最新大学物理刚体转动课件课件PPT.ppt 77页

'大学物理刚体转动课件 3）刚体内作用力和反作用力的力矩互相抵消O 例：一匀质细杆，长为l质量为m，在摩擦系数为的水平桌面上转动，求摩擦力的力矩M阻。解：杆上各质元均受摩擦力作用，但各质元受的摩擦阻力矩不同，靠近轴的质元受阻力矩小，远离轴的质元受阻力矩大， 三转动惯量物理意义：转动惯性的量度.质量离散分布刚体的转动惯量转动惯性的计算方法质量连续分布刚体的转动惯量：质量元 对质量线分布的刚体：：质量线密度对质量面分布的刚体：：质量面密度对质量体分布的刚体：：质量体密度：质量元质量连续分布刚体的转动惯量 例1：在无质轻杆的b处3b处各系质量为2m和m的质点，可绕o轴转动，求：质点系的转动惯量J。解：由转动惯量的定义 O´O解设棒的线密度为，取一距离转轴OO´为处的质量元例2一质量为、长为的均匀细长棒，求通过棒中心并与棒垂直的轴的转动惯量.O´O如转轴过端点垂直于棒 例3：半径为R质量为M的圆环，绕垂直于圆环平面的质心轴转动，求转动惯量J。解：分割质量元dm圆环上各质量元到轴的距离相等，绕圆环质心轴的转动惯量为 ORO例4一质量为、半径为的均匀圆盘，求通过盘中心O并与盘面垂直的轴的转动惯量.解设圆盘面密度为，在盘上取半径为，宽为的圆环而圆环质量所以圆环对轴的转动惯量 薄圆盘转轴通过中心与盘面垂直r2r1圆筒转轴沿几何轴典型的几种刚体的转动惯量 lr圆柱体转轴沿几何轴lr圆柱体转轴通过中心与几何轴垂直 l细棒转轴通过中心与棒垂直l细棒转轴通过端点与棒垂直 2r球体转轴沿直径2r球壳转轴沿直径 四平行轴定理P转动惯量的大小取决于刚体的质量、形状及转轴的位置.质量为的刚体，如果对其质心轴的转动惯量为，则对任一与该轴平行，相距为的转轴的转动惯量CO注意圆盘对P轴的转动惯量O 四、定轴转动定律解题方法及应用举例1.确定研究对象。2.受力分析，并求外力的力矩。3.列方程求解(平动物体列牛顿定律方程，转动刚体列转动定律方程和角量与线量关系)。 已知运动情况和J，确定运动学和动力学的联系----，从而求出M或F。例1：长为l、质量为m的细杆，初始时的角速度为0，由于细杆与桌面的摩擦，经过时间t后杆静止，求摩擦力矩M阻。 解：以细杆为研究对象，只有摩擦阻力产生力矩，由匀变速转动公式：细杆绕一端的转动惯量 已知J和力矩M：求出运动情况a和及F。例2：质量为m1和m2两个物体，跨在定滑轮上。m2放在光滑的桌面上，滑轮半径为R，质量为M，求：m1下落的加速度，和绳子的张力T1、T2。T1T2 解：受力分析以为研究对象（1）以为研究对象（2）以为研究对象（3）T1T2 补充方程：（4）联立方程（1）---（4）求解得讨论：当M=0时 已知运动情况和力矩M，求未知刚体转动惯量J。例3：测轮子的转动惯量用一根轻绳缠绕在半径为R、质量为M的轮子上若干圈后，一端挂一质量为m的物体，从静止下落h用了时间t,求轮子的转动惯量J。h h受力分析：以m为研究对象以M为研究对象物体从静止下落时满足补充方程：解得 例4质量为的物体A静止在光滑水平面上，和一质量不计的绳索相连接，绳索跨过一半径为R、质量为的圆柱形滑轮C，并系在另一质量为的物体B上.滑轮与绳索间没有滑动，且滑轮与轴承间的摩擦力可略去不计.问：（1）两物体的线加速度为多少？水平和竖直两段绳索的张力各为多少？