量起。为了减小测量^的相对误差，选取的计数点要离O点适当远些（纸带也不宜过长，其有效长度可在60 cm~80 cm以内）。
（7）本实验并不需要知道重力势能减少量和动能增加量的具体数值，只要对mgh与1/2mv2进行比较（实际上只要验证1/2v2=gh即可）以达到验证机械能守恒的目的，所以不必测出重物的质量。
七、误差分析
（1）做好本实验的关键是尽量减小重物下落过程中的阻力，但阻力不可能完全消除。本实验中，误差的主要来源是纸带摩擦和空气阻力。由于重物及纸带在下落中要不断地克服阻力做功，因此物体动能的增加量必稍小于重力势能的减少量，这是系统误差。减小系统误差的方法有选用密度大的实心重物，重物下落前纸带应保持竖直，选用电火花计时器等。
（2）由于测量长度会造成误差，属偶然误差，减少办法一是测距离都应从起点0量起，下落高度h适当大些（过小，h不易测准确；过大，阻力影响造成的误差大），二是多测几次取平均值。
【例一】 在"验证机械能守恒定律"的实验中，已知打点计时器所用电源的频率为50Hz,查得当地的重力加速度g=9.80m/s2.某同学选择了一条理想的纸带，用刻度尺测量时计数点对应刻度尺上的读数如图所示。图中O点是打点计时器打出的第一个点，A、B、C、D分别是每打两个点取出的计数点。根据以上数据，可知重物由O点运动到B点时：
（1）重力势能的减少量为多少？
（2）动能的增加量是多少？
（3）根据计算的数据可得出什么结论？产生误差的主要原因是什么？
他对碰撞的研究我知道的就是之后被牛顿加以概括的牛顿第一定律，惯性定律，它是说物体在不受外力或受外力为零的情况下总保持静止状态或匀速直线运动状态。伽就用一个斜坡把一个小球从上边自由滚下，他发现如果接触面足够光滑，小球会一直运动下去，斜坡坡度越来越小，直至水平，则小球在这种理想的状态下，将保持匀速直线运动，一直运动下去。
短篇通栏怎么写 - 百度知道1个回答回答时间：2022年12月20日最佳回答：短篇论文格式1 适应高职特色，精选教学内容。形势与政策课是高职院校形势与政策教育的主课堂，教师要加强对教学要点和教学内容的理解...百度知道短篇通讯稿(范本) - 豆丁网2017年4月11日(如果有涉及参 与活动的嘉宾的话,可以介绍一下)例子: 如写一个开学典礼,可以这样写:某年某月,在何地、...豆丁网短篇通栏怎么写 -
世界上有确定的东西吗？正如大家所知，1927年3月，海森堡在《量子论的运动学与动力学的知觉内容》论文中，提出了量子力学的另一种测不准关系，海森堡认为，科学研究工作宏观领域进入微观领域时，会遇到测量仪器是宏观的，而研究对象是微观的矛盾，在微观世界里，对于质量极小的粒子来说，宏观仪器对微观粒子的干扰是不可忽视的，也是无法控制点额，测量的结果也就同粒子的原来状态不完全相同。所以在微观系统中，不能使用实验手段同时准确的测出微观粒子的位置和动量，时间和能量。由数学推导，海森堡给出了一个测不准关系式： 。对于微观粒子一些成对的物理量，在这里指位置和动量，时间和能量，不能同时具有确定的数值，其中一个量愈确定，则另一个就愈不确定。所谓测不准关系，主要是普朗克常量h使量子结果与经典结果有所不同。如果h为零，则对测量没有任何根本的限制，这是经典的观点；如果h很小，在宏观情况下，仍然能以很大的精确性同时测定动量与位置或能量与时间的关系，但是在微观的场合就不能同时测定。实验表明，决定微观系统的未来行为，只能是观察结果所出现的概率，测不准关系已经被认为是微观粒子的客观特性。海森堡提出了测不准关系后，立即在哥本哈根学派中引起了强烈的反响，泡利欢呼“现在是量子力学的黎明”，玻尔试图从哲学上进行概括。1927年9月，玻尔在与意大利科摩召开的国际物理学会议上提出了著名的“互补原理”，用以解释量子现象基本特征的波粒二象性，它认为量子现象的空间和时间坐标和动量守恒定律，能量守恒定律不能同时在同一个实验中表现出来，而只能在互相排斥的实验条件下出来不能统一与统一图景中，只能用波和粒子这些互相排斥的经典概念来反映。波和粒子这两个概念虽然是互相排斥的，但两者在描写量子现象是却又是缺一不可的。因此玻尔认为他们二者是互相补充的，量子力学就是量子现象的终极理论。“互补原理”实质上是一种哲学原理，称为量子力学的“哥本哈根解释”。30年代后成为量子力学的“正统”解释，波恩称此为“现代科学哲学的顶峰。”1927年10月在布鲁塞尔第五届索尔卡物理学会议上，量子力学的哥本哈根解释为许多物理学家所接受，同时也受到爱因斯坦等一些人的强烈反对。爱因斯坦为此精心设计了一系列理想实验，企图超越不确定关系的限制来揭露量子力学理论的逻辑矛盾。玻尔和海森堡等人则把量子理论同相对论作比较，有利地驳斥了爱因斯坦。1930年10月第六届索尔卡物理学会议上，爱因斯坦又绞尽脑汁提出了一个“光子箱”的理想实验，向量子力学提出了严峻的挑战。光子箱的结构很简单，一个匣子挂在弹簧称上，一个相机快门一样的装置控制匣子内光子的射出。每次射出光子的时间由快门控制，弹簧称上可以读出整个盒子因光子出射而减少的质量，根据大名鼎鼎的爱因斯坦质能关系： 得出光子的能量，这样原则上时间和能量不存在不能同时确定的问题。 据说玻尔看到这个装置登时口吐白沫，经过紧急抢救时的输氧加上彻夜的苦思之后，玻尔终于搬来了救星，呵呵，那竟然是爱因斯坦本人的广义相对论。发射出光子后，光子箱的质量减少纵然可以精确测出，然而弹簧秤收缩，引力势能减小，根据广义相对论的引力理论，箱子中的时钟会走慢，归根到底时间又是不确定了。 这次轮到爱因斯坦吐血三天了，他费尽心思找来的实验居然成了量子力学测不准关系的绝妙证明，还被玻尔等人堂而皇之的载入他们的论文之中。 既然在微观状态下，存在测不准关系，那么在宏观状态下，还存在测不准关系吗？这个我们应该能得出结论:当然存在测不准关系。我们做实验的时候，一旦到了处理实验数据就要同时算出相应的不确定度。这是为什么呢？测量结果都具有误差，误差自始至终存在于一切科学实验和测量的过程之中。任何测量仪器、测量环境、测量方法、测量者的观察力都不可能做到绝对严密，这就使测量不可避免地伴随着有误差产生。因此，分析测量可能产生的各种误差，尽可能可消除其影响，并对测量结果中未能消除的误差做出估计，就是物理实验和许多科学实验中必不可少的工作。但是，我们只能尽力减小误差，却不能消除它。从上面可以看得出，世界上是不存在测得准的东西的，正所谓世界是辩证统一的，事物是相互影响的，既存在相对性，又存在绝对性。事物的测不准关系，就因为它既有相对性，又有绝对性，而我们通常所说的某某物重多少，高多少，等等看似绝对的数据其实是相对的。在某一个时段里，物体趋向于某个值的概率最大，因而我们就把这个值称作在这个时段里的相对准确值，它本是使不可能测准的。事物之间又存在着相互作用，因而又由于相互作用是具体的，因而是有限的，具有一定的认识意义；而本体则是抽象的，因而是无限的，并不具有任何确定的认识意义。所以，世界上并不存在确定的东西。参考文献：张三慧，《大学物理学<量子物理>》清华大学出版社2000年8月第二版34页35页李士本，张力学，王晓峰《自然科学简明教程》，浙江大学出版社2006年2月第一版，68页.72页 资料来源：
