工程原理(上)

工程原理(上) pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

]布雷特·A. 汉德利,戴维·M. 马歇尔,克雷格·库恩 著,黄兆祺 等 译
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出版社: 上海科技教育出版社
ISBN:9787542859587
版次:1
商品编码:12294586
包装:平装
丛书名: 中小学工程教育丛书
开本:16
出版时间:2017-12-01
用纸:胶版纸
页数:266

具体描述

内容简介

《工程原理》通过展示工程师和设计专家塑造现代化社会所依据的原理和概念,培养学生的技术素养以及解决问题的能力。这些能力在后续的工程学学习以及工程技术活动中都是非常宝贵的。该书可以帮助高中生在现有数学和科学知识的基础上,理解什么是工程学。同时,它也可以激发学生对工程学领域以及技术领域职业的探索热情。

上册具体介绍了工程设计过程、机械原理、能源技术、电气系统、传动系统等与工程学有关的各种基础知识,通过趣味阅读、拓展阅读、练习题、工程师职业介绍等小栏目帮助学生加深对工程学知识的理解。


目录

第1章 工程学概述 2

引语 3

美索不达米亚文明 4

埃及文明 6

希腊文明 7

罗马文明 8

中世纪文明 8

工程技术开拓者 8

交通运输时代 12

电气时代 15

工程师协会 18

为进入工程领域做准备 19

工程师都做哪些事? 19

总结 24

课后作业 25

补充作业 25

工程学发展大事记 26

第2章 设计工具 32

引语 33

设计过程 34

草图 45

为思想建模 46

分析过程 53

演示工具 53

总结 59

课后作业 60

补充作业 61

第3章 机械效益 62

引语 63

力、功和功率 63

机械效益 67

六种简单机械 69

复合机械 94

总结 97

课后作业 99

补充作业 99

第4章 机械构造 100

引语 101

连杆机构 101

凸轮和从动件 106

轴承 112

齿轮 114

链轮和链条传动 130

总结 139

课后作业 140

补充作业 141

第5章 能量 142

引语 143

能量的形式 144

能量为何重要 145

热 145

能量的单位 150

白炽灯和荧光灯的对比 152

热力学的基本定律 155

可再生能源 158

不可再生能源 166

能源效率和节能 173

总结 176

课后作业 177

补充作业 177

第6章 电气系统 178

引语 179

原子 180

静电与电荷定律 182

电流 183

电压的来源 185

常用电学单位 188

数字万用表 191

测量电压、电阻和电流 192

公制词头 193

常用电学元件 193

电路 197

总结 212

课后作业 213

补充作业 213

第7章 流体压力传动系统 214

引语 215

流体压力传动历史上的里程碑 219

常见的流体压力传动系统组件和图形符号 221

流体压力传动的基本科学概念 236

总结 253

课后作业 255

补充作业 257

术语表 258


前言/序言

教育要面向未来多变的社会,要培养具备全球胜任力的学生。在这样的背景下,综合性、跨学科的知识和能力越来越重要,这也是我国当前课程改革中最新提出培养、发展学生核心素养(即必备品格与关键能力)的重要内涵。因此,通过加强跨学科课程建设,给学生提供跨学科学习经历尤显重要。国际上当前流行的STEM、STEAM课程,也正是以跨学科、综合性作为其重要特征的。

我国的基础教育历来十分注重学科课程。虽然学科课程原本内涵着跨学科的元素(如物理中有数学,化学中有物理,历史中有地理),但长期以来已被固化,缺乏与时俱进的深化和拓展。近年的课程改革又开始重视综合性课程和跨学科课程的开发,如全国课程改革中的综合实践活动课程,上海课程改革中的研究型课程、科学课程和艺术课程。但在实施中,这些课程远未达到应有的水平。而且现在看来,这些课程缺乏了一个重要内容,就是工程教育。工程是科学、数学与技术等的整合与应用,航天工程、生物工程、桥隧工程、建筑工程、“菜篮子工程”等都是工程。在工程中,必须把设计思维和实践能力放在重要位置,这就要求能够在面临一个复杂的、综合性的任务时,创造性地利用各种手段和方式去完成任务。在设计思维里,系统性思想、以人为本的思想都非常重要。因此,工程教育是跨学科的,是培养设计思维和实践能力的一个很重要的载体,而这正是发展学生核心素养的重要内容。

在基础教育课程改革中,我们首先关注课程的育人价值,在今天特别要考虑课程面对未来的育人功能。工程教育的缺失会产生育人的短板,这也是国际教育界通过反思之后特别重视STEM课程的重要原因。当前,加强工程教育已经成为国际共识。相比之下,我们就更需要努力了。

