包郵醫(yī)用物理學(xué)

作者：劉東華，于毅

出版社：科學(xué)出版社出版時(shí)間：2023-05-01

開本： B5 頁數(shù)： 356

讀者評(píng)分：5分1條評(píng)論

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節(jié)選

醫(yī)用物理學(xué) 版權(quán)信息

ISBN：9787030754264
條形碼：9787030754264 ; 978-7-03-075426-4
裝幀：一般膠版紙
冊(cè)數(shù)：暫無
重量：暫無
所屬分類：
醫(yī)學(xué)
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醫(yī)學(xué)/藥學(xué)考試
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其他教材

醫(yī)用物理學(xué) 本書特色

本書是編者多年進(jìn)行翻轉(zhuǎn)課堂和課程思政教學(xué)改革的總結(jié)。每章附有課程思政案例和習(xí)題解答，部分知識(shí)點(diǎn)以微課視頻方式呈現(xiàn)，通過二維碼鏈接，供廣大學(xué)生學(xué)習(xí)使用。

醫(yī)用物理學(xué) 內(nèi)容簡介

本書按照教育部高等學(xué)校大學(xué)物理課程教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)通過的《醫(yī)藥類專業(yè)大學(xué)物理課程教學(xué)基本要求》(2021?版)編寫。本書是編者多年進(jìn)行翻轉(zhuǎn)課堂和課程思政教學(xué)改革的總結(jié)。每章附有課程思政案例和習(xí)題解答，部分知識(shí)點(diǎn)以微課視頻方式呈現(xiàn)，通過二維碼鏈接，供廣大學(xué)生學(xué)習(xí)使用。

