实践活动手册

B E I J I N G

J I A O T O N G

UNIVER SI TY 2024

2 1 1

工 程

985

平 台 建设高校

一校多区 格局

多年来，学校形成了“一校多区“的格局，

主校区在北京二环西直门附近，在山东

省威海市南海新区建有威海校区。

典籍里的交大

北京交通大学是一所历史悠久、具有开创性的高等学府，它与上海、西

安、西南交通大学有密切的历史渊源关系。四所交大(上海交大、西安

交大、西南交大、北京交大)同创于清朝末年，先后创建南洋公学(上海

交大、西安交大前身创建于1896年4月8日)，山海关铁路学堂(西南交大

前身创建于1896年)和铁路管理传习所(我校前身创建于1909年9月10日)。

1917年，交通部因培养管理业务人才和邮电业务人才的需要，将我校

划分为北京铁路管理学校和北京邮电学校。1921年，交通总长叶恭绰

将部属四校联合组建交通大学，共同前身是1896年4月8日在上海创办

的南洋公学。叶恭绰将交通大学校庆日定为4月8日。

1909年9月10日（宣统元年七月），铁路管理传习所（1909.9-1910.2）校舍落成于邮传部附近府右街李阁老胡同

（现称力学胡同），此为北京交通大学创校之始，为中国第一所管理学校。

经查证，现收藏于中国第一历史档案馆的邮传部“为添设邮电高等简易领袖教员名数等及改名交通传习所各情事致代

理铁路管理传习所监督翰林院检讨章梫”照会，是清邮传部于1910年2月2日（宣统二年正月23日)发给铁路管理传习

所的校名更改通知。其指出：“现在既增设邮电高等简易各一班与路班并重，自未便任用铁路管理传习所之名致形偏

重，应改名交通传习所以符名实。”故此，我校校名逐由创始时的“铁路管理传习所”（1909.9-1910.2）更校名为“交

通传习所”（1910.2-1916.12）。

档案1 为添设邮电高等简易领袖教员名数等及改名交通传习所各情事致代理铁路管理传习所监督翰林院检讨章梫

（档案由中国第一历史档案馆提供）

北交大图书馆收藏有钱镛、王福龄同纂、1911年出版的交通传习所教材《行车管理讲义》，该书页标注“交通传习

所教习”、“ 京师交通传习所”等字样（详见图2）。钱镛、王福龄自铁路管理传习所创校之始，即任教于校，教授

《行车管理》课程。且两人共同撰写的《行车管理讲义》不仅作为学校的教材，同时该书还曾多次被送往邮传部供

部员学习使用。如：宣统三年八月二十八日，邮传部参议厅函：“为请再拣送三十部行车管理讲义到参议厅以便咨送

唐侍郎分布参考事致交通传习所监督章梫”。

《行车管理讲义》 档案2 为请再拣送三十部行车管理讲义到参议厅以便咨送唐侍郎分

布参考事致交通传习所监督章梫

(档案由中国第一历史档案馆提供）

典籍里的交大

注：铁路管理学校时期（1917.1-1921.6）

北交大图书馆收藏有1920出版《交通部铁路管理学校高等科乙班毕业纪念册》（交通部铁路管理学校编）。通过该

毕业册中前任校长俞人凤的题词可知：铁路管理学校高等科乙班于1917年（民国6年）冬入校，学制三年，于1920

年（民国十年）毕业。知名校友杨汝梅、郑振铎、吴绍曾均为该班学员。

注：交通大学北京学校时期（1921.7-1922.7）

关赓麟（1880-1962），字颖人，广东广州府南海县人，历任财政部秘书，交通部路政司司长、京汉铁路局长，川

粤汉铁路督办，铁路部参事、交通史编纂委员会委员长、平汉铁路管理局局长等。畿辅大学（后称北平铁路大学，

1949年并入北京交通大学）创始人兼首任校长。著有《京汉铁路之现在及将来》、《中国铁路史讲义》等著述，在

校讲授《中国铁路史》课程。

注：北京交通大学时期（1923.3-1928.6）

校图书馆收藏有1923年出版的《北京交通大学经济

部本科癸亥级毕业纪念册》，书中记载着当年的校旗

与徽章，校训“知行”清晰可见。

叶恭绰1922年 曾鲲化 1924年 华南圭 1919年（2版） 马寅初 1924年（3版）

学校发展至交通大学北平铁道管理学院（1929.7-1938.1）时期，愈来愈多地编撰各种教材，以供教学、培养专门

人才之用。

校图书馆馆藏《电力通传管理》、《军事运输》、《铁路财政》和《车务管理》等，均为交通大学北平铁道管理学

院（我校前身、简称“交大平院”）自编教材。其书页或标注有“交通大学讲义”字样、或钤有当年加盖“交通大学北平

铁道管理学院（书）”或“交通大学北平铁道管理学院图书馆”藏书章。

藏书章：交通大学北平铁道

管理学院(书)