如何弥补工程教育在我国基础教育中的薄弱与空白?由于当前国内还没有理想的中小学工程教育教材,所以需要学习和借鉴。本套“中小学工程教育”丛书是从美国引进的,有很多值得借鉴的优点。首先,内容系统、完整。书中对工程学科有全面、系统的介绍,包括工程设计的一般流程,工程建设相关的工具、材料、职业等。书中还结合具体的工程项目,介绍了物理、数学等学科知识在工程问题中的应用。其次,它是跨学段的系统设计,初中阶段的学生用书是《工程学入门》,高中阶段的学生用书是《工程原理》《工程设计导论》,内容的难易与梯度都比较合适。第三,语言生动、图文并茂,可读性很强。最后,整套书不仅有功能类似传统教材的学生用书,还有配套实践手册,可供学生练习、提高。

“他山之石,可以攻玉”。我希望这套“中小学工程教育”丛书的翻译出版,可以为我国当前的课程改革、教材开发服务。希望国内的相关人士,能够在此基础之上,开发本土中小学工程教育教材。


张民生

2017年12月



《智慧之钥:探索现代文明的基石》 这是一本引导读者深入理解我们所处世界如何运作的指南。它不局限于某个特定学科的边界,而是跨越多个领域,揭示驱动现代社会运转的那些根本性原理和思想。本书旨在为任何对事物“为什么”如此、“如何”实现感兴趣的人提供清晰的洞察。 宏观视角下的逻辑脉络 《智慧之钥》从宏观层面出发,首先构建了一个思考框架,帮助读者理解复杂系统是如何被分解、分析并最终得以优化的。它探讨了“系统思维”的核心理念,即认识到个体元素之间的相互联系以及它们如何共同作用于整体。无论是城市规划、经济体系,还是生态环境,本书都将展示如何运用这一思维方式来识别关键节点,预测潜在问题,并设计出更具韧性和效率的解决方案。 从基础到应用的科学启蒙 本书深入浅出地介绍了支撑我们日常生活和科技进步的几项核心科学原理。它会从最基本的物理定律入手,例如能量守恒、力的作用与反作用,解释它们如何在日常器械、交通工具乃至大型基础设施中得到体现。随后,将转向化学原理,阐述物质的构成、转化以及它们如何被应用于材料科学、医药制造等领域。 在生物学方面,本书会触及生命体的基本组织结构和运行机制,以及这些知识如何引导我们理解农业生产、环境保护,甚至生物技术的发展。此外,本书还会探索信息科学的基石,包括数据的组织、传输和处理,以及它们如何成为现代通讯、计算和人工智能的驱动力。 社会结构与协作的艺术 除了自然科学,《智慧之钥》也深入探讨了人类社会组织和协作的内在逻辑。它会分析不同社会制度的运作原理,探讨经济学中的供需关系、激励机制以及市场失灵的根源。在理解法律和伦理规范如何维持社会秩序的同时,本书也审视了政治学中权力分配、决策过程以及集体行动的挑战。 此外,本书还将聚焦于人类沟通与信息传播的本质,分析不同媒介的影响力,以及它们在塑造公众舆论和推动社会变革中的作用。它将引导读者思考,如何在信息爆炸的时代,辨别可靠信息,并进行有效的沟通与协作。 技术创新的驱动力与伦理考量 本书的另一重要篇章将聚焦于技术创新的本质。它将揭示创新是如何从基础研究、技术突破到最终产品应用的转化过程。本书会分析不同领域的技术革新,例如自动化、能源技术、医疗技术等,并探讨它们对社会经济的深远影响。 然而,《智慧之钥》并非仅仅颂扬技术进步,它同样重视对技术背后伦理和社会责任的探讨。本书将引导读者思考,科技发展可能带来的潜在风险,例如隐私泄露、数字鸿沟、人工智能的伦理困境等,并鼓励读者在享受技术便利的同时,保持审慎和批判的态度。 解决问题的思维模型 本书的核心价值在于它提供了一套普适性的解决问题的思维模型。它将通过大量的案例分析,展示如何运用逻辑推理、批判性思维、以及创造性解决问题的方法来应对现实生活中的挑战。无论是个人职业发展、企业经营管理,还是应对全球性问题,本书所传达的思维方式都将是宝贵的财富。 面向未来的洞察 《智慧之钥》的最终目标是赋予读者一种更深刻的认知能力,使他们能够更好地理解世界的复杂性,更有效地参与到社会进程中,并更有信心地迎接未来的挑战。它鼓励读者保持好奇心,不断学习,并以一种更加全面和系统的视角来审视周围的一切。本书适合所有渴望拓宽视野、提升思维能力、并希望在这个快速变化的时代中找到自己位置的读者。它是一把打开智慧之门的钥匙,引领你走向更清晰、更深刻的认知世界之路。

