北京航空航天大学本科理论力学绪论A.ppt

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1、理论力学主讲教师：主讲教师：王王 琪琪联系电话：联系电话：82317933、82317937Email :答疑交作业时间：每周三、四下午答疑交作业时间：每周三、四下午4:006:00答疑交作业地点：主楼答疑交作业地点：主楼337（理论力学教研室）（理论力学教研室）理论力学绪论理论力学绪论什么是力学？什么是力学？力学是怎样发展的？力学是怎样发展的？理论力学的学习目的理论力学的学习目的理论力学的研究内容理论力学的研究内容理论力学的研究方法理论力学的研究方法2什么是力学？什么是力学？力学是研究物质机械运动规律的科学。力学是研究物质机械运动规律的科学。物质的机械运动是指物体的空间位形（位物质的机械运动

2、是指物体的空间位形（位置和形状）随时间的变化。置和形状）随时间的变化。移动、转动、流动和变形移动、转动、流动和变形力学的研究为揭示自然界中与机械运动有力学的研究为揭示自然界中与机械运动有关的规律提供了有效的工具，它也是近代关的规律提供了有效的工具，它也是近代工程技术的重要理论基础之一。工程技术的重要理论基础之一。3力学是怎样发展的？力学是怎样发展的？力学的发展始终是和人类社会力学的发展始终是和人类社会活动紧密联系的，它的发展与完善活动紧密联系的，它的发展与完善推动了科学技术和社会的进步。推动了科学技术和社会的进步。4力学是怎样发展的？力学是怎样发展的？感性认识（或初步理性认识）感性认识（或初步

3、理性认识）理性认识（或深入理性认识）理性认识（或深入理性认识）指导实践并发现或提出新问题指导实践并发现或提出新问题力学发展遵循认知规律力学发展遵循认知规律5力学的发展力学的发展建筑与桥梁建筑与桥梁1、建筑、建筑与桥梁与桥梁建于建于1056年年 山西应县木塔山西应县木塔早期筒体结构建筑早期筒体结构建筑比萨斜塔比萨斜塔建于建于11731370年年6力学的发展力学的发展建筑与桥梁建筑与桥梁观察竹子的特征观察竹子的特征竹子的横截面竹子的横截面比萨斜塔横截面比萨斜塔横截面7力学的发展力学的发展建筑与桥梁建筑与桥梁早期建筑的特点：早期建筑的特点：高度低，高度低，跨度小，跨度小，承载能力低，材料承载能力低，

4、材料为砖石和木材。为砖石和木材。赵州桥赵州桥建于建于 581599 年年跨度：跨度：37.4m拱高：拱高：7m早期拱形结构建筑早期拱形结构建筑 “敞肩拱敞肩拱”的运用为世界桥梁史上的首的运用为世界桥梁史上的首创，并有创，并有“世界桥梁鼻祖世界桥梁鼻祖”的美誉。的美誉。8力学的发展力学的发展建筑与桥梁建筑与桥梁9 建筑物高度增建筑物高度增加，会产生什么新加，会产生什么新问题？问题？力学的发展力学的发展建筑与桥梁建筑与桥梁现代筒体结构建筑现代筒体结构建筑吉隆坡双塔大厦吉隆坡双塔大厦高度：高度：452米米材料：钢筋混凝土材料：钢筋混凝土10力学的发展力学的发展建筑与桥梁建筑与桥梁风载会引起高层建筑物

5、的晃动风载会引起高层建筑物的晃动双塔大厦利用结构阻尼减小塔体的晃动双塔大厦利用结构阻尼减小塔体的晃动11力学的发展力学的发展建筑与桥梁建筑与桥梁现现代代大大跨跨度度桥桥梁梁桥梁跨度增大还会产生什么新问题？桥梁跨度增大还会产生什么新问题？12力学的发展力学的发展建筑与桥梁建筑与桥梁建造设计建造设计风速风速60m/s破坏时的破坏时的风速风速19m/s美国华盛顿州塔科马悬索桥美国华盛顿州塔科马悬索桥建于建于1940年，桥长年，桥长853m13力学的发展力学的发展建筑与桥梁建筑与桥梁事后分析引起桥梁振动的原因事后分析引起桥梁振动的原因计算机模拟图计算机模拟图14力学的发展力学的发展建筑与桥梁建筑与桥梁