（2）物体B从，再求线加速度及绳的张力.静止落下距离时，其速率是多少？（3）若滑轮与轴承间的摩擦力不能忽略，并设它们间的摩擦力矩为ABC ABCOO解（1）隔离物体分别对物体A、B及滑轮作受力分析，取坐标如图，运用牛顿第二定律、转动定律列方程. 如令，可得（2）B由静止出发作匀加速直线运动，下落的速率ABC （3）考虑滑轮与轴承间的摩擦力矩，转动定律结合（1）中其它方程 ABC 例5一长为质量为匀质细杆竖直放置，其下端与一固定铰链O相接，并可绕其转动.由于此竖直放置的细杆处于非稳定平衡状态，当其受到微小扰动时，细杆将在重力作用下由静止开始绕铰链O转动.试计算细杆转动到与竖直线成角时的角加速度和角速度.解细杆受重力和铰链对细杆的约束力作用，由转动定律得 式中得由角加速度的定义代入初始条件积分得 儿童慢性咳嗽的诊断与治疗解读顾明达上海中医药大学附属曙光医院 咳嗽的诊断与治疗指南（草案）2005年咳嗽的诊断与治疗指南2009年中华医学会呼吸病学分会哮喘学组儿童慢性咳嗽诊断与治疗指南（试行）2007年中华医学会儿科学分会呼吸学组儿童咳嗽中西医结合诊治专家共识2010年 咳嗽的分类按病程分类成人：急性咳嗽<3周亚急性咳嗽3~8周慢性咳嗽>8周儿童慢性咳嗽>4周按病因分：感染性咳嗽和非感染性咳嗽按有痰无痰分：有痰咳嗽（湿咳）无痰咳嗽（干咳） 年龄特征不同年龄儿童慢性咳嗽常见病因年龄病因呼吸道感染和感染后咳嗽，先天性气管、肺发育异常，胃食管反流，肺结核，其他先天性心胸异常等呼吸道感染和感染后咳嗽，上气道咳嗽综合征，咳嗽变异性哮喘，气道异物，胃食管反流，肺结核等同幼儿病因，此外尚有支气管扩张等上气道咳嗽综合征，咳嗽变异性哮喘，感染后咳嗽，心因性咳嗽，气道异物，支气管扩张等婴儿期（<1周岁）幼儿期（1~周岁）学龄前期（3~周岁）学龄期（6周岁至青春期） 特异性咳嗽（specificcough)指咳嗽伴有能提示特异性病因的其他症状或体征，即咳嗽时这些诊断明确的疾病的症状之一。伴呼气性呼吸困难，听诊有呼气相延长或哮鸣音。——胸内气道病变入气管支气管炎、哮喘、先天性气道发育异常等伴呼吸急促、缺氧或紫绀——严重慢性肺部疾病及先天性心脏病等伴有脓痰——肺部炎症、支气管扩张等伴有咯血——严重肺部感染、肺部血管性疾病、肺含铁血黄素沉着症或支气管扩张等 非特异性咳嗽（non-specificcough）指咳嗽为主要或唯一表现，胸X线片未见异常的慢性咳嗽。原因有年龄特点，需要仔细的系统评估，详尽的病史询问和体格检查。需要作胸X线片检查，年龄适宜者应作肺通气功能检查。 1.呼吸道感染与感染后咳嗽（respiratoryinfectionandpostinfectiouscough）百日咳杆菌、结核杆菌、病毒（特别是呼吸道合胞病毒、副流感病毒、巨细胞包涵体病毒）、肺炎支原体、衣原体等引起的呼吸道感染是儿童慢性咳嗽的常见病因。多见于<5岁的学龄前儿童 感染性咳嗽：急性呼吸道感染，咳嗽症状持续超过4周机制：感染引致气道上皮的完整性收到破坏和（或）纤毛柱状上皮细胞的鳞状化生和（或）持续的气道炎症伴有暂时的气道高反应性。 感染后咳嗽的临床特征和诊断线索：近期有明确的呼吸道感染史咳嗽呈刺激性干咳或伴少量白色黏痰胸X线片检查无异常肺通气功能正常咳嗽通常具有自限性除外引起慢性咳嗽的其他原因如咳嗽时间>8周，应考虑其他诊断 2.