用户评价

评分

这本书最大的亮点之一,在于其内容的编排和逻辑性。作者并没有将所有知识点一股脑地堆砌起来,而是进行了精心的组织和划分。第一部分可能是对一些基础概念的介绍,比如物质的属性、力学基本定律等,这些内容就像是为后续更复杂的知识打下坚实的基础。然后,随着章节的推进,内容会逐渐深入,从静态力学过渡到动态力学,再到材料的力学性能,每一步都显得顺理成章。我尤其喜欢作者在不同章节之间建立的联系。有时候,一个章节中提到的一个概念,会在后面的章节中以新的形式出现,并且得到更深入的解释。这让我感觉整个知识体系是一个有机整体,而不是零散的知识点集合。这种结构化的学习方式,极大地降低了我的学习难度,让我能够更好地理解和记忆这些知识。而且,作者在介绍新的概念时,往往会先回顾一下之前学过的相关知识,这种“温故而知新”的设计,让我觉得学习过程非常连贯,不会因为跳跃式的知识点而感到困惑。

评分

这本书的插图质量令我印象深刻。作为一本讲解工程原理的图书,清晰、准确的图表是至关重要的。这本书在这方面做得非常出色。所有的示意图都绘制得非常精细,比例关系准确,关键的细节都标注得一清二楚。无论是关于力的传递、应力分布,还是关于运动轨迹、能量转换的图示,都能够帮助我非常直观地理解复杂的概念。我尤其欣赏作者在图表设计上的用心,有时候一个看似简单的图,却能够将一个复杂的物理过程简化到极致,让我豁然开朗。而且,图表的风格也与书的整体风格保持一致,简洁、清晰、专业。在一些章节中,作者还使用了三维示意图,这让我能够从不同的角度去观察和理解结构,对于理解空间关系和立体构成非常有帮助。图表与文字的结合也十分融洽,图表往往能够起到画龙点睛的作用,让我更容易将文字描述的抽象概念与具体的图形联系起来。

评分

我是一名对工程学充满好奇心的非专业人士,而这本书为我打开了一扇通往这个领域的大门。它并没有要求我拥有深厚的数学基础,而是从最基础的物理概念讲起,一步步地引导我理解工程学中的核心原理。作者在书中巧妙地避开了那些过于复杂的数学推导,而是侧重于概念的理解和原理的应用。即使涉及到一些公式,作者也会用通俗易懂的语言解释公式的物理意义,以及它在实际问题中的作用。我之前一直担心工程学过于数学化,难以入门,但这本书彻底打消了我的顾虑。它让我相信,即使没有高深的数学功底,也能够理解和欣赏工程学的魅力。这种“科普”性质的讲解,对于像我这样的读者来说,无疑是雪中送炭。

评分

这本书的装帧设计真是令人眼前一亮,封面采用了一种沉静而又不失质感的哑光纸,颜色是那种略带复古的暗蓝色,上面印着书名“工程原理(上)”以及作者的名字,字体选择的是一种比较经典的衬线体,大小适中,既显得庄重又不失活力。我尤其喜欢封面上那种淡淡的纹理,触感非常舒服,拿在手里很有分量感。打开书页,纸张的厚度也恰到好处,不是那种薄薄的、容易透墨的纸,而是略带米黄色的、有一定韧性的道林纸,翻阅的时候没有沙沙的响声,而是有一种很顺滑的触感。书本的印刷清晰度也非常好,文字锐利,图片和图表也色彩鲜明,细节丰富,即使是放大来看,也不会出现模糊的情况。内页的排版布局也十分用心,行间距和字间距都经过了精心的设计,阅读起来非常舒适,长时间阅读也不会感到眼睛疲劳。目录页的清晰度和条理性也让我印象深刻,每一章节的标题都简洁明了,方便快速查找自己需要的内容。而且,书的装订方式也很牢固,即使经常翻阅,也不用担心书页松散的问题,感觉这是一本可以伴随我很久的书。从这本书的物理形态上,我already感受到了出版方在品质上的追求,这让我对书本的内容更加充满了期待。

评分

这本书的写作风格给我带来了一种非常愉悦的学习体验。作者的文字具有很强的感染力,他能够用一种充满热情和洞察力的方式来阐述工程原理。我能感受到作者对工程学本身的热爱,并且他非常希望将这种热爱传递给读者。他在描述一些重要的发现或者理论时,往往会穿插一些历史背景或者科学家的故事,这让学习过程不仅仅是记忆知识点,更像是在了解一门学科的发展脉络和背后的故事。这种“有温度”的讲解方式,让我觉得作者不是在“教书”,而是在“分享”他所理解的工程世界。有时候,作者的语言还会带有一点幽默感,虽然是严肃的工程学内容,但读起来却不显得沉闷。这种轻松愉快的氛围,让我在学习过程中保持了持续的兴趣和专注度。