藏书章：交通大学北平铁道

管理学院图书馆

典籍里的交大

王世堉（荫樵）， 河北天津人。曾任京汉铁路总叚长、 粤汉路工程局长、交通部路政司参事上行走、技正，参事

厅交通史编撰处编修）。讲授《铁路组织及管理》、《列车运转》、《货物运输及运价》、《旅客运输及运价》、

《铁路统计》和《中国铁路史》等课程。

郭克兴(起襄)，黑龙江讷河人，文官高等考试政治科第一名，陆军大学北京法政专门学校商业专门学校毕业。陆军

部科员、航局航务主任、铁路学校讲武堂教员。讲授《军事概要》、《铁路警察》、《军事学》等课程。编著有

《军事运输》、《满蒙铁路问题 》等。曾任交通部僉事、参事厅交通史编撰处编撰等。

高鹿鸣（子苹），河北安新人。讲授《车务及运价》、《铁路运输》等课程。曾任胶济路材料处处长、汴洛车务副

段长、段长、总段长，巴黎国际铁路会议京汉路代表。

张兢立(彬人)，浙江海宁人，日本东京高等商业学校本科毕业、前清商科举人。中国银行总发行局长、东三省中国

银行副行长、曾任交通部僉事科长。讲授《统计学》、《铁路统计》等课程。

徐济良（济良），江苏武进。美国伊里诺大学铁路管理科学士会计科硕士、会计师。讲授《成本会计》、《铁路会

计》等课程。

沈宗汉(心诚)，江苏太仓人。交通部上海工业专门学校电机科毕业、交通传习所高等电气工程班毕业。曾任福州无

线电局工程师、吴淞无线电局长兼工程师，时任北京无线电局局长。著有教材《电力通传管理》，自邮电管理学校

（我校前身）起任教，并曾教授《无线收发》、《直流电》、《无线电》等课程。

典籍里的交大

陈承烈（达生），福建闽侯人，高等工业学堂铁路管理科毕业。讲授《铁道财政》等课程。曾任交通部主管, 参事

厅交通史编撰处编修。另著有《北平铁路大学国际联运讲义》。

书页上钤藏书章：“中国交通大学北平管理学院藏书之章”

备注：中国交通大学北平管理学院（1949.7-1949.9）

封面钤藏书章：“中国交通大学北京管理学院教务处图书馆”

备注:中国交通大学北京管理学院（1949.9-1950.9）

封面钤藏书章：“北方交通大学北京铁道学院政治教学委员会”

备注：北方交通大学北京铁道学院（1950.9-1952.5）

畿辅大学创建于1924年（民国十三年）夏秋之际，是注

重铁路科而兼顾文、法各科的私立大学，该校创始人兼

首任校长为关赓麟。叶恭绰、华南圭、胡鸿猷、马寅初、

俞人凤等任校董。1929年（民国十八年十月十日）学校

更名为 “北平铁路大学”；1933年（民国二十二年八月）

更名为“私立铁路学院”。1945年抗战胜利后复校，定名

私立铁路专科学校。1949年解放后该校撤销，并入国立

北平铁道管理学院（现北京交通大学）。

1949年中国交通大学校部（现北京东交民巷34号）

典籍里的交大

铁路管理传习所（1909.9-1910.2）

交通传习所（1910.2-1916.12）

铁路管理学校（1917.1-1921.6）

交通大学北京学校（1921.7-1922.7）

唐山大学北京分校（1922.7-1923.2）

北京交通大学（1923.3-1928.6）

交通大学第三大学(1928.6-1928.9)

交通大学交通管理学院分院(1928.9-1929.2)

交通大学北平交通管理学院(1929.2-1929.7)

交通大学北平铁道管理学院(1929.7-1938.1)

交通大学唐山工程学院（1938.1-1941.7）

国立交通大学唐山工程学院北平铁道管理学院（1941.7-1942.1）

国立交通大学贵州分校（含平、唐两院 ）（1942.1-1946.4）

国立北平铁道管理学院 （1946.4-1949.7）

中国交通大学北平管理学院（1949.7-1949.9）

中国交通大学北京管理学院（1949.9-1950.9）

北方交通大学北京管理学院（1950.9-1950.9）

北方交通大学北京铁道学院（1950.9-1952.5）

北京铁道学院（1952.5-1970.5）

北方交通大学（1970.6-2003.3）

北京交通大学（2003.3-）

知，行。

To Know, To Do.