醫(yī)用物理學(xué) 目錄

目錄
前言
緒論 1
**章力學(xué)基礎(chǔ) 4
**節(jié) 剛體的轉(zhuǎn)動(dòng) 4
第二節(jié) 剛體的平衡 14
第三節(jié) 物體的彈性 19
第四節(jié) 骨的力學(xué)性質(zhì) 24
習(xí)題一 27
第二章流體的運(yùn)動(dòng) 30
**節(jié) 理想流體定常流動(dòng) 30
第二節(jié) 理想流體的伯努利方程 33
第三節(jié) 黏性流體的運(yùn)動(dòng) 39
第四節(jié) 黏性流體的運(yùn)動(dòng)規(guī)律 42
第五節(jié) 血液的流變 47
習(xí)題二 52
第三章液體的表面現(xiàn)象 55
**節(jié) 表面張力和表面能 55
第二節(jié) 彎曲液面的附加壓強(qiáng) 58
第三節(jié) 毛細(xì)現(xiàn)象和氣體栓塞 60
第四節(jié) 表面活性物質(zhì)與表面吸附 63
習(xí)題三 64
第四章機(jī)械振動(dòng)和機(jī)械波 66
**節(jié) 簡諧振動(dòng) 66
第二節(jié) 阻尼振動(dòng)、受迫振動(dòng)和共振 73
第三節(jié) 簡諧振動(dòng)的合成與分解 76
第四節(jié) 機(jī)械波 84
第五節(jié) 波的能量 89
第六節(jié) 波的干涉 92
習(xí)題四 99
第五章聲波 102
**節(jié) 聲波的概述 102
第二節(jié) 多普勒效應(yīng)與沖擊波 107
第三節(jié) 超聲波 111
第四節(jié) 超聲技術(shù)及其醫(yī)學(xué)應(yīng)用 113
習(xí)題五 120
第六章靜電場 122
**節(jié) 電場強(qiáng)度 122
第二節(jié) 高斯定理 126
第三節(jié) 電勢(shì) 131
第四節(jié) 電偶極子電偶層 136
第五節(jié) 靜電場中的電介質(zhì) 140
第六節(jié) 心電原理及描記 147
習(xí)題六 155
第七章直流電 158
**節(jié) 電流密度和歐姆定律 158
第二節(jié) 含源電路的歐姆定律 160
第三節(jié) 基爾霍夫定律 162
第四節(jié) 電容器的充電和放電 164
第五節(jié) 直流電在醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用 167
習(xí)題七 169
第八章穩(wěn)恒磁場 172
**節(jié) 磁場磁感應(yīng)強(qiáng)度 172
第二節(jié) 電流的磁場 174
第三節(jié) 安培環(huán)路定理 178
第四節(jié) 磁場對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用 179
第五節(jié) 磁場的生物效應(yīng) 189
習(xí)題八 192
第九章波動(dòng)光學(xué) 195
**節(jié) 光的干涉 195
第二節(jié) 光的衍射 205
第三節(jié) 光的偏振 210
第四節(jié) 偏振光的干涉人工雙折射 218
習(xí)題九 221
第十章幾何光學(xué) 224
**節(jié) 球面折射 224
第二節(jié) 透鏡 228
第三節(jié) 眼睛的屈光系統(tǒng) 234
第四節(jié) 幾種醫(yī)用光學(xué)儀器 240
習(xí)題十 245
第十一章量子力學(xué)基礎(chǔ) 247
**節(jié) 黑體輻射 247
第二節(jié) 光電效應(yīng) 253
第三節(jié) 康普頓效應(yīng) 256
第四節(jié) 氫原子光譜玻爾的氫原子理論 259
第五節(jié) 物質(zhì)的波動(dòng)性質(zhì) 263
第六節(jié) 波函數(shù) 薛定諤方程 267
習(xí)題十一 275
第十二章 X射線 277
**節(jié) X射線的產(chǎn)生 277
第二節(jié) X射線的性質(zhì)和X射線衍射 281
第三節(jié) X射線譜 283
第四節(jié) 物質(zhì)對(duì)X射線的吸收規(guī)律 287
第五節(jié) X射線在醫(yī)學(xué)上的應(yīng)用 290
習(xí)題十二 298
第十三章原子核與放射性 299
**節(jié) 原子核的基本性質(zhì) 299
第二節(jié) 原子核衰變的類型 303
第三節(jié) 原子核衰變的規(guī)律 306
第四節(jié) 放射性射線與物質(zhì)的相互作用 310
第五節(jié) 電離輻射的生物效應(yīng) 314
第六節(jié) 放射性射線的輻射劑量與防護(hù) 316
第七節(jié) 放射性核素的醫(yī)學(xué)應(yīng)用 320
習(xí)題十三 325
第十四章核磁共振 327
**節(jié) 核磁共振的基本概念 327
第二節(jié) 磁共振波譜分析技術(shù) 335
第三節(jié) 磁共振成像的基本原理和方法 337
第四節(jié) 磁共振成像系統(tǒng) 343
第五節(jié) 磁共振在醫(yī)學(xué)應(yīng)用中的優(yōu)點(diǎn)及局限性 344
習(xí)題十四 347
參考文獻(xiàn) 348