问题不太清楚
能量守恒是符合时间平移对称性的，这也就是说能量守恒定律的适用是不受时间限制的，举个例子比如说切割磁感线的闭合线圈在动能损失时增加了其的焦耳内能，这是符合能量守恒定律的，而这个过程即使推后几天也是成立的。它可表述为：在孤立系统中，能量从一种形式转换成另一种形式，从一个物体传递到另一个物体，在转换和传递的过程中，各种形式、各个物体的能量的总和保持不变。整个自然界也可看成一个孤立系统，而表述为自然界中能量可不断转换和传递，但总量保持不变。从18世纪末到20世纪40年代，6个国家的10多位科学家从不同角度或否定热质说或独立地提出了能量守恒观点。俄国化学家盖斯于1836年发现，任何一个化学反应，不论是一步完成，还是几步完成，放出的总热量相同，即证明了能量在化学反应中是守恒的，被认为是能量守恒定律的先驱。德国医生J.R.迈尔在荷兰远航东印度船中任船医时，在热带地区看到海员静脉中的血红于在欧洲时，他联系到L.A.拉瓦锡的燃烧理论，认为机体需热量小，食物氧化过程减弱，静脉血中留下较多的氧，从而想到食物中化学能与热能的等效性。又从海员谈话中听到海水在暴风雨中较热，想到热和机械运动的等效性，1841和1842年连续写出论自然力(即能量)守恒的论文，并从空气的定压和定容比热之比，推算出热功当量为1卡等于365克力·米，因此迈尔是公认的第一个提出能量守恒并计算出热功当量的人。J.P.焦耳是英国的酒商和业余的物理学家，从1837年开始研究电流产生热量，以后又用多种机械装置反复测定热功当量，一直工作到1878年，终于精确地测定了热功当量值(他用的是英制，换算后为4.51焦/卡)，和现代值很近，从而为能量守恒奠定了巩固的实验基础，因此也被公认为发现人之一。德国生理学家H.von亥姆霍兹在不了解迈尔和焦耳的研究情况下，从永动机不可能出发，思考自然界不同的力(即能)间的相互关系。在专著《力的守恒》中提到张力(今称势能)和活力(即动能)的转换，还深刻地阐明热的本质：“被称为热的量的，一部分是指热运动活力的量，另一部分是指原子之间张力的量。这些张力在原子的排列发生变化时能引起热运动，第一部分相当于称之为自由热的部分，第二部分相当于称之为潜热的部分。”他还分析了在电、磁和生物机体中的力的守恒问题。尽管他系统地完整地综合了能量守恒理论，他仍把发现定律的优先权让给迈尔和焦耳。此外，还有好几位科学家对这条定律做出贡献，但这条揭示力、热、电、化学等各种运动间的统一性、使物理学融为一体的重要定律，在诞生初期却受到重重阻挠。英国皇家学会曾拒绝宣读焦耳的论文，德国主要物理学杂志主编J.C.波根多夫以含有思辨内容为由曾先后拒绝发表迈尔和亥姆霍兹的论文，使得他们不得不以小册子形式自费出版论文。20世纪，根据A.爱因斯坦的狭义相对论，能量有新的涵义，高速运动的粒子的能量表示式也和宏观、低速运动的物体的表示式有根本差别。实验证明，康普顿效应等高速粒子碰撞现象完全符合能量守恒，而且还能根据这条定律预言在β衰变中出现的新粒子——中微子，因此这条从宏观物理现象总结出来的基本定律完全符合微观粒子的运动，确保了它在自然科学中的重要地位。已知道它是和时间平移对称性相关联的，并和三个方向上的动量守恒，组成了四维空间的守恒关系。
能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只能从一种形式转化为别的形式，或者从一个物体转移到别的物体，在转化或转移的过程中其总量不变。
能量守恒定律的哲学意义很多，我大概的说几个不知道是否有人认同。1.能量是一种存在，但它不能脱离物质单独存在。2.存在就是能量关于时间和空间的对称性，但这种对称性只能限制在一定的范围内。3.这种存在是有源头的，没有能量谈什么能量守恒？”皮之不存，毛将焉附？”。4.究其源头会发现能量是有源头的，这个源头就是能量相对性原理。5.一个封闭系统中若各种能量相互转换，把这种转换线无限连接下去就会发现一个能量转换闭合球，这种球没有一根外接线，若有一根外接线则意味着能量不守恒。6.这种转换线必须是连续的且不能中断，若中断也意味着能量不守恒。例如:一个物体下落，动能是由重力势能转换的，重力势能又是引力势能转换的，那么引力势能又是什么能量转换的？这里就发生连接线的中断，这种中断就界定了机械能守恒定律的使用范围，即机械能守恒定律只能在一个单独保守力场内使用，若跨越这种界线，能量则不守恒。7.能量守恒定律成立的前提条件是一个保守力场内的物质质量首先要守恒，若这个保守力场内的物质质量不守恒，那么这个系统内的能量就无法保持守恒。例如:地球引力场边缘势能为零的界线之外处于”无“状态的物质闯入势能为零界线以后，引力是从无到有的过程，这时物体相对地球的势能也是从无到有的过程，这时整个地球系统内的能量就不守恒了，这就是地球系统内能量的来源，叫能量相对性原理。8.能量相对性原理-能量守恒定律＝宇宙的暗能量。9.宇宙暗质量＝宇宙暗能量/c²。10.能量守恒是保证星球稳定存在的重要因素，而能量相对性原理正好相反，是破坏这种稳定的存在。例如:把一个星球看作一个杯子，若两个杯子结合其结合体的内能有1+1＝3的关系，若无限结合下去，这种效应就会撑破这个星球，导致星球的爆炸，这种爆炸就是宇宙大爆炸，也就是宇宙物体运动的起源,追究运动的终极根源最终就会追究到能量相对性原理身上。11.力是物体间的相互作用。从力的定义中就可以看出力的相互作用分为三个阶段:无相互作用阶段；相互作用阶段；相互作用平衡终止阶段。能量守恒定律只适用于矛盾的第二和第三阶段而不适用于第一阶段和第二阶段之间的区域，这个区间内是能量的产生区间，只能用能量相对性原理来解释。12.也就是说能量守恒定律只适用于牛顿二.三定律区间，而不适用于一定律向二定律转换区间。先暂谈这几点，反正审核也无法通过，谈多了也无用。
【能量守恒是什么东西,什么时候可以用？】 能量守恒问题你可以设问自己能量从哪来，去了哪.就是说能量在整个宇宙是不变的，它只不过是以不同形式转移了而已，假如你身体被太阳照射后感到热，那么你可以设想你为什么会感到热，谁让你变热，就是太阳光（电磁波），太阳以电磁波形式把一部分能量传导给了你.至于用处，多了，比如物理计算题，在受力分析和运动过程都比较复杂时，可以利用能量守恒解决，比如两物体相对滑动，这过程有动能损失，转变成了摩擦力做的功，这样做比较方便，因为不需用考虑过程，只要知道初末状态就行，这就是著名的动能定理。 能量守恒定律是什么意思 能量守恒定律即热力学第一定律是指在一个封闭（孤立）系统的总能量保持不变。其中总能量一般说来已不再只是动能与势能之和，而是静止能量（固有能量）、动能、势能三者的总量。 能量守恒定律可以表述为：一个系统的总能量的改变只能等于传入或者传出该系统的能量的多少。总能量为系统的机械能、热能及除热能以外的任何内能形式的总和。 能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只会从一种形式转化为另一种形式，或者从一个物体转移到其它物体，而能量的总量保持不变。