北京交通大学校训最早见于1923年北京交大毕业生的纪念册，短短两个字的校训，简洁明了、内涵

丰富。百余年来，作为承载着服务社会、建设国家两项重大历史使命和责任的北京交通大学也始终坚持“崇尚学

术，追求真理，知行统一，以知促行”“学理、应用并行注重”的办学理念。

“知”要“知民族大义、知国家所需”，“行”要“行远自迩”，既脚踏实地，又坚定不移。从“知”到“行”，就是一部北京

交通大学拼搏与奋进的历史，就是北京交通大学人前赴后继、爱路报国的历史。它强调思想和行为的统一，也

要求交大师生既追求精深广博的知识，又要时刻知民族大义，心怀国家，自觉肩负起民族复兴、国家富强的历

史重任。

“知行”学说，博大精深，乃人类认识世界之哲学基础。数千年来，中华哲贤，各展睿智，真理逐显。

然，惟毛泽东之《实践论》将“知行〞学说阐微论精。上纪廿代，交大定“知行”为校训，实乃治学育才之良策。

万千交大学子，循“知行”之路，精读课业，践实笃行，尽心竭力，恭行不怠。当此新纪星耀，校训重振，交大

学人，铭记“知行”，与时俱进，共创新辉。

典籍里的交大

校歌是学校办学理念和精神文化的最好体现，被视为“校魂”。2014年，教育部新闻办公室官方微博微言教育发起了

最美校歌评选活动，最终评选出 。

①浙江大学校歌；②复旦大学校歌；③中国传媒大学校歌；④东南大学校歌；⑤西南大学校歌；⑥山东大学校歌

⑦武汉大学校歌；⑧天津大学校歌；⑨华东师范大学校歌； 。

北京交通大学历史上有多首校歌。在北京交通大学历史上还有一首校歌《交大平院院歌》，据《校史资料选

辑.6》记载，此院歌歌词为1936年梁启勋（梁启超之弟）所写。当时他是本校的训育主任，国文讲师，作曲是

Adam Geibel。

平畴：平坦的田野。

奠邦基：奠定国家的基业。

庶物繁：物产种类繁多。

懋迁：贸易，贩运买卖。懋，同“贸”。《书·益稷》： “懋迁有无化居。”

综理：总揽管理。

同轨：同一轨距。中国自1881年自办唐胥铁路开始采用4英尺8.5英寸（折合1.435米）的轨距，嗣后沿为定制。

车同轨一语见《礼记·中庸》：“今天下车同轨，书同文，行同轮。”

固吾圉（yǔ）：巩固我们的边疆。《左传·隐公十一年》：“亦聊以固吾圉也。”

珊瑚玉树：比喻英俊之才。清代汪懋麟《沁园春》词：“羡珊瑚照耀，词源似海，珠玑错落，笔陈如流。”后以

玉树称美佳子弟。

交枝：枝叶交错，喻生长繁茂。珊瑚玉树交枝，谓英才茁壮成长，人才辈出。

梁启勋用简练优美的文笔，在歌词中描绘出祖国大好河山辽阔的幅员、丰富的资源及铁路的发展远景，以激励

本校青年勤奋学习，负起建设祖国铁路的重任。歌词也赞颂了母校美好的学习环境，是一首爱国爱校的颂歌。

现行的的北京交通大学校歌是由中国著名作曲家王立平先生于1999年创作的。王立平，1941年生，我国著名音

乐家、作曲家、词作家，1965年毕业于中央音乐学院作曲系。主要作品有电视连续剧音乐《红楼梦》、电影音

乐《少林寺》，影视歌曲《太阳岛上》、《驼铃》、《牧羊曲》、《大海啊，故乡》、《枉凝眉》等。1998年

受邀为交大创作校歌，他也是交大国家级教学名师王玉凤教授的哥哥。

2005年北京交通大学对《校歌》进行了修订，将其中“北方交大”换成“北京交大”，其他不变。

典籍里的交大

一枚设计精致的校徽具有独特的审美价值，既是时代特征、大学历史、办学理念的形象体现，又是反映一所大学独

特个性和文化精神的意象蕴含。

北京交通大学校徽脱胎于原交通大学校徽。由外圈圆和内

圈齿轮组成的同心圆构成。上书毛体校名“北京交通大学”