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醫(yī)用物理學(xué) 節(jié)選

一、物理學(xué)的研究對(duì)象和方法物理學(xué)是研究物質(zhì)結(jié)構(gòu)、物質(zhì)相互作用和運(yùn)動(dòng)規(guī)律的一門自然科學(xué)，是自然科學(xué)的基礎(chǔ)。它的研究對(duì)象十分廣泛，包括宇宙、宏觀、微觀世界，它對(duì)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展起了至關(guān)重要的作用。自然界是由運(yùn)動(dòng)著的物質(zhì)組成的，沒有運(yùn)動(dòng)的物質(zhì)和沒有物質(zhì)的運(yùn)動(dòng)都是不存在的。大到宏觀物體，如天體的運(yùn)行，小到微觀物質(zhì)，如分子、原子的運(yùn)動(dòng)及生物體的代謝過程都有力地證明了物質(zhì)是在不停地運(yùn)動(dòng)著。雖然這些運(yùn)動(dòng)的形式各不相同，多種多樣，如機(jī)械運(yùn)動(dòng)、分子熱運(yùn)動(dòng)、電磁運(yùn)動(dòng)、原子和原子核內(nèi)的運(yùn)動(dòng)等，但是它們既服從物質(zhì)運(yùn)動(dòng)共同的普遍規(guī)律，又各自有其獨(dú)*的規(guī)律。物理學(xué)是研究物質(zhì)運(yùn)動(dòng)的普遍規(guī)律和基本性質(zhì)的科學(xué)。物理學(xué)所研究的物理現(xiàn)象、獲得的物理定律等存在于一切自然現(xiàn)象和規(guī)律之中，與一切自然現(xiàn)象都有著不可分割的內(nèi)在聯(lián)系。一切自然現(xiàn)象，無論有生命的，還是無生命的，都遵從物質(zhì)運(yùn)動(dòng)中*基本的能量守恒定律、萬有引力定律等。因此，物理學(xué)的理論和定律具有極大的普遍性，是其他自然科學(xué)和一切應(yīng)用技術(shù)的基礎(chǔ)。物理學(xué)是以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科，因此物理學(xué)的研究方法大體上可歸結(jié)為：觀察現(xiàn)象—假說或假設(shè)—實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證—理論總結(jié)的研究模式。觀察現(xiàn)象是科學(xué)研究的開始，是接觸外界事物的**步，只有在觀察中才能發(fā)現(xiàn)矛盾，捕捉問題并提出解決問題的方法。理論的作用不僅僅是將觀察得到的資料加以分析、綜合、推理，使之成為一般性的規(guī)律，更重要的是在沒有揭示事物的本質(zhì)之前，應(yīng)假說或假設(shè)并據(jù)此推測結(jié)果。結(jié)果可有不同的層次，其一是用已知原理對(duì)推測對(duì)象作定性解釋；其二是用現(xiàn)有理論進(jìn)行邏輯推理和數(shù)學(xué)演算，對(duì)推測對(duì)象作定量分析；其三是提出前所未有的新理論去說明推測結(jié)果。實(shí)驗(yàn)是科學(xué)研究的基礎(chǔ)，一切理論預(yù)言、結(jié)果推測*終都要通過實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證，以觀察或?qū)嶒?yàn)的事實(shí)為準(zhǔn)則。在其被證實(shí)之后，再上升到理論總結(jié)的高度。總之，自然科學(xué)的很多規(guī)律是通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)的，其理論是通過實(shí)驗(yàn)反復(fù)驗(yàn)證而總結(jié)出來的。因此，理論與實(shí)踐相結(jié)合，是科學(xué)研究的正確途徑，是辯證唯物論的認(rèn)識(shí)法則。二、物理學(xué)與醫(yī)學(xué)的關(guān)系醫(yī)學(xué)是研究生物機(jī)體的正常生命活動(dòng)規(guī)律以及患病肌體的某些特殊現(xiàn)象的科學(xué)，在自然界中屬于較復(fù)雜、較高級(jí)的物質(zhì)運(yùn)動(dòng)形式。特殊性存在于普遍性之中，較復(fù)雜、較高級(jí)的運(yùn)動(dòng)形式，除遵循自身特有的規(guī)律外，還必須遵循物質(zhì)運(yùn)動(dòng)的普遍規(guī)律。