上气道咳嗽综合征/鼻后滴漏（流）综合征upperairwaycoughsyndrome，UACS/postnasaldrainagesyndrome，PNDS各种鼻炎（过敏性及非过敏性）、鼻窦炎、慢性咽炎、慢性扁桃体炎、鼻息肉、腺样体肥大等上气道疾病可引起。PNDS：鼻部疾病引起分泌物倒流鼻后和咽喉等部位，直接或间接刺激咳嗽感受器；2006年ACCP建议采用UACS代替PNDSACCP：美国胸科医师协会 UACS的临床特点和诊断线索：慢性咳嗽伴或不伴咳痰，咳嗽以清晨或体位改变时为甚，常伴有鼻塞、流涕、咽干并有异物感，反复清咽，有咽后壁黏液附着感，少数患儿有头痛、头晕、低热等。检查鼻窦区可有压痛，鼻窦开口处可有黄白色分泌物流出，咽后壁滤泡明显增生、呈鹅卵石样，有时可见咽后壁黏液样物附着。针对性治疗如抗组胺药物和白三烯受体拮抗剂、鼻用糖皮质激素等有效。鼻窦炎所致者，鼻窦X线平片或CT片可见相应改变。 3.咳嗽变异性哮喘（coughvariantasthma，CVA）是引起儿童尤其是学龄前和学龄期儿童慢性咳嗽的常见原因之一。CVA的临床特征和诊断线索：持续咳嗽>4周，常在夜间和（或）清晨发作，运动、遇冷空气后咳嗽加重，临床上无感染征象或经过长时间抗生素治疗无效。支气管扩张剂诊断性治疗可使咳嗽症状明显缓解。肺通气功能正常，支气管激发试验提示气道高反应性。有过敏性疾病史包括药物过敏史，以及过敏性疾病阳性家族史。除外其他疾病引起的慢性咳嗽。 4.胃食管反流性咳嗽gastroesophagealrefluxcough，GERC胃食管反流（GER）在婴幼儿期是一种生理现象。健康婴儿GER发生率为40%~65%，1~4个月达到高峰，1岁多时自然缓解。当引起症状和（或）伴有胃食管功能紊乱时就成为疾病即胃食管反流病（GERD）。GER在儿童患病率约为15%目前还没有确切的证据表明GER是我国儿童慢性咳嗽的常见原因。 GERC的临床特征和诊断线索：阵发性咳嗽，有时剧咳，多发于夜间。症状大多表现在饮食后，喂养困难。部分患儿伴有上腹部或剑突下不适，胸骨后烧灼感、胸痛、咽痛。婴儿除引起咳嗽外还可窒息、心动过缓和背部呈弓形。可导致患儿生长发育停滞或延迟。 5.嗜酸粒细胞性支气管炎eosinophilicbronchitis,EBEB于1989年由Gibso首先报告，最近一项前瞻性研究揭示，EB在成人慢性咳嗽病人占13.5%。EB被认为是成人慢性咳嗽的重要原因之一，但在儿童中的发病情况尚不明确。 EB的临床特征和诊断线索：慢性刺激性咳嗽；胸X线片正常；肺通气功能正常，无气道高反应性；痰液中嗜酸粒细胞相对百分数>3%；口服或吸入糖皮质激素治疗有效。 6.先天性呼吸道疾病congenitalrespiratorydisorders主要见于婴幼儿，尤其是1岁以内。包括有先天性气管食管瘘，先天性血管畸形压迫气道、喉气管支气管软化和（或）狭窄，支气管肺囊肿，纤毛运动障碍，纵膈肿瘤等。本病常被误诊为哮喘。 7.心因性咳嗽(psychogenic cough)ACCP建议，儿童心因性咳嗽只能在除外抽动性疾病，并且经过行为干预或心理治疗后咳嗽得到改善才能诊断。 心因性咳嗽的临床特征和诊断线索：(1)年长儿多见；(2)日问咳嗽为主，专注于某件事情或夜间休息时咳嗽消失；(3)常伴有焦虑症状；(4)不伴有器质性疾病，并除外引起慢性咳嗽的其他原因。