和黑体英文校名。内圈圆中图形为铁砧、榔锤、链条、书

本。齿轮象征管理，寓意学校以管理特色见长；铁砧、榔

锤、链条象征工业制造及产品；书本象征理学和知识。

整体中心标志体现学校是以理工科为主的高等学校。数字“1896”代表学校的创办时间。

从校徽的“形状”和“构图”范畴考查，北京交通大学校徽沿用圆形形状。圆形样式折射“天圆地方”“圆而神，方以智”等

东方文化的尚圆审美心态，以及中和圆润的儒道精神，正如《说文解字》提到的“圆，全也”，寓意循环往复，生生

不息。因此圆形形状的校徽目前在国内高校中最为常见。

而从高校文化来考查，不难发现，中国大学早期校徽与西方大学校徽间有着千丝万缕的联系。在之前许多关于校徽

文化的研究中，都提到交通大学校徽中与美国麻省理工学院校徽中有部分相同的元素：铁砧、榔锤、书本、数字等。

这并非巧合，而是有其历史渊源的。

交通大学拥有三个重要源头：一是1896年创立的南洋公学，二是1896年创立的山海关铁路学堂，三是1909年创立

的铁路管理传习所。1921年，北洋政府交通部将所属三所学校联合组建交通大学，下设北京学校、上海学校、唐山

学校，由此形成了北京、上海、西安、西南交通大学四所交大的历史渊源关系。其时，交通大学选用的教材全是麻

省理工学院的原版教材，曾被世人敬称为“东方MIT”。

史料中，交通大学校徽最明确的记录是1926 年1月23日，淩鸿勋校长签发《通告》，正式公布这一标志，并对该标

志图案作如下说明：“校标中心为铁砧、榔锤，砧上置中西书籍若干册，示工程教育工读并重之意；砧座有阿拉伯数

字1896 四字，示本校创办之年份，用世界公历者，取其便也；砧外为齿轮，外框为车轮，皆寓工程与交通之

意……校标取义深远，含意显豁，允称佳构。”

随着近百年来中国政治、社会的急湍巨变，交通大学最终分衍成为现在海峡两岸五所著名的高等学府：上海交通大

学、西安交通大学、西南交通大学、北京交通大学和新竹交通大学。思源致远，五校同行。一百二十多年来，五所

交大交相呼应，熠熠生辉，在各行各业培育出了诸多栋梁之才，为国家作出了卓著贡献。而绘有“铁砧、榔锤、书籍”