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步以及人類對(duì)生命現(xiàn)象認(rèn)識(shí)的逐漸深化，生命科學(xué)已經(jīng)從宏觀形態(tài)的研究進(jìn)入微觀機(jī)制的探討，從細(xì)胞水平提高到分子水平，從定性分析提高到定量分析。生物物理學(xué)的發(fā)展對(duì)闡述生命現(xiàn)象的本質(zhì)做出了巨大的貢獻(xiàn)，它從理論上和實(shí)驗(yàn)上都無可爭辯地說明了物理學(xué)與醫(yī)學(xué)和生物學(xué)之間的內(nèi)在聯(lián)系。例如1953年生物學(xué)家沃森(J.D.Watson)、物理學(xué)家克里克(F.H.Crick)發(fā)表了“脫氧核糖核酸(DNA)結(jié)構(gòu)”的論文，然而他們的發(fā)現(xiàn)在很大程度上是依靠化學(xué)家富蘭克林(R.E.Franklin)與物理學(xué)家威爾金斯(M.Wilkins)所拍攝的DNA晶體的X射線衍射照片。他們?cè)谕粫r(shí)間都致力于研究遺傳基因的分子結(jié)構(gòu)，在合作中發(fā)揮各自的專長。正是由于物理學(xué)、化學(xué)和生物學(xué)多學(xué)科的交叉研究，才導(dǎo)致DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)這一具有里程碑意義的重大發(fā)現(xiàn)，并由此引發(fā)了遺傳密碼的破譯及遺傳工程的創(chuàng)立。物理學(xué)的發(fā)展已經(jīng)歷了三次重大的突破，每次突破都促進(jìn)了醫(yī)學(xué)的發(fā)展，生命科學(xué)研究和醫(yī)療實(shí)踐中越來越廣泛地采用物理學(xué)的技術(shù)和方法。讓我們回顧一下：17世紀(jì)到18世紀(jì)，由于牛頓運(yùn)動(dòng)定律的建立及熱力學(xué)和光學(xué)的發(fā)展，物理學(xué)家和醫(yī)生們的許多發(fā)明在醫(yī)學(xué)中得到了廣泛應(yīng)用，并彌補(bǔ)了醫(yī)學(xué)檢測手段的不足。例如，1867年英國醫(yī)生奧爾巴特(T.Allbutt)研制成功水銀體溫計(jì)；1896年意大利醫(yī)生里瓦羅基(S.Riva-Rocci)發(fā)明了腕環(huán)式血壓計(jì)；17世紀(jì)60年代，英國物理學(xué)家胡克(R.Hooke)用自己設(shè)計(jì)制造的復(fù)式顯微鏡**次觀察了櫟木的細(xì)胞；馬爾皮基(M.Malpighi)則首先發(fā)現(xiàn)了紅細(xì)胞、腎小球，描述了肺泡的結(jié)構(gòu)，他是用顯微鏡研究解剖學(xué)的創(chuàng)始人。到了19世紀(jì)，在法拉第(M.Faraday)和麥克斯韋(J.C.Maxwell)的電磁理論推動(dòng)下，人類進(jìn)入了應(yīng)用電能的時(shí)代。這一期間，物理學(xué)的技術(shù)和理論對(duì)醫(yī)學(xué)發(fā)展促進(jìn)較大的有兩件事。其一是X射線的發(fā)現(xiàn)。1895年德國維爾茨堡大學(xué)物理學(xué)家倫琴(W.C.Rontgen) 在研究陰極射線時(shí)，偶然發(fā)現(xiàn)了一種新的未知射線，即X射線。幾天后，倫琴利用X射線照射了他夫人的手掌，拍攝了世界上**張X射線照片。進(jìn)一步的觀察和實(shí)驗(yàn)證實(shí)了X射線是電磁波家族中的一員，它的波長很短，具有貫穿物質(zhì)的本領(lǐng)，并很快在醫(yī)學(xué)上應(yīng)用。其二是1889年沃勒(A.C.Waller)提出的心臟電偶極子模型，為心電圖的記錄提供了理論基礎(chǔ)。20世紀(jì)以來，由于愛因斯坦(A.Einstein)的相對(duì)論以及薛定諤(E.Schrodinger) 、海森伯(W.K.Heisenberg)等的量子力學(xué)的建立，人們對(duì)原子與原子核結(jié)構(gòu)的認(rèn)識(shí)日益加深，并實(shí)現(xiàn)了核能和放射性同位素的利用，促進(jìn)了核磁共振、激光等新技術(shù)的發(fā)展。20世紀(jì)70年代以后，電子計(jì)算機(jī)技術(shù)飛速發(fā)展并日臻成熟，在與物理學(xué)和醫(yī)學(xué)相結(jié)合的領(lǐng)域得以大顯身手。1972年英國工程師亨斯菲爾德(G.N.Hounsfield)利用美國物理學(xué)家科馬克(A.M.Cormack)所創(chuàng)立的影像重建理論，發(fā)明了X射線計(jì)算機(jī)斷層成像(X-CT)。