能量守恒定律是自然界普遍的基本定律之一。扩展资料： 能量守恒定律的历史影响： 1、否定永动机 据说永动机的概念发端于印度，在公元12世纪传入欧洲。据记载欧洲最早、最著名的一个永动机设计方案是13世纪时由法国V·亨内考提出来的。随后，研究和发明永动机的人不断涌现，尽管有不少学者研究指出永动机是不可能的。 2、热力机械 1798年，美国人C·朗福德发现用镗具钻削制造炮筒的青铜坯料时，金属坯料发烫。朗福德注意到只要镗钻不停止，金属就不停地发热。结论是镗具的机械运动转化为热，因此热是一种运动形式，而不是以前认为的是一种物质。朗福德试图计算一定量的机械能所产生的热量，首次给出一个粗略的热功当量的数值。 3、温度计的发明 关于热的精确理论应当从制造温度计开始。17世纪，G·伽利略等人开始制作温度计。由于采用的温标使用不方便，后人很少使用。 参考资料来源：百度百科-能量守恒定律 能量守恒是什么意思？ 能量在量方面的变化，遵循自然界最普遍、最基本的规律，即能量守恒定律。 能量守恒定律是在5个国家、由各种不同职业的10余位科学家从不同侧面各自独立发现的。其中迈尔、焦耳、亥姆霍兹是主要贡献者。 迈尔是德国医生，从新陈代谢的研究中得出，1842年，迈尔发表了题为《论无机界的力》的论文，进一步表达了物理化学过程中能量守恒的思想。焦耳是英国物理学家，1843年，他钻研并测定了热能和机械功之间的当量关系。 1847年，他做了迄今认为确定热功当量的最好实验。此后不断改进实验方法，直到1878年还有测量结果的报告，精确的实验结果为能量守恒定律的确立，提供了无可置疑的实验证据。 亥姆霍兹是德国物理学家、生理学家，于1847年出版了《论力的守恒》一书，给出了对不同形式的能的数学表示式，并研究了它们之间相互转化的情况，从而这部著作成了能量守恒定律论证方面影响较大的一篇历史性文献。该定律发现的过程中，除了上述3位外，还有法国卡诺、德国莫尔、法国塞甘、瑞士赫斯、德国霍耳兹曼、英国格罗夫、丹麦柯耳丁以及法国伊伦，都曾独立地发表过有关能量守恒方面的论文，对能量守恒定律的发现作出了贡献。 能量守恒定律指出：“自然界的一切物质都具有能量，能量既不能创造也不能消灭，而只能从一种形式转换成另一种形式，从一个物体传递到另一个物体，在能量转换和传递过程中能量的总量恒定不变”。 能源在一定条件下可以转换成人们所需要的各种形式的能量。 例如，煤燃烧后放出热量，可以用来取暖；可以用来生产蒸汽，推动蒸汽机转换为机械能，推动汽轮发电机转变为电能。电能又可以通过电动机、电灯或其它用电器转换为机械能、光能或热能等。 又如太阳能，可以通过聚热气加热水，也可以产生蒸汽用以发电；还可以通过太阳能电池直接将太阳能转换为电能。当然，这些转换都遵循能量守恒定律。 在英文中，能量守恒被称为：Energy Conservation 能量守恒的具体表达形式 保守力学系统：在只有保守力做功的情况下，系统能量表现为机械能（动能和位能），能量守恒具体表达为机械能守恒定律。 热力学系统：能量表达为内能，热量和功，能量守恒的表达形式是热力学第一定律。 相对论力学：在相对论里，质量和能量可以相互转变。计及质量改变带来能量变化，能量守恒定律依然成立。 历史上也称这种情况下的能量守恒定律为质能守恒定律。 能量守恒是符合时间平移对称性的，这也就是说能量守恒定律的适用是不受时间限制的，举个例子比如说切割磁感线的闭合线圈在动能损失时增加了其的焦耳内能，这是符合能量守恒定律的，而这个过程即使推后几天也是成立的。 自然科学中最基本的定律之一。它科学地阐明了运动不灭的观点。 它可表述为：在孤立系统中，能量从一种形式转换成另一种形式，从一个物体传递到另一个物体，在转换和传递的过程中，各种形式、各个物体的能量的总和保持不变。整个自然界也可看成一个孤立系统，而表述为自然界中能量可不断转换和传递，但总量保持不变。 从18世纪末到20世纪40年代，6个国家的10多位科学家从不同角度或否定热质说或独立地提出了能量守恒观点。俄国化学家盖斯于1836年发现，任何一个化学反应，不论是一步完成，还是几步完成，放出的总热量相同，即证明了能量在化学反应中是守恒的，被认为是能量守恒定律的先驱。 德国医生J.R.迈尔在荷兰远航东印度船中任船医时，在热带地区看到海员静脉中的血红于在欧洲时，他联系到L.A.拉瓦锡的燃烧理论，认为机体需热量小，食物氧化过程减弱，静脉血中留下较多的氧，从而想到食物中化学能与热能的等效性。又从海员谈话中听到海水在暴风雨中较热，想到热和机械运动的等效性，1841和1842年连续写出论自然力（即能）守恒的论文，并从空气的定压和定容比热之比，推算出热功当量为1卡等于365克力·米，因此迈尔是公认的第一个提出能量守恒并计算出热功当量的人。 J.P.焦耳是英国的酒商和业余的物理学家，从1837年开始研究电流产生热量，以后又用多种机械装置反复测定热功当量，一直工作到1878年，终于精确地测定了热功当量值（他用的是英制，换算后为4.51焦/卡），和现代值很近，从而为能量守恒奠定了巩固的实验基础，因此也被公认为发现人之一。德国生理学家H.von亥姆霍兹在不了解迈尔和焦耳的研究情况下，从永动机不可能出发，思考自然界不同的力（即能）间的相互关系。 在专著《力的守恒》中提到张力（今称势能）和活力（即动能）的转换，还深刻地阐明热的本质：“被称为热的量的，一部分是指热运动活力的量，另一部分是指原子之间张力的量。这些张力在原子的排列发生变化时能引起热运动，第一部分相当于称之为自由热的部分，第二部分相当于称之为潜热的部分。” 他还分析了在电、磁和生物机体中的力的守恒问题。尽管他系统地完整地综合了能量守恒理论，他仍把发现定律的优先权让给迈尔和焦耳。 此外，还有好几位科学家对这条定律做出贡献，但这条揭示力、热、电、化学等各种运动间的统一性、使物理学融为一体的重要定律，在诞生初期却受到重。 【能量守恒定律与热力学第一定律的关系】 从18世纪末到19世纪中叶这段时期里，德国医生迈尔（J.R.Mayer）第一个提出了能量守恒定律，而此定律得到物理学界的确认，却是在英国物理学家焦耳（J.P.Joule）的实验工作发表以后.能量守恒定律定律内容：能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只能从一种形式转化为别的形式，或者从一个物体转移到别的物体，在转化或转移的过程中其总量不变.1）自然界中不同的能量形式与不同的运动形式相对应：物体运动具有机械能、分子运动具有内能、电荷的运动具有电能、原子核内部的运动具有原子能等等.（2）不同形式的能量之间可以相互转化：“摩擦生热是通过克服摩擦做功将机械能转化为内能；水壶中的水沸腾时水蒸气对壶盖做功将壶盖顶起，表明内能转化为机械能；电流通过电热丝做功可将电能转化为内能等等”.这些实例说明了不同形式的能量之间可以相互转化，且是通过做功来完成的这一转化过程.