图案的校徽标志，在1926年一经确立便深入人心，成为交大的标志和象征，代表交大人的精神追求。在百余年漫长

办学历史中，几所交大的校徽设计各有发展，如西南交通大学保持了相对独立的校徽设计，其余四所交通大学的核

心形象图案已经相互呼应，深入人心，予以固化。

此外，从1996年共庆百年校庆以来，海峡两岸五所同根同源的交通大学还拥有了两个共同标志性的纪念建筑——饮

水思源碑和同行致远纪念石。饮水思源碑均以校徽为原型，以示五所交大饮水思源、文脉交通。2016年，交通大学

120周年校庆之际，交通大学美洲校友会全体校友为感恩母校培育之情，捐建各母校“同行致远”纪念石一座，以示

“五校一家 同行致远”。这些都是长存于世、彰显几所交大血脉相连的象征。

如果将高校校徽设计的文化性与表现语言之间的关系比作“意与形”的关系的话，那么“形有限而意无穷”“形意相偕”可

以用来形容其两者之间应有的联系。不难发现，北京交通大学校徽中表达的“工程教育工读并重之意”与学校“知行”校

训在内涵上是非常契合的。

确实，每个校徽背后，都有满满的故事。读懂校徽，就是要铭记历史，牢记使命，砥砺前行。

交大

风物

交大

地图

校园游览

在被称为“学府胜地”的海淀区， 建有东、西两个校

区，总面积近1000亩，教学、科研设施完善，校园环境优美。校园

里的许多“打卡点”满足学子们对理想学堂的期待，它们于无声中，讲

述着北交大百余载的砥砺前行。请大家跟随小编的步伐，解锁北交大

校园！

校门作为学校的重要建筑物和重要标识之一，早已经不是简单的出入

口，它承载着学校的沧桑风雨，记录着学校的历史岁月。走进北京交

通大学，昂然挺立的南校门是北交大地标性建筑之一。

矗立在西直门外上园村的南门，据传为“亚洲第一高”，矗立在无数北

交大人的脑海里，是他们魂牵梦萦的所在。校门周身为红褐色，内外

两面书有“交通大学”，最高点有双面的校徽，凝聚着北交大百余年的

历史气韵，整体恢宏大气。

校门拱形的外观看起来如同一个“涵洞”，象征着“交通”，对应着校名。

从远处望去，它就像火车的隧道，每一位学生如同一列火车，进入交

大的隧道，经历成长，再驶出隧道时，已成长为国之栋梁。

从南门进入，踏上银杏大道，首先映入眼帘的便是标有“北京交通大

学”字样的思源楼。

作为北京交通大学地标性的建筑之一，思源楼秉承着“饮水思源，爱

国荣校”的北交大精神，是学校功能性最强，最丰富的建筑。楼前的

广场也以“思源”为名，在历史的长河中，与无数北交大人写下了与时

俱进、开拓进取的精彩故事。

如今，不仅各个基础学科在思源楼授课，学校的众多办事机构也在这

里办公。思源楼左右分立着思源西楼和思源东楼，每栋教学楼各具特

色，帮助同学们进行多样化的学习。新学期来临，思源楼也将迎来新

一批学子，在这里领略大师风采，探寻学术真谛。

交大

地图

校园游览

青石碑前一帘草色青，知行校训熠熠映朝阳。思源楼的北面，枝繁叶

茂的百年国槐荫蔽下，有一块刻着“知行”二字的石碑，便是学校的经

典打卡处——知行碑。

北京交通大学“知行”校训最早见于1923年《北京交通大学癸亥级毕业

纪念册》上，“知行”短短两个字，是全国最短的校训之一，简洁明了

却内涵丰富，旨在传承百年老校优良的治学传统，弘扬交大立校精神，

砥砺学子们创造优秀的学术品格，把严谨教学与学术研究和社会实践

相结合的传统精神发扬光大。

如今，知行碑旁的古槐树虽饱经沧桑，却枝叶嫩绿，七八月开花时清

香扑鼻。用百年古槐见证交大百年历史，给百年校训增添了浓厚的历

史成熟感。

与明湖交相映衬，北京交通大学呈“八卦形”的图书馆是莘莘学子的日

常打卡地。门前捧书阅读的茅以升前辈雕像，更是为北交大图书馆增

添了不少书香气和魅力。图书馆创建于1909年，随着历史的变迁，

馆舍已更新过三代。历经岁月，它跟随着学校发展的脚步不断成长壮

大，留下了独特的发展足迹。

图书馆是知识的宝库，学术的殿堂，北交大图书馆更是学子充实才干

的精神家园。图书馆有着极具交通特色的丰富馆藏，图书馆交通、铁

路史料收藏量在全国首屈一指，从清末邮传部第一期交通官报，至

1953年周恩来总理亲自签发的“中国长春铁路移交文件”，从一百年前