咳嗽特征对心因性咳嗽只有提示作用，不具有诊断作用 8．其他病因：(1)异物吸入(foreign bodyaspiration)：咳嗽是气道异物吸人后最常见的症状，异物吸入是儿童尤其是1-3岁儿童慢性咳嗽的重要原因。研究发现有70％的气道异物吸人患者表现为咳嗽，其他症状尚有呼吸音降低、喘息、窒息史等。咳嗽通常表现为阵发性剧烈呛咳，也可仅表现为慢性咳嗽伴阻塞性肺气肿或肺不张，异物一旦进入小支气管以下部位，可以无咳嗽，即所谓进入“沉默区”。 (2)药物诱发性咳嗽(drug-inducedcough)：儿童较少使用血管紧张素转换酶抑制剂(ACEl)，有些肾性高血压的儿童在使用ACEI如卡托普利后会诱发咳嗽。其机制可能与缓激肽、前列腺素、P物质分泌等有关。ACEI引起咳嗽通常表现为慢性持续性干咳，夜间或卧位时加重，停药3～7 d可使咳嗽明显减轻乃至消失。β肾上腺素受体阻断剂如心得安等可以引起支气管的高反应性，故也可能导致药物性咳嗽。 (3)耳源性咳嗽(otogenic cough)：2％-4％的人群具有迷走神经耳支(arnold神经)。这部分人群，当中耳发生病变时，迷走神经受到刺激就会引起慢性咳嗽。耳源性咳嗽是儿童慢性咳嗽的一个少见原因。 一、诊断手段1．病史与体格检查：尽可能寻出引起慢性咳嗽的病因包括物理、化学、生物的原因。注意咳嗽的性质，如犬吠样、雁鸣样、断续性或阵发性等。注意咳嗽的加重因素及其伴随症状。体格检查肺部及心脏，有无甲床紫绀、杵状指。注意评估患儿的生长发育情况、呼吸频率、胸廓有无畸形。 2．辅助检查：(1)放射学检查：常规胸X线片检查。怀疑鼻窦炎时拍卡瓦氏位片或者建议到耳鼻咽喉科诊治。胸部CT有助于发现纵隔、肺门淋巴结及肺野内的中小病变，高分辨CT则有助于非典型支气管扩张、肺问质性疾病等诊断。 CT鼻窦片显示鼻黏膜增厚>4mm或窦腔内有气液平或模糊不透明是舁窦炎的特征性改变。鼻窦部CT、MRI检查是不可或缺的诊断手段之一，但不宜列为常规检查，可视病情由医生决定实施。结果的解释在儿童尤其1岁以下小儿亦需慎重，因为小儿鼻窦发育不完善(上颌窦、筛窦出生时已存在但很小，额窦、蝶窦5～6岁才出现)、结构不清楚，单凭影像学容易造成“鼻窦炎”过多诊断。 (2)肺功能：5岁以上儿童应常规行肺通气功能检查，必要时可根据一秒用力呼气容积(FEV1)，进一步行支气管舒张试验或支气管激发试验，以辅助哮喘(包括CVA)的诊断以及与EB的鉴别。 (3)支气管镜(纤维支气管镜、硬质气管镜等)：怀疑气道发育畸形、异物(包括气道内生异物、痰栓)等引起的慢性咳嗽以及需要进行防污染的病原微生物检查时可行支气管镜检查。 (4)诱导痰或支气管肺泡灌洗液细胞学检查和病原微生物分离培养：可以明确或提示呼吸道感染病原，若嗜酸性粒细胞增高则是诊断EB等过敏性炎症的主要指标。 (5)其他：PPD皮试、血清总IgE和特异性IgE测定，皮肤点刺试验(SPT)，24小时食道pH值监测、食道腔内阻抗检测等。呼出气一氧化氮测定、气管支气管活检、咳嗽感受器敏感性检测等对儿童慢性咳嗽的诊断价值尚不确定。 二、诊断程序慢性咳嗽只是一个症状，临床上要尽可能明确引起慢性咳嗽的病因。诊断程序应从简单到复杂，从常见病到少见病。诊断性治疗有助于儿童慢性咳嗽诊断，其原则是在无明确病因提示时，按UACS、CVA、GERC顺序进行诊断性治疗。 治疗处理原则是明确病因，对因治疗。