美國紐約大學(xué)的勞特伯(P.C.Lauterbur)和曼斯菲爾德(P.Mansfield)為開發(fā)磁共振成像(MRI)做出了重大貢獻(xiàn)。除了X-CT、MRI等這樣大型的醫(yī)學(xué)影像設(shè)備之外，還有微型計(jì)算機(jī)控制的一些人工器官也已在臨床上應(yīng)用。這些成果已成為醫(yī)生們對(duì)疾病進(jìn)行診斷和治療的得力幫手，同時(shí)也強(qiáng)有力地促進(jìn)了醫(yī)學(xué)科學(xué)的現(xiàn)代化。我們不難看出物理學(xué)與醫(yī)學(xué)之間的緊密關(guān)系。可以這樣說，無論是從兩學(xué)科理論上的內(nèi)在聯(lián)系看，還是從物理學(xué)及其分支和邊緣學(xué)科的發(fā)展而促進(jìn)醫(yī)學(xué)發(fā)展的角度看，或者是從基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)、臨床醫(yī)學(xué)經(jīng)常提出新的研究課題，要求用物理學(xué)的理論和技術(shù)加以協(xié)同解決的方面看，物理學(xué)與醫(yī)學(xué)之間總是相互依存，相互促進(jìn)，協(xié)調(diào)發(fā)展的。綜上所述，物理學(xué)與醫(yī)學(xué)的關(guān)系歸結(jié)為兩個(gè)主要方面：①物理學(xué)知識(shí)是了解生命現(xiàn)象所不可缺少的基礎(chǔ)；②物理學(xué)所提供的方法和技術(shù)，為醫(yī)學(xué)研究和醫(yī)療實(shí)踐開辟了許多新的途徑。 “醫(yī)用物理學(xué)”是高等醫(yī)學(xué)院校學(xué)生必修的一門基礎(chǔ)課。掌握物理學(xué)所提供的、與醫(yī)學(xué)緊密結(jié)合的一些系統(tǒng)知識(shí)，對(duì)一個(gè)醫(yī)學(xué)生來說是必不可少的。正確地認(rèn)識(shí)物理學(xué)與醫(yī)學(xué)的關(guān)系，是學(xué)好這門課程的關(guān)鍵之一。教學(xué)要求： 1.掌握角位移、角速度、角加速度、轉(zhuǎn)動(dòng)慣量、角動(dòng)量、應(yīng)力、應(yīng)變、彈性模量等概念，以及轉(zhuǎn)動(dòng)定律、角動(dòng)量守恒定律的應(yīng)用。 2.熟悉人體靜力平衡及其條件。 3.了解應(yīng)力、應(yīng)變、彈性模量概念及骨骼的力學(xué)特性。力學(xué)(mechanics)是研究機(jī)械運(yùn)動(dòng)(mechanical motion)客觀規(guī)律的學(xué)科。它的內(nèi)容可以分為運(yùn)動(dòng)學(xué)、動(dòng)力學(xué)和靜力學(xué)三個(gè)部分。運(yùn)動(dòng)學(xué)研究物體位置變化與時(shí)間的關(guān)系，動(dòng)力學(xué)研究產(chǎn)生各種機(jī)械運(yùn)動(dòng)的原因，而靜力學(xué)則研究物體在力或力矩作用下平衡的條件。本章將討論與醫(yī)學(xué)關(guān)系密切的剛體的轉(zhuǎn)動(dòng)、剛體的平衡、物體的彈性等力學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)。 **節(jié)剛體的轉(zhuǎn)動(dòng) 一、剛體的定軸轉(zhuǎn)動(dòng) 1.角位移、角速度、角加速度如果一個(gè)物體在外力的作用下，它的各個(gè)部分之間的距離都保持不變，或它的形狀和大小都不發(fā)生變化，則這個(gè)物體稱為剛體(rigid body)。若剛體上面各點(diǎn)都繞同一直線做圓周運(yùn)動(dòng)，這種運(yùn)動(dòng)稱為剛體的轉(zhuǎn)動(dòng)(rotation)，該直線稱為轉(zhuǎn)軸。轉(zhuǎn)軸固定不動(dòng)的轉(zhuǎn)動(dòng)稱為剛體的定軸轉(zhuǎn)動(dòng)(fixed-axis rotation)。如圖1-1所示，設(shè)一剛體繞定軸AA轉(zhuǎn)動(dòng)，在剛體內(nèi)選取一個(gè)垂直于AA的參考平面，并在此平面上取一參考線Ox，剛體的方位由參考平面上任選的矢徑OP與Ox的夾角.決定，在轉(zhuǎn)動(dòng)過程中，角隨時(shí)間而變化。