的《京张铁路工程纪略》，到今天的高铁及轨道交通建设资料等，图

书馆悉数收藏。

未来，期待更多北交大学子在这里胸怀理想、勤思笃行，以书籍丰富

自我，徜徉知识海洋，放飞青春理想！

从银杏大道向右看，则是一座造型古朴、厚重大气，至今仍在使用的

世纪钟。世纪钟建于北交大百年校庆之时，象征着有着悠久历史的百

年老校将在新世纪焕发青春光彩，又意在勉励莘莘学子珍惜宝贵年华，

努力学习。

冬去春来，夏隐秋至，时间流在转动不停的分秒里，遁入深邃的遥远

中，仿佛从来没有停留过，古老的世纪钟却始终矗立在九教前，迎接

着小红果的到来，激励着交大学子踏上梦想的征程，见证着交大人创

造的奇迹。

莘莘学子从世纪钟下走过，在这片土地上度过充实的四年时光，将美

好青春印刻在校园，奉献给祖国。

交大

地图

校园游览

沿着银杏大道走到底，向左可以注意到校园里詹天佑的雕像和其后的

天佑会堂。作为北交大最大的礼堂，天佑会堂时常会作为学校众多活

动的主会场和外来表演的舞台。天佑会堂里既见证了优秀的同学们获

得荣誉的每一刻，又为才华横溢的同学们提供了恣意挥洒汗水的舞台，

能登上天佑会堂，正是北交大学子的一种特殊的荣光。

相伴而行，天佑会堂陪伴着无数北交大人走过校园青春时光。未来的

日子里，它将继续见证更多北交大学子的成长，见证其迈向更高的目

标和理想。

有人说，北交大最灵动最美的景色，都汇聚于明湖。“交大漫步思翩

跹，缓寻佳境荷花鲜。自习胜地去何处？风景无限明湖边。”春有杨

柳依依，夏赏荷叶田田，秋有落英缤纷，冬映锦亭晴雪，明湖是北京

交通大学校园里最令人难忘的一景。

明湖，取“明诚之意”，湖西北有亭，名为“爱知亭”，由茅以升先生题

字。而亭之所在，便是明湖最精华之点缀。立于亭内，可观瑞潭印月，

可赏飞瀑流霞，亦可看荷塘之鱼、明湖之鸭。

天青云旎，暖阳斜照，这一方天地是北交大学子心灵最舒适的栖息地。

在这里放松心情、放慢生活，让北交大的美景治愈一切疲惫。

学科

实力

学科

探索

北京交通大学物理演示与探索实验室现有面积700平方米，其中室内面积500平方米，分为4个实验室，另

有科学走廊和展厅200平方米。实验室内容涉及力学、热学、振动、波动、电磁学、光学、近代物理等领

域近300项。实验室是全国首批大学物理实验教学示范中心，曾荣获国家教学成果特等奖。作为全国科普

教育基地、北京市科普教育基地，实验中心每年接待多人次的科普参观及交流活动。

年始建，前身为北京交通大学物理实验室

年被评为北京市先进实验室

年首批通过北京市“合格实验室”评估

年底北京交通大学开始建设国家工科物理教学基地，随后整合大学物理实验、近代物理实验、演

示与探索实

验和光信息科学与技术专业基础实验等物理实验教学资源，成立物理实验中心

年教学基地被评为国家级优秀工科物理基地

年物理实验中心先后被批准为首批北京市和国家级实验教学示范中心建设单位

年北京交通大学物理演示与探索实验室被认定为全国科普教育基地

学科探索

图1 图2

A

图3

图4

学科探索

图5

茹科夫斯基凳是理论力学课程的一种实验装置，其名称来源于原苏联理论力学教材。茹科夫斯基凳是一种可绕垂直

轴自由旋转的转台。站立在转台上的人改变手握哑铃的双臂位置，使转台和人所组成系统的惯性矩发生变化（图

1）。沿垂直轴的重力不构成绕转轴的力矩。如阻尼力矩也忽略不计，则绕转轴的外力矩为零，系统的动量矩守恒。

演示过程中利用双臂的不同位置以改变惯性矩 J 。动量矩 L 为常值时，角速度 ω 与惯性矩 J 成反比：

图6

物体具有从势能高的位置向势能低的位置运动的趋势。

A.双圆锥体的重心在锥体的外部，不在锥体上

B.在双圆锥体上滚的过程中，锥体的重心在向上运动

C.双圆锥体上滚实验中，虽然看到的现象好像是锥体在上滚，但是从侧面观察的话锥体重心其实是下移的

D.当双圆锥体在轨道的最低处时，它的重心在最低处：当双锥体在轨道最高处时，它的重心在最高处。

图 9 表示握哑铃人的 3 种姿势: (a) 双臂平举，(b) 双臂收缩至胸前，(c) 双臂下垂。当状态 (a) 转变为状态 (b) 或 (c)，