如病因不明，可进行经验性对症治疗以期达到有效控制；如果治疗后咳嗽症状没有缓解，应重新评估。镇咳药物不宜应用于婴儿。 ACCP建议在儿童非特异性慢性咳嗽的诊治过程中，患儿父母的期望应该得到关注与重视，强调治疗后随访和再评估的重要性。观察(watch)等待(wait)随访(review) 药物治疗1．祛痰药物(根据其作用方式分为3类)恶心性祛痰药或刺激性祛痰药：愈创木酚甘油醚、氯化铵、碘化钾；桉叶油、安息香酊黏液溶解剂：N-乙酰半胱氨酸黏液调节剂：溴己新、氨溴索2．抗组胺药物：H1受体拮抗剂如氯苯那敏、氯雷他定、西替利嗪等可用于治疗UACS。 3．抗菌药物：明确为细菌或肺炎支原体、衣原体病原感染的慢性咳嗽者可考虑使用抗菌药物。肺炎支原体或衣原体感染者可选择大环内酯类抗生素，包括红霉素、阿奇霉素、克拉霉素等。其他病原菌感染在初始经验治疗后，如需调整抗生素，应按药敏试验结果选用。 4．平喘抗炎药物：包括糖皮质激素、β2受体激动剂、M受体阻断剂、白三烯受体拮抗剂、茶碱等药物。主要用于CVA、EB、过敏性鼻炎等的针对性治疗。糖皮质激素治疗2～4周后要再评估。感染后咳嗽一般可自行缓解，对症状严重者可考虑短期使用吸人或口服糖皮质激素、白三烯受体拮抗剂或M受体阻断剂。 5．消化系统药物：主张使用H2受体拮抗剂如西咪替丁和促胃动力药如多潘立酮等。儿童缺乏质子泵抑制剂的使用经验。6.镇咳药物：慢性咳嗽尤其在未明确病因前不主张使用镇咳药，美国儿科学会警示，可待因禁用于治疗各种类型的咳嗽。异丙嗪(非那根)的镇静作用有可能误导家长，致WHO提出警告：异丙嗪禁用于2岁以下儿童，禁止作为镇咳药物。 非药物治疗注意去除或避免诱发、加重咳嗽的因素。1．避免接触过敏原、受凉、烟雾的环境；2．对鼻窦炎可进行鼻腔灌洗、选用减充血药；3．体位变化，改变食物性状，少量多餐等对GERC有效；4．对气道异物者则应及时取出异物；5．药物诱发性，咳嗽最好的治疗方法是停药；6．对心因性咳嗽则可给予心理疗法；7．及时接种疫苗，预防呼吸道传染病和呼吸道感染。 中医对咳嗽的认识咳嗽是中医以证侯命名的病名病位在肺，病机为肺失宣降、肺气上逆病因分外感和内伤 分型论治外感咳嗽风热咳嗽：治法：疏风清热，宣肺止咳代表方：桑菊饮加减。中成药：桑菊银翘散。风寒咳嗽：治法：疏风散寒，宣肺止咳。代表方：三拗汤加减。中成药：通宣理肺口服液 分型论治内伤咳嗽痰热咳嗽治法：清热化痰，肃肺止咳代表方：清金化痰汤加减。中成药：金振口服液、羚羊清肺散。痰湿咳嗽治法：燥湿化痰，肃肺止咳代表方：二陈汤合三子养清汤加减。中成药：化痰散、二陈丸。 分型论治内伤咳嗽阴虚咳嗽治法：养阴清肺润燥代表方：沙参麦冬汤加减。中成药：养阴清肺口服液、槐杞黄颗粒。气虚咳嗽治法：益气补肺，健脾化痰代表方：六君子汤加减。中成药：玉屏风散、童康片。 辨病论治上气道咳嗽综合征属风邪伏于肺窍，肺气不宣，邪郁化热所致治法：疏风清热，宣肺通窍常用药味：辛夷、薄荷、黄芩、荆芥、苍耳咳嗽变异性哮喘常因宿痰为患，肺气升降失司所致治法：化痰宣肺，降逆止咳常用药味：炙麻黄、炒杏仁、前湖、苏子 辨病论治胃食管反流性咳嗽因食积气滞、胃失通降、母病及子，肺胃之气上逆而咳治法：降逆止咳常用药味：旋复花、代赭石、法半夏、陈皮慢性咽喉炎咳嗽治法：利咽止咳常用药味：射干、玄参、麦冬、木蝴蝶、牛蒡子 辨病论治 谢谢'