如果剛體在到的時(shí)間間隔內(nèi)轉(zhuǎn)過的角度為，則稱為剛體在時(shí)間內(nèi)的角位移(angular displacement)。角位移與時(shí)間間隔.t的比值，叫做剛體在時(shí)間間隔內(nèi)的平均角速度。當(dāng)趨于零時(shí)，平均角速度的極限值叫做剛體在時(shí)刻的瞬時(shí)角速度，簡稱角速度(angular velocity)，用表示，其大小為 (1-1) 角速度的單位為。角速度是矢量，矢量的方向用右手螺旋定則確定：伸出右手，拇指與四指垂直，當(dāng)彎曲的四指與剛體的轉(zhuǎn)動(dòng)方向一致時(shí)，拇指所指的方向就是角速度矢量的方向。在變速轉(zhuǎn)動(dòng)中，剛體的角速度是變化的，其變化的快慢用角加速度表示。若在到時(shí)間間隔內(nèi)角速度大小由變到，增量為，則在這段時(shí)間內(nèi)的平均角加速度為。當(dāng)趨于零時(shí)，平均角加速度的極限值即為剛體在時(shí)刻的瞬時(shí)角加速度，簡稱角加速度(angular acceleration)，即 (1-2) 角加速度的單位是。角加速度.的方向與方向一致。 2.角量和線量的關(guān)系P點(diǎn)在時(shí)間內(nèi)的角位移為，當(dāng)很小時(shí)，P點(diǎn)在時(shí)間內(nèi)的位移可近似用表示，即，此式兩邊同除以，并取趨于零的極限，得 (1-3) 這就是剛體上任一點(diǎn)的線速度與角速度的關(guān)系式。當(dāng)P點(diǎn)做變速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，P點(diǎn)的加速度a可分解為切向加速度at和法向加速度a，切向加速度的大小為 (1-4) 法向加速度的大小為 (1-5) P點(diǎn)加速度的大小 (1-6) 對(duì)于剛體的角加速度保持不變的勻加速轉(zhuǎn)動(dòng)，以表示剛體在時(shí)的角速度，以表示它在時(shí)刻的角速度，以表示它從0到時(shí)刻這一段時(shí)間內(nèi)的角位移，仿照勻加速直線運(yùn)動(dòng)公式可得到勻加速轉(zhuǎn)動(dòng)的相應(yīng)公式： (1-7) (1-8) (1-9) 二、轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)能與轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 1.轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)能一個(gè)剛體可以看成是由許多質(zhì)點(diǎn)組成的，假設(shè)這些質(zhì)點(diǎn)的質(zhì)量分別為，它們做圓周運(yùn)動(dòng)的速度分別為，那么所有這些質(zhì)點(diǎn)的動(dòng)能總和就是該剛體的轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)能，即設(shè)剛體轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度為，各質(zhì)點(diǎn)到轉(zhuǎn)軸的距離分別為，根據(jù)式(1-3)，相應(yīng)的速度分別表示為，代入上式得 (1-10) 則剛體的動(dòng)能Ek的表達(dá)式可以寫成 (1-11) 2.轉(zhuǎn)動(dòng)慣量將式(1-11)與質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能公式比較，式(1-11)中的角速度.與質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)速度相對(duì)應(yīng)，而則與相對(duì)應(yīng)。質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)中的質(zhì)量是物體慣性大小的量度，所以是反映剛體轉(zhuǎn)動(dòng)慣性的物理量，稱為轉(zhuǎn)動(dòng)慣量(moment of inertia)，

商品評(píng)論(1條)

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2023/6/1 16:21:14
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二星會(huì)員
讀者:liu***