（3）某种形式的能减少，一定有其他形式的能增加，且减少量和增加量一定相等.某个物体的能量减少，一定存在其他物体的能量增加，且减少量和增加量一定相等.能量守恒的具体表达形式保守力学系统：在只有保守力做功的情况下，系统能量表现为机械能（动能和位能），能量守恒具体表达为机械能守恒定律.热力学系统：能量表达为内能，热量和功，能量守恒的表达形式是热力学第一定律.相对论性力学：在相对论里，质量和能量可以相互转变.计及质量改变带来能量变化，能量守恒定律依然成立.历史上也称这种情况下的能量守恒定律为质能守恒定律.能量守恒定律的重要意义 能量守恒定律，是自然界最普遍、最重要的基本定律之一.从物理、化学到地质、生物，大到宇宙天体.小到原子核内部，只要有能量转化，就一定服从能量守恒的规律.从日常生活到科学研究、工程技术，这一规律都发挥着重要的作用.人类对各种能量，如煤、石油等燃料以及水能、风能、核能等的利用，都是通过能量转化来实现的.能量守恒定律是人们认识自然和利用自然的有力武器.基本内容：热可以转变为功，功也可以转变为热；消耗一定的功必产生一定的热，一定的热消失时，也必产生一定的功.普遍的能量转化和守恒定律在一切涉及热现象的宏观过程中的具体表现.热力学的基本定律之一.表征热力学系统能量的是内能.通过作功和传热，系统与外界交换能量，使内能有所变化.根据普遍的能量守恒定律，系统由初态Ⅰ经过任意过程到达终态Ⅱ后，内能的增量ΔU应等于在此过程中外界对系统传递的热量Q 和系统对外界作功A之差，即UⅡ-UⅠ=ΔU=Q-A或Q=ΔU+A这就是热力学第一定律的表达式.如果除作功、传热外，还有因物质从外界进入系统而带入的能量Z，则应为ΔU=Q-A+Z.当然，上述ΔU、A、Q、Z均可正可负.对于无限小过程，热力学第一定律的微分表达式为 dQ=dU+dA因U是态函数，dU是全微分；Q、A是过程量，dQ和dA只表示微小量并非全微分，用符号d以示区别.又因ΔU或dU只涉及初、终态，只要求系统初、终态是平衡态，与中间状态是否平衡态无关.热力学第一定律的另一种表述是：第一类永动机是不可能造成的.这是许多人幻想制造的能不断地作功而无需任何燃料和动力的机器，是能够无中生有、源源不断提供能量的机器.显然，第一类永动机违背能量守恒定律.两者的区别与联系：热力学第一定律是人类在长期的生产和科学实验中总结出来的一条普遍规律，适用于一切热力学过程.热力学第一定律表明，一切热力学过程都必须服从能量守恒定律，因此热力学第一定律实际上是包括热现象在内的能量转化与守恒定律.。 能量守恒定律 能量守恒定律 世界是由运动的物质组成的，物质的运动形式多种多样，并在不断相互转化正是在研究运动形式转化的过程中，人们逐渐建立起了功和能的概念能是物质运动的普遍量度，而功是能量变化的量度。 这种说法概括了功和能的本质，但哲学味道浓了一些在物理学中，从19世纪中叶产生的能量定义：“能量是物体做功的本领”，一直延用至今但近年来不论在国外还是国内，物理教育界却对这个定义是否妥当展开过争论于是许多物理教材，例如现行的中学教材，都不给出能量的一般定义，而是根据上述定义的思想，即物体在某一状态下的能量，是物体由这个状态出发，尽其所能做出的功来给出各种具体的能量形式的操作定义（用量度方法代替定义）。 能量概念的形成和早期发展，始终是和能量守恒定律的建立过程紧密相关的由于对机械能、内能、电能、化学能、生物能等具体能量形式认识的发展，以及它们之间都能以一定的数量关系相互转化的逐渐被发现，才使能量守恒定律得以建立这是一段以百年计的漫长历史过程随着科学的发展，许多重大的新物理现象，如物质的放射性、核结构与核能、各种基本粒子等被发现，都只是给证明这一伟大定律的正确性提供了更丰富的事实尽管有些现象在发现的当时似乎形成了对这一定律的冲击，但最后仍以这一定律的完全胜利而告终。 能量守恒定律的发现告诉我们，尽管物质世界千变万化，但这种变化决不是没有约束的，最基本的约束就是守恒律也就是说，一切运动变化无论属于什么样的物质形式，反映什么样的物质特性，服从什么样的特定规律，都要满足一定的守恒律物理学中的能量、动量和角动量守恒，就是物理运动所必须服从的最基本的规律与之相较，牛顿运动定律、麦克斯韦方程组等都低了一个层次。 定律内容能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只能从一种形式转化为别的形式，或者从一个物体转移到别的物体，在转化或转移的过程中其总量不变。 能量守恒定律如今被人们普遍认同，但是并没有严格证明。1）自然界中不同的能量形式与不同的运动形式相对应：物体运动具有机械能、分子运动具有内能、电荷的运动具有电能、原子核内部的运动具有原子能等等。 （2）不同形式的能量之间可以相互转化：“摩擦生热是通过克服摩擦做功将机械能转化为内能；水壶中的水沸腾时水蒸气对壶盖做功将壶盖顶起，表明内能转化为机械能；电流通过电热丝做功可将电能转化为内能等等”。这些实例说明了不同形式的能量之间可以相互转化，且是通过做功来完成的这一转化过程。 （3）某种形式的能减少，一定有其他形式的能增加，且减少量和增加量一定相等.某个物体的能量减少，一定存在其他物体的能量增加，且减少量和增加量一定相等。能量守恒的具体表达形式保守力学系统：在只有保守力做功的情况下，系统能量表现为机械能（动能和位能），能量守恒具体表达为机械能守恒定律。 热力学系统：能量表达为内能，热量和功，能量守恒的表达形式是热力学第一定律。 相对论性力学：在相对论里，质量和能量可以相互转变。 计及质量改变带来能量变化，能量守恒定律依然成立。历史上也称这种情况下的能量守恒定律为质能守恒定律。 能量守恒定律的重要意义能量守恒定律，是自然界最普遍、最重要的基本定律之一。从物理、化学到地质、生物，大到宇宙天体。 小到原子核内部，只要有能量转化，就一定服从能量守恒的规律。从日常生活到科学研究、工程技术，这一规律都发挥着重要的作用。 人类对各种能量，如煤、石油等燃料以及水能、风能、核能等的利用，都是通过能量转化来实现的。能量守恒定律是人们认识自然和利用自然的有力武器。 小医生与啤酒匠发现科学新理——能量守恒和转化定律的发现 能量守恒和能量转化定律与细胞学说，进化论合称19世纪自然科学的三大发现。而其中能量守恒和转化定律的发现，却是和一个“疯子”医生联系起来的。 这个被称为“疯子”的医生名叫迈尔（1814~1878），德国人，1840年开始在汉堡独立行医。他对万事总要问个为什么，而且必亲自观察，研究，实验。 1840年2月22日，他作为一名随船医生跟着一支船队来到印度尼西亚。一日，船队在加尔各达登陆，船员因水土不服都生起病来，于是迈尔依老办法给船员们放血治疗。 在德国，医治这种病时只需在病人静脉血管上扎一针，就会放出一股黑红的血来，可是在这里，从静脉里流出的仍然是鲜红的血。于是，迈尔开始思考：人的血液所以是红的是因为里面含有氧，氧在人体内燃烧产生热量，维持人的体温。 这里天气炎热，人要维持体温不需要燃烧那么多氧了，所以静脉里的血仍然是鲜红的。那么，人身上的热量到底是从哪来的？顶多500克的心脏，它的运动根本无法产生如此多的热，无法光靠它维持人的体温。 那体温是靠全身血肉维持的了，而这又靠人吃的食物而来，不论吃肉吃菜，都一定是由植物而来，植物是靠太阳的光热而生长的。太阳的光热呢？太阳如果是一块煤，那么它能烧4600年，这当然不可能，那一定是别的原因了，是我们未知的能量了。 他大胆地推出，太阳中心约2750万度（现在我们知道是1500。