评分

在阅读过程中,我经常会发现书中提到的内容与我之前的一些模糊的认知产生了碰撞,并且这本书的讲解让我对这些认知进行了更正和深化。例如,关于“惯性”的概念,我之前一直觉得它只是一个描述物体“懒得动”的词语,但这本书让我了解到惯性是物体保持其原有运动状态(静止或匀速直线运动)的性质,并且它与物体的质量有关。作者通过讲解“惯性定律”以及一些实际例子,比如汽车刹车时乘客向前倾,让我对惯性有了更深刻、更准确的理解。这种“纠错”和“深化”的过程,是学习任何新知识都非常重要的环节,而这本书在这方面做得非常出色,它能够帮助我建立起一套清晰、准确的知识体系。

评分

作为一个初次接触工程原理的读者,我对于学习这个领域感到既兴奋又有些忐忑。这本书的语言风格给我留下了深刻的印象,它没有使用那些过于晦涩难懂的专业术语,而是用一种比较平实、易于理解的方式来阐述复杂的概念。举个例子,当我第一次看到“应力”这个词的时候,我以为会是一堆复杂的公式和抽象的定义,但作者通过生动的比喻,将应力解释成物体内部抵抗外力作用的力,并且还引用了一些生活中的实际例子,比如拉伸橡皮筋或者挤压海绵,让我一下子就抓住了核心概念。这种“润物细无声”的教学方式,让我觉得学习过程不再是枯燥的任务,而更像是一场有趣的探索。作者在讲解每一个原理时,都力求做到逻辑清晰,层层递进,不会突然抛出一个我无法理解的概念,而是循序渐进地引导我进入到下一个知识点。即使是对于一些相对抽象的物理现象,作者也能够用非常形象的语言来描述,并且辅以精美的插图,使得抽象的概念变得更加具体和直观。我特别欣赏作者在解释过程中展现出的耐心和细致,仿佛作者就站在我身边,随时解答我的疑问,而不是冷冰冰地陈述知识。这种教学态度,对于像我这样的初学者来说,无疑是极大的鼓舞。

评分

作为一名需要不断更新知识储备的从业者,我深知理论知识的更新换代速度。这本书在内容的前沿性上做得非常出色。虽然是“上册”,但我能感受到作者在其中引入了一些较新的研究成果和工程实践中的新思路。例如,在讨论材料性能时,作者不仅仅停留在了传统的金属和陶瓷,还提及了一些复合材料和纳米材料在工程中的潜力,以及相关的设计考量。此外,书中对一些经典工程问题的分析,也融入了现代的计算方法和模拟技术。虽然具体的算法细节可能不会深入展开,但作者会引导读者思考,如何利用更先进的工具来解决问题。这种在传统原理基础上,融入前沿理念的做法,让我觉得这本书具有很强的实用价值和长远的参考意义。它不仅仅是停留在过去的经典知识,而是着眼于未来的发展趋势,为读者提供了一个更广阔的视野。

评分

我一直对物理和工程领域抱有浓厚的兴趣,但苦于找不到一本既专业又不至于过于枯燥的书籍。这本《工程原理(上)》恰恰满足了我的需求。作者在书中运用了大量贴近生活的实例来解释抽象的科学原理,这让我觉得工程学不再是高高在上的学科,而是与我们日常生活息息相关的。比如,在讲解材料强度的时候,作者会拿建造桥梁或者建筑物的材料举例,分析它们在承受不同载荷时的表现,而当解释流体动力学时,则会类比河流的流动或者飞机的翼型设计。这些鲜活的例子,不仅让我在理解原理时更容易产生共鸣,也让我能够更直观地感受到工程学在现实世界中的应用价值。我记得有一个章节详细讲解了不同材料的延展性和脆性,作者还通过比较玻璃和金属在受到冲击时的不同反应,来形象地说明这些概念。这种将理论与实践紧密结合的讲解方式,让我觉得我在学习的不仅仅是知识,更是解决实际问题的思路和方法。

评分

这本书的质量控制非常到位,让我感到非常放心。在阅读过程中,我几乎没有发现任何印刷错误、排版混乱或者内容逻辑上的硬伤。这对于一本技术类的书籍来说,是非常难得的。我曾遇到过一些书籍,虽然内容有价值,但因为技术问题影响了阅读体验。而这本《工程原理(上)》则没有这种困扰,我可以完全专注于内容的学习。每一页都充满了作者的用心和编辑的严谨,让我感受到出版方对知识传播的责任感。这种精益求精的态度,也让我对这本书所包含的内容更加信任,并且在学习过程中能够更加投入。

评分

没想到给小孩子看的。

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还行吧,我就是不知道原来这书是给小孩子看的。

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还行吧,我就是不知道原来这书是给小孩子看的。

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