即双臂平举变为双臂收缩或下垂时，惯性矩 J 减小，转速 ω 升高。反之，如状态 (b) 或 (c) 转变为状态 (a)，即双臂

收缩或下垂变为双臂平举时，惯性矩增大，转速降低。类似现象已成为芭蕾舞或冰上舞台上常见的经典舞蹈动作。

图7

学科探索

图8

直升机主要由机体和升力（含旋翼和尾桨）、动力、传动三大系统以及机载飞行设备等组成。旋翼一般由涡轮轴发

动机或活塞式发动机通过由传动轴及减速器等组成的机械传动系统来驱动，也可由桨尖喷气产生的反作用力来驱动。

科里奥利(Coriolis, Gustave Gaspard de)，法国物理学家。1835年，他着手从数学上和实验上研究自旋表面上的运

动问题。地球每24小时自转一周。赤道上的一点，一天内行进25000英里，因此每小时大约向东行进1000英里。在

纽约纬度地面上的一点，一天只需行进19000英里，向东行进的速度仅约为每小时800英里。由赤道向北流动的空

气，保持其较快的速度，因此相对于它下面运动较慢的地面而言会向东行进。水流的情况也是一样。因此，空气和

水在背向赤道流动时好像被推向东运动，反之会向西运动，推动它们运动的力就称为科里奥利力。这种力不是真实

存在的!只是“惯性”的表现而已。正是这种“力”造成了飓风和龙卷风的旋转运动。研究大炮射击、卫星发射等技术问

题时，必须考虑到这种力。

科里奥利也是对动能和功给出确切的现代定义的第一个人。他把物体的动能定义为物体质量的二分之一乘其速度的

平方，而对某物体所做的功等于作用力乘其克服阻力而运动的距离。

图9

学科探索

迈克尔˙法拉第(Michael Faraday, 1791～1867)，世界著名的自学成才的科学家，英国物理学家、化学家、发明家，

即发电机和电动机的发明者。法拉第于1821年完成了第一项重大的电发明，他成功地发明了一种简单的装置，在装

置内，只要有电流通过线路，线路就会绕着一块磁铁不停地转动。事实上法拉第发明的是第一台电动机，是第一台

利用电流使物体运动的装置。人们知道静止的磁铁不会使附近的线路内产生电流。1831年法拉第发现当一块磁铁穿

过一个闭合线路时，线路内就会有电流产生，这个效应叫电磁感应，产生的电流叫感应电流。一般认为法拉第的电

磁感应定律是他的一项最伟大的贡献。而法拉第笼是一个由金属或者良导体构成的笼子，是以电磁学的奠基人、英

国物理学家迈克尔˙法拉第的姓氏命名的一种用于演示等电势、静电屏蔽和高压带电作业原理的设备。

图11

图10

古希腊是西方电磁学的发源地。2500年前左右，古希腊哲学家塔勒斯在研究天然磁石的磁性时发现用丝绸、法兰绒

摩擦琥珀之后也有类似于磁石能吸引轻小物体的性质。所以，塔勒斯成为有历史记载的第一个静电实验者。

学科探索

我国的带电作业技术起步于20世纪50年代，当时正处于国民经济恢复和发展的初期。由于发电量迅速增长，电力设

备明显不足，大工业用户对连续供电的需求日益严格，常规的停电检修因而受到限制。当时，我国最大的钢铁基地

鞍山，停电尤为困难。为了解决线路要检修而用户又不能停电的矛盾，当时称之为“不停电检修技术”开始得到发展

与应用。

带电作业根据人体与带电体之间的关系可分为三类：等电位作业、地电位作业和中间电位作业。

图12

光栅（Gratings）是由一系列等距平行刻线组成的光学元件，它是利用光的衍射和干涉原理进行分光的一种

色散元件，被广泛应用到生化仪器、光谱仪器、分光光度计等相关产品上或相关领域中。

光栅有透射式和反射式两种，反射式光栅常被应用到光谱仪上，每条等宽且平行的线槽有着光学狭缝的作用，每毫

米刻线会有1200条、1800条、2400条等，整块光栅上就会有数十万条刻线，这样就起到有效分光的作用。一般的

反射式光栅，因光栅衍射中没有色散能力的零级衍射的主极占有80%的衍射光强，伴随主极极次增高致使光强变弱，

故把线槽刻划成锯齿形而使其具有定向闪耀的能力，这样就可把能力集中分布在所需要的波长范围。从制作方法上

可分为刻线光栅和全息光栅，刻线光栅是刻划机在反射面上刻线而成，而全息光栅是通过激光干涉照相法制作而成。

透过光栅镜观察到白炽灯的光谱是连续谱线 图13 透过光栅镜观察到氦灯的光谱是分立谱线