生产力在不断进步，推动着科技的进步与革新，以建立更加合理的生产关系。自工业革命以来，人力劳动已经逐渐被机械所取代，而这种变革为人类社会创造出巨大的财富，极大地推动了人类社会的进步。时至今天，机电一体化，机械智能化等技术应运而生并已经成为时代的主旋律。人类充分发挥主观能动性，进一步增强对机械的利用效率，使之为我们创造出愈加巨大的生产力，并在一定程度上维护了社会的和谐。工业机器人的出现是人类在利用机械进行社会生产史上的一个里程碑。在发达国家中，工业机器人自动化生产线成套设备已成为自动化装备的主流及未来的发展方向。国外汽车行业、电子电器行业、工程机械等行业已经大量使用工业机器人自动化生产线，以保证产品质量，提高生产效率，同时避免了大量的工伤事故。全球诸多国家近半个世纪的工业机器人的使用实践表明，工业机器人的普及是实现自动化生产，提高社会生产效率，推动企业和社会生产力发展的有效手段。机器人的历史并不算长，1959年美国英格伯格和德沃尔制造出世界上第一台工业机器人，机器人的历史才真正开始。德沃尔曾于1946年发明了一种系统，可以“重演”所记录的机器的运动。1954年,德沃尔又获得可编程机械手专利，这种机械手臂按程序进行工作，可以根据不同的工作需要编制不同的程序，因此具有通用性和灵活性，英格伯格和德沃尔都在研究机器人，认为汽车工业最适于用机器人干活，因为是用重型机器进行工作，生产过程较为固定。1959年，英格伯格和德沃尔联手制造出第一台工业机器人。我国1993年的机器人装机台数约在1000台,仅占全世界的0.16%,显得无足轻重,其中,国产机器人所占比例更低。 目前我国的机器人总数虽然较少,但国内机器人市场需求却很大,并呈上升趋势。在国家"七五"和"八五"攻关以及"863"计划等的推动下,我国机器人技术已有较大发展。智能机器人的研究获得进展,在机器人技术型号、机器人应用工程和机器人基础技术研究等方面取得显著成绩,跟踪了国际高级机器人技术,缩短了与国际先进水平的差距。1993年,全国机器人装机台数比1991年翻了一番,相对增长率很大。 尽管有人对我国发展机器人技术尚存模糊认识,但是,越来越多的人已经认识到,高级机器人(包括工业机器人和智能机器人)是关键的自动化技术之一,是我国现代化建设必不可少的重要技术。这种高技术涉及柔性加工系统(FMS)、计算机集成制造系统(CIMS)、智能制造系统(IMS)、柔性自动化(FA)和自动工厂(AF)等, 机器人是多学科交叉的产物，集成了运动学与动力学、机械设计与制造、计算机硬件与软件、控制与传感器、模式识别与人工智能等学科领域的先进理论与技术。同时，它又是一类典型的自动化机器，是专用自动机器、数控机器的延伸与发展。当前，社会需求和技术进步都对机器人向智能化发展提出了新的要求。 随着社会进步的步伐日益加快，对自动化的需求正在从制造业向工程、社会、生活等广泛领域扩展。原来在工厂结构化环境下工作的自动机器或工业机器人，适合于大规模、较少柔性和变动的生产环境，对智能程度并无过高要求，而在广泛领域内所需要的自动机器，则要满足不同的非结构环境下的不同需求，必须具有综合集成和自主的能力，向以技术集成为特征征的智能机器人发展。信息技术需要载体，用信息化改造传统工业和各行各业，最后都要落实到用自动机器去完成信息的物化，机器人就是其载体之一。而另一方面，信息技术的发展，特别是高性能计算机、通讯网络和电子器件、模式识别和信号处理、软件等技术的进展，又可促进机器人本身“智力”和“体质”的增强，为机器人向智能化、多样化发展创造条件，机器人技术与信息技术的这种互动发展在信息技术飞速发展的今天更为突出，这使机器人的高技术含量不断得到提升，始终处于高技术研究的前沿。 机器人由于本身具有无限的想象空间，历来是概念创新、技术创新的源泉，无论是在空间、水下、救灾、服务、医疗、娱乐……领域，都可根据需要设想出具有对应功能的智能机器人，而且这种想象空间由低到高，永无止境。当前，由于自动化的概念正在急速向广泛领域扩展，而信息技术的发展又极大地提高了机器人的智能程度，使这种想象空间的扩展有了需求和实现的可能，从而会更加激励围绕机器人的概念创新和技术创新，并蕴含着产生各种竞争前核心技术的可能性，从而必然是国际科技创新的重要竞争点。 机器人是多学科交叉的产物，但随着机器人应用环境和任务的复杂化，在非结构复杂环境下的信息综合与处理、针对复杂任务的规划和协调的难度和影响变得突出，需要采用信息反馈、优化控制、协调集成的理论、方法与技术去解决，控制学科在系统优化和综合集成方面的优势，将越来越在智能机器人中发挥主导作用。而智能机器人作为一种自动化系统，无论在理论与技术的覆盖面与前沿性、与各种先进信息技术的结合以及物理实现的多样性方面都是其它任何一类自动化系统所不能比拟的。因此，机器人在自动化科学技术中的代表性和地位将随着其应用范围的拓宽、所采用信息技术的更新和智能程度的提高，得到进一步的认可。 在机器人向智能化的发展中，多机器人协作系统是一类具有覆盖性的技术集成平台。如果说单个机器人的智能化还只是使个体的人变得更聪明，那么多机器人协作系统则不但要有一批聪明的人，还要求他们能有效地合作。所以它不仅反映了个体智能，而且反映了集体智能，是对人类社会生产活动的想象和创新探索。 多机器人协作系统有着广泛的应用背景，它与自动化向非制造领域的扩展有着密切的联系，由于应用环境转向非结构化，多移动机器人系统应能适应任务的变化以及环境的不确定性，必须具有高度的决策智能，因而，对多移动机器人协作的研究已不单纯是控制的协调，而是整个系统的协调与合作。在这里，多机器人系统的组织与控制方式在很大程度上决定了系统的有效性。多机器人协作系统还是实现分布式人工智能的典范。分布式人工智能的核心是把整个系统分成若干智能、自治的子系统，它们在物理和地理上分散，可独立地执行任务，同时又可通过通信交换信息，相互协调，从而同完成整体任务，这无疑对完成大规模和复的任务是富有吸引力的，因而很快在军事、信及其他应用领域得到了广泛重视。多机器协作系统正是这种理念的具体实现，其中每机器人都可看作是自主的智能体，这种多智体机器人系统MARS（Multi—AgentRoboticSystems）现已成为机器人学中一个新的研究热点。 多移动机器人系统由于具有移动功能，能在非结构环境下完成复杂任务，是多机器人协作系统中最具典型意义和应用前景、也是得到最广泛研究的一类系统。 体系结构是系统中机器人之间逻辑上和物理上的信息关系和控制关系，以及问题解能力的分布模式，它是多移动机器人协作行为的基础。一般地，多移动机器人协作系统的体系结构分为集中式（Centralized）和分式（Distributed）两种。集中式体系结构可用一个单一的主控机器人（Leader）来规划，该机器人具有关于系统活动的所有信息。而分布式体系结构则没有这样一个机器人，其中所有机器人相对于控制是平等的。尽管集中式体系结构可实现全局最优求解，但因考虑到不确定性影响，实际上人们更偏好分布式结构。近年采，在分布式体系结构中，为了克服机器人在实际环境中对环境建模的困难，，提高多移动机器人协作系统的鲁棒性和作业能力，一些学者采用了基于行为的反应式控制体力，一些学者采用了基于行为的反应式控制体系结构，将合作行为建立在一种反应模式上，加快了移动机器人对外界的响应，避免了复杂的推理，从而提高了系统的实时性。 感知是智能机器人行动的基础，包括“感觉”（传感）和“知道与理解”信息融合与利用）。在移动机器人中最主要的感知问题是定位和环境建模问题[7]o虽然已有里程计推算、基于视觉的路标识别、基于地图匹配的全局定位、陀螺导航、GPS等多种定位方法，但在未知非结构环境中，目前有GPS才能实现可实用的全局定位。但GPS同时受到精度、安全等因素的限制。如何借助机器人之间的配合提高定位和环境建模能力，是研究多移动机器人系统智能的重要内容。近年来，提出了多种环境地图建立与定位的同步处理方法[8]，其中环境建模与定位过程是相互伴随的，两者在彼此迭代的过程中逐步清晰化，但往往要求苛刻的环境条件。此外，在不少协作任务中只需要合作者间的相对位置信息，如编队及局部避碰等，因此基于传感器的局部定位也受到关注，机器人之间通过超声、红外、激光或视觉等传感器相互探测，然后通过统计、滤波等算法进行信息融合，由此得到系统中各机器人的相对位置。 我国在该领域的研究工作已经起步，在863计划、自然科学基金等资助下，经过多年的持续研究，国内已经有一批单位，在局部领域达到了较高的研究水平，实验研究情况也有了明显改善，但也遇到了诸多困难，尤其是在复杂系统控制与分布式智能领域的相关基础研究明显不足，缺乏强有力的理论和技术支持，而且大部分技术对环境的要求比较苛刻这诸多原因限制了多移动机器人系统的发展和向实用系统的转化面对真实世界的非结构化和动态特点，高适应性，、高柔性的协作理论、方法与技术将是今后的研究重点。
工程机械智能化发展趋势不仅意味着工程机械需改变传统的运营模式,还需改变机械的运转操作流程,将其以集成化与智能化形式融入工程机械工作流程中,从而提高工程机械的工作效率,降低资源损耗,使工程机械能够高效率完成施工项目要求。下面是我为大家整理的关于工程机械毕业论文，供大家参考。
一、国际竞争力
国际竞争力并不是一个抽象的概念，国际竞争的强盛与否，与地区、政策、产业规模、核心技术等因素息息相关。对于国际竞争力的分析，需要我们从这几方面入手，立足于相关因素的客观事实，合理分析，理性判断从而得出结论。
(一)地区因素包含了自然环境因素和人文社会因素两大部分
资源的丰富程度、位置的方便程度是我们分析自然环境因素的出发点。社会人文因素主要包括基础设施的建设、人口潜力、人们的文化水平。就我国而言，主要工程机械产业分布在华中、华东地区，这一地区蕴含丰富煤炭、铁矿、水能资源等自然资源，为工程机械产业的发展提供了良好的物质基础。而且，这一地区地理位置较为优越，生产成本大大降低，我们不难看出，我国的工程机械产业有着先天性的自然优势。华中、华东地区作为我国经济增长点，国家不断投入资金，进行基础设施的改造与升级，其完善程度与发达国家相差无几，该地区人口密集，为工程机械产业提供了大量的劳动力，巨大的人口潜力，使得这一地区的消费消费能力极强，成为工程机械产业主要的国内市场，务实、勤劳的传统精神，开拓进取的现代思想，使得这一地区充满了生机与活力。这样的地区因素使之我国的工程机械产业有着巨大的潜力与勃勃生机，在国际上的竞争优势变得十分明显。
(二)政策因素主要包含国家政策、地区政策、企业自身的管理政策等方面
改革开放以来，我国将经济建设放在首位，成为压倒一切的核心任务。国家大力支持工程机械产业的发展，给予税收等诸多方面的优惠，在国家层面上促进其发展，地区政府为了保证本地区经济发展的速度与水平，也是不遗余力的帮助、扶持相关产业的发展，在地区层面给予诸多优惠政策，企业自身也在不断地提高自身的管理水平，不断地借鉴国外优秀的管理经验，使得管理体制与国际接轨，在企业管理层面为自身的发展扫清障碍。综合看来，无论是国家还是企业都在从自身的角度出发，为工程机械产业的发展提供便利条件，正是在这些便利条件之下，我国的工程机械制造业的国际竞争力才能如此大幅度的提高。
(三)规模是指通过相关产业的集群优势
降低生产成本，增强使用资源的能力，抵抗外在的风险。我国的工程机械制造业在这一领域有着较为明显的优势，华中、华东地区产业基地的存在，很好的利用了集群优势，大大降低了生产的成本，提高了自身利用资源的能力，很好的管控了风险，为自身发展铺平了道路。规模优势的存在能够在段时间内，享受到基础设施完备升级所带来的好处，并迅速将这种好处，转化到生产领域，从而提升了自身的国际竞争力。
(四)作为一种应用性的产业
工程机械产业的国际竞争力与其技术的先进性有着直接的关系，激烈的国际市场竞争，比拼的不仅仅是产品的价格与售后服务，更多的是产品本身所包含的技术的博弈。只有更高新的技术，才能够保证自神的国际市场份额，才能够在激烈的厮杀之中，笑到最后。但是，由于我国工程机械产业起步较晚，对核心技术的掌握缺乏相应的“火候”，在国际竞争中稍显劣势。不能够很好的与美国、欧盟、日本等传统强国抗衡，这需要我们做出调整，补齐这一方面的短板。提升自身的国际竞争力。
二、建言建策
(一)充分发挥我国的人才优势
增强自身的创新能力，将生产、教育、研究三个环节联系起来，以生产、教育带动研究，以研究刺激生产与教育。从而保证了我国的工程技术产业有着自己的核心技术，在与美国、欧盟、日本的技术比拼中不落下风，甚至占有优势。
(二)充分利用国家、地区的政策扶植
利用这一利好条件，加快自身的结构调整，把自身建设成为更加科学、高效地生产部门。同时，利用好集群优势，压缩生产成本，为对外竞争提供良好的价格优势，在价格方面占有主动。
三、结语
中国工程机械产业国际竞争力提升是一个缓慢的过程，是一个我们需要不断克服困难，开拓进取的过程，通过对影响国际竞争力因素的初步探讨，明晰了我们日后努力的方向，我们有信心在优越的社会制度、合理高效地企业管理体系之下，后来居上，提升工程技术产业的国际竞争力，让其走的更远。
一、风电项目建设中的大型工程机械保养与维修
1加强大型机械设备的保养：设备是风电项目中重要组成部分，如果因保养不当、保养不及时，而致使设备出现故障，不仅需要投入大量的维修费用，还延误了工期的正常运行，因此，在风电项目的建设过程中，大型工程机械的使用与保养工作是保障施工正常运行的前提。设备的完好主要是依靠操作人员的保养，正确的操作，合理的使用来实现，操作人员需要有一定的责任心，爱护和保养好自己所使用的设备。要经常保持设备的干净整洁，如需加油的大型机械，一定要定期加油，严格检查是否有漏油的现象存在。加强日检，设备在每日的运行过程中一定要随时观察，一旦发现问题需要及时的处理解决，防止设备的故障扩大和加重。大型起重机械的安全性离不了日常的保养工作，也是保障施工机械设备最重要的安全问题。在风电项目中组建一个有技术、有经验、有责任心的专业团体是十分必要的，团队中包括机械操作人员、保养人员、维修电工、专业技术人员等，一定要经过相关技能的培训，有多年机械保养的现场经验。大型起重机械都需要按照说明及相关规定在进行保养工作，而且需要通过相关部门的审核批准方可进行。在进行大型机械作业前，需要对参与作业的操作人员进行安全指导和技术交底工作。保证操作人员能够在施工中规范、安全、准确的进行施工，而且需要定期记录机械设备在使用过程中及保养过程中出现的问题和保养的效果并加以存档。同时提高维护人员在安装过程中的职责性，当机械安装完毕后一定要依据相关操作要求进行试运行。个别需要特种检验的大型机械要去特检所进行检验，只有检验符合标准，并挂有安全检验合格证，方可使用。通过细心、全面的检查和审核，能够有效的避免大型机械的安全隐患。技术人员、维修工、保养人员及操作人员均需要进行全面的培训。特别是技术人员和操作人员，一定要加强操作技术、安全规程、维护保养技术等方面的培训。培训形式可通过厂家的售后知识讲解、设备的保养维护、短期进修培训等不同方式进行。所有的培训最终目的都是能够使技术人员、维修人员、保养人员及操作人员在掌握相关技术的同时，还能够理解大型机械工作原理。
2加强大型机械设备检查与维修：大型机械设备的检查是确保安全运行的基础，首先操作人员要在每次作业之前，对使用设备进行全面的检查，主要检查机械的安全性(如滴、漏、冒等现象)和机械的保护装置。对于大型机械的使用及保养工作，管理部门都需要定期的进行大检查，保证操作人员及设备的安全。检查内容包括相关要求和规定的执行情况、设备使用和维修情况、设备保护装置情况等。在每周还需要对设备进行周检，如果检查中设备出现问题，需要立即停止作业，有关部门在接到整改通知时，一定要及时对设备进行检查和维修，并且进行规范操作的复查，保证设备维修的及时性和准确性，从而保障机械设备的安全性以及整个工程的顺利进行，有关部门的管理人员要将设备的维修和保养工作落实到每个人班组和个人上，保证每台设备都有专人检查。操作人员需要按照规定程序对大型机械进行检查、维护及保养，电气和检修人员也需要定时进行检查和维护工作，并对检查中发现的问题加以记录以便及早的分析和处理。经常对设备进行定期检查和维护工作，能够确保设备一直处于安全受控的状态。
二、风电项目大型机械设备的日常保管
由于风电项目都是处于偏远的地区，距离城市通常都比较远，周边可用资源非常有限，交通也不是很便利，以上的因素均给大型机械的日常保养及维修造成了很大的难度。在大型机械作业过程中如果出现故障而无法及时得到维修的话，不仅会严重影响工期的进展，也会为工作的环境带来危险因素，因此维修工具及备用件是对保养机械起到十分重要的作用的。根据每一台机械的特点，一定要库存一些常用的维修工具和备用件。如果某一类型的大型机械虽然不常用，但是非常重要，也需要对其配件进行库存。库存量需要依据机械操作人员及检修人员的工作经验进行相应的存储，或者通过与生产厂家的技术人员进行沟通，制定相应的库存。同时与施工现场的实际情况，建立备用件设备库存单，做到实际物品与库存单相符，并保持备件的完好。
三、结语
摘要： 对于一个机械设计人员来说，在产品设计过程中经常会遇到一些机构设计分析、机械强度分析等问题，需要不断地查找设计手册并进行校核计算，如能将机械设计手册建立成 Web 数据库，放在 Internet 上的话，当设计人员在产品设计过程中遇到问题时，就可以将已知参数提交给服务器，服务器经过分析计算和数据库查询，将结果返回给用户。这样，不仅可以方便设计人员，提高设计效率，使他们能有更多时间去开发新产品和研究新问题，而且还可以大大地节约产品开发的成本。本文对基于 Web 的远程机械设计技术广泛分析了当今远程机械设计的发展现状。 关键词： 远程 机械设计 计算模式 一、机械设计发展概述 传统设计方法是经验、类比式的设计方法。主要采用封闭的收敛设计思维，进行经验类比设计。在计算方面只进行静态分析，并将载荷、应力进行集中处理，对于计算数据的误差采用增加安全系数的做法。传统设计方法以手工设计为主，使用简单的工具，进行人工计算画图。另外，传统设计是一种串行设计，即一个零件从设计到生产是一个阶段的工作完成之后才进行下一个阶段的工作。如：首先进行初期的规划设计，接着进入总体方案设计，然后由结构设计人员设计出零件的结构，之后完成工艺文件的编制，最后将图纸及工艺规程交给生产工人，加工出零件的原型。如需改进的话再返回零件的改进信息。这样，一种产品从设计到正式投产往往要花很多时间，因此开发周期长，并且串行设计过程中，各个环节之间缺乏信息沟通，常导致设计人员之间的合作不协调。 自二战结束以来，世界各发达国家逐渐重视设计理论和设计方法的研究，先后产生了许多新概念、新思想、新理论和新技术。从设计方法来看，国内外先后提出了并行设计、虚拟设计、协同设计，相似性设计、智能设计等新概念；从设计准则来看，出现了优化设计、可靠性设计、有限元等概念，从设计的手段来看，出现了计算机辅助设计，不仅普及了二维设计 CAD 软件，而且功能全面的三维造型软件也进入了实用阶段。 近年来，计算机网络技术、 Web 技术和数据库技术的出现和飞速发展，给现代机械设计注入了新的生机和活力，机械设计逐渐向数字化、网络化方向发展。基于 Web 的远程设计正是在这种条件下产生的。它的出现，使得各制造企业可以充分利用 Internet 和 Web 的国际互联性和资源共享性，组建企业间的动态联盟或虚拟设计小组，通过组合分散在各个地域企业的技术优势，发挥各个企业的局部特长，同时不同专业的技术人员可以不受地域的限制，在一个统一且易于访问的平台下进行异地的合作与设计，实现信息的交流和共享，进而快速开发出所需产品，提高产品设计的一次成功率。 作为现代设计的一个重要组成部分，远程机械设计是一个综合了多学科、多技术的研究领域，涉及到机械工程及计算机技术等诸多知识领域。从机械设计的角度来说，主要研究设计过程的建模、设计优化理论等。从计算机技术方面来说，应研究如何对现有的设计资源进行组织和发布，使得这些资源能方便异地的设计人员进行查询和调用。这些资源包括各种专业化的计算、分析程序，供设计使用的数据库和知识库等，所以要研究网络环境下设计资源的获取与调用，设计过程中设计人员之间信息的交流和反馈等，为远程设计中分布式资源的获取和调用提供基础和借鉴。 二、国内外远程机械设计发展 2.1 远程设计的概念和意义 远程设计即让设计人员通过客户端浏览器输入设计参数，服务器自动进行计算和选择，并根据确定的参数返回产品的规格或设计图形。远程设计技术是现代计算机技术、网络技术和机械设计技术在工程设计上的应用，它缩短了产品的设计周期和节省了设计成本，真正意义上地释放了工程技术人员。与传统的机械设计相比，远程设计具有以下优点： 1 、缩短产品的开发周期。 2 、避免重复开发。目前企业或个人进行的机械产品设计，大部分是自己根据需要来开发设计软件，而不考虑是否有同类软件在市场中存在或者将自己的研究成 果在允许的情况下租赁或免费为他人使用等。这就形成了重复开发，浪费了大量的人力和物力。 3 、降低了企业资金和人员的投入。特别是近年来三层 B/S 网络计算模式的出现， 极大地降低了客户端软硬件的配置要求。远程设计可以为用户建立一个统一的设计平台，所有的设计都在高性能的服务器上运行，客户端只需完成设计任务的输入以及设计中某些参数的选择和结果显示即可。 4 、由于远程设计一般都有提供给用户进行交流和讨论的平台，这就不仅加强了各领域专家之间信息的共享和交换，而且大大提高了一次产品设计的成功率。 2.2 远程设计的国内外研究现状 2.2.1 在国外，有关远程协同设计的研究和应用起步较早，主要有： （ 1 ）早在上世纪 80 年代中期，麻省理工学院学者就从事了这方面的研究，并首次提出 T 计算机支持的协同工作的概念。 （ 2 ） 20 世纪 90 年代中期，美国伯克利加州大学的集成制造实验室在美国国家科学基金、美国国防先进制造计划代理福特汽车公司的资助下开展了一个名为 Cybercut 的研究项目，建立了世界上第一个基于 WWW 的设计和制造系统。 （ 3 ）英国建立的 Edinburgh Engineering Virtual Library 网站， 提供工程设计、制造需要的各种信息，在英国建立了基于 Web 的虚拟制造中心，为企业设计、分析、制造等提供服务，提高了企业特别是中小企业的市场竞争能力。 （ 4 ）美国 Microsoft 公司和 Unigraphics Solutions 公司联合研究面向产品全生命周期的基于知识的协同设计支持网络环境“ Design Knowledge Network" ，减少了实际时间，降低了设计成本，在快速获取全球设计知识的基础上，进行产品创新设计。 （ 5 ）英国 Liverpool 等大学研究并应用人工智能和 Internet 提供滚动轴承的网络化设计服务。 2.2.2 在国内，有关这方面的研究主要集中在高等院校和科研院所，其中主要有： （ 1 ）以西安交通大学润滑理论与轴承研究所为主、国内多家企业和研究机构共同参与建立了国内第一个支持产品协同设计的网站 - 现代产品设计与研究开发网络（ ），旨在推进现代设计，主要提供设计知识的获取，参加的单位还有清华大学、华中理工大学、机械科学研究院、上海交通大学、重庆大学等国内许多著名的高校和科研院所。 （ 2 ）清华大学精密仪器及机械系摩擦学国家重点实验室开发出了基于 Web 的异地合作设计系统 Cdesign ，该系统采用了 Client/Serveer 构架，客户与服务器之间通过 VAW 来完成。 （ 3 ）上海先进制造工程技术研究中心和上海飞机制造公司开发了一个基于 Intemet/web 的异地设计与制造系统，利用其进行跨企业、跨地域的协同产品设计与制造。 另外，国内也有一些相关的网站，如：中国机械网（ ）、材料与制造综合信息服务平台等，它们提供机械设计技术数据、制造工艺技术数据等，并把机械设计技术、制造工艺技术、远程设计技术、产品数据库、计算机辅助设计都实现了网络化。在其中的机械设计技术模块中，用户只须选取自己要使用的设计模块，输入适当的参数就可自动设计出自己所需的零部件；在远程分析模块中，实现了常用机构的参数化仿真与分析。 可是远程设计由于刚刚起步，像其它新兴技术一样还不够完善。随着 CAD 技术、计算机网络技术、数据库技术及人工智能技术的不断发展，远程设计的内容必将越来越丰富，功能越来越强大，所提供的服务也将越来越完善。 三、远程设计系统的技术研究 系统的总体结构模式的确定是系统在初步设计阶段要完成的一项重要任务。系统的总体结构模式是系统的基础，只有确定了系统的结构模式之后才能进行下一步的设计和开发。而应用软件的架构是建立在计算模式基础之上的，因此，有必要先对网络计算模式进行分析。 在计算机网络技术的发展过程中，先后出现了以大型机为中心的计算模式、以服务器为中心的计算模式、客户机 / 服务器 (Client/Server) 计算模式，以及随着 Web 技术的成熟而发展起来的浏览器 / 服务器 (Browse/Server) 计算模式。 （ 1 ）通过对两种计算模式的研究和分析， B/S 模式较 US 模式，具有以下优点 : 1 、界面风格统一、可移植 US 模式的客户端往往采用不同的开发工具开发，因此界面不统一，一般来说也互不兼容，难以移植到其它的平台上运行，而 B/S 模式的客户端使用统一的 Web 浏览器，根本就不存在移植性的问题，而且使用非常简单。 2 、跨平台性 B/S 模式的系统较 US 模式的系统有更好的跨平台性，客户端可位于任意的软、硬件平台，因此跨平台的问题得到解决。 3 、易于管理和维护。 C/S 模式的系统针对不同的客户端需要开发不同的应用程序，完成的工作量较大。一旦系统要进行修改或升级，则要修改所有客户端上的应用程序，工作重复，管理和维护成本较高。反观 B/S 模式，由于应用软件集中在服务器端的开发和管理，因此应用系统进行升级时，只需更新服务器端的软件即可，无需客户端的参与，因此大大减少了系统维护与升级的成本与工作量。 （ 2 ）远程设计系统的支撑技术 基于 Web 的远程设计是一项涉及多学科多功能的综合活动，其中包括现代机械设计技术、 Web 技术、数据库技术等。 1 、机械科学技术 机械科学的理论与知识是进行远程设计的前提。没有这些理论知识作根基，远程设计无从谈起。 2 、计算机网络技术 远程设计是以计算机网络为基础的，计算机网络是远程设计系统的运行平台。所有的设计过程中的信息都要通过网络来传递，网络基础的好坏直接影响到远程设计系统的质量，是实现远程设计的关键技术之一。 3 、标准化技术 远程设计的过程中离不开信息的交流，交流的前提就要有一个统一的交流规则，即标准化工作。 4 、数据库、知识库技术 基于 Web 的远程设计过程中需要用到数据库中的许多信息，如设计过程中用到的参数、图表数据等。这些信息的存储和管理均要数据库作为支持。数据库技术是远程设计系统的核心技术。同时，知识库可以实现知识复杂问题的求解评价和建议，可有效地进行智能推理来进行优化设计。 5 、计算机编程技术 计算机编程为远程设计系统提供一系列的应用服务和平台建设。主要是程序设计语言和存取数据库，如 VB.NET 、 C# 等编程语言和关系数据库的标准语言—结构化查询语言 SQL 等。 6 、多媒体技术和图形浏览技术 多媒体技术和图形浏览技术为在线交流、图形浏览提供辅助工具。 参考文献： 1 高福友． Web 数据库交互式动态访问技术分析与比较 . 电脑开发与应用． 2005 2 王君．基于 WEB 的变速箱零件标准化及图档信息综合管理系统的研究与开发．浙江大学硕士论文． 2002 ． 12 ： 13
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