6、 地震对建筑物的影响地震对建筑物的影响 如何减小地震如何减小地震对建筑物的影响？对建筑物的影响？15力学的发展力学的发展建筑与桥梁建筑与桥梁建筑物减震的模拟实验研究建筑物减震的模拟实验研究16力学的发展力学的发展建筑与桥梁建筑与桥梁美国旧金山国际机场新楼使用了移动地基美国旧金山国际机场新楼使用了移动地基17力学的发展力学的发展机械手与机器人机械手与机器人2 2、机械手与机器人、机械手与机器人机械手机械手在工业在工业生产中生产中的应用的应用18力学的发展力学的发展机械手与机器人机械手与机器人步行机器人的应用前景步行机器人的应用前景六六足足步步行行机机器器人人四足四足步行机器人步行机器人19力学的

7、发展力学的发展机械手与机器人机械手与机器人 从分析研究人体的行走到双足步行机器人的实现，体现从分析研究人体的行走到双足步行机器人的实现，体现了了力学、自动控制和计算机力学、自动控制和计算机等科学技术的综合应用。等科学技术的综合应用。北北京京理理工工大大学学研研制制201769年研制的第一辆蒸汽动力车年研制的第一辆蒸汽动力车力学的发展力学的发展车辆与飞机车辆与飞机3、车辆与飞机、车辆与飞机早期的农用车辆早期的农用车辆车辆的早期研制与应用车辆的早期研制与应用21力学的发展力学的发展车辆与飞机车辆与飞机现代车辆研究提出的要求现代车辆研究提出的要求:舒适、安全、高速、便捷、环保舒适、安全、高速、便捷、

8、环保22力学的发展力学的发展车辆与飞机车辆与飞机利用计算机分析车辆的动力学问题利用计算机分析车辆的动力学问题23力学的发展力学的发展车辆与飞机车辆与飞机汽车自动驾驶的实验研究汽车自动驾驶的实验研究24力学的发展力学的发展车辆与飞机车辆与飞机早期对直升机早期对直升机原理的认识原理的认识现代直升机的研发与应用现代直升机的研发与应用25力学是怎样发展的？力学是怎样发展的？社会的发展与进步需要科社会的发展与进步需要科学技术的不断发展与创新。学技术的不断发展与创新。哪类科学技术对于我们社哪类科学技术对于我们社会的未来最重要？会的未来最重要？26力学是怎样发展的？力学是怎样发展的？我们不能预言，哪类研究和

9、纯理论探索会我们不能预言，哪类研究和纯理论探索会对我们社会的未来作出最大贡献。对我们社会的未来作出最大贡献。同样地，同样地，如果我们不能作出这样的预测，那么我们肯定如果我们不能作出这样的预测，那么我们肯定可以自信地预言可以自信地预言，选自哈佛大学校长选自哈佛大学校长 L.H.Summers 2002年年5月月 在北京大学的演讲在北京大学的演讲 新知识、新想法、新方法和新知识、新想法、新方法和智慧的思考智慧的思考 对于我们的未来将是至关重要的。对于我们的未来将是至关重要的。27理论力学的学习目的理论力学的学习目的培养获取新知识的能力培养获取新知识的能力培养提出（或发现）问题的能力培养提出（或发现

10、）问题的能力培养解决问题的能力培养解决问题的能力建立模型的能力建立模型的能力综合应用知识的能力综合应用知识的能力设计实验的能力设计实验的能力分析理论（结论）正确与否的能力分析理论（结论）正确与否的能力培养创新意识（新思想、新方法）培养创新意识（新思想、新方法）为后续课程打下必要的基础为后续课程打下必要的基础28理论力学的研究内容理论力学的研究内容静力学静力学 研究物体的平衡与力之间的关系研究物体的平衡与力之间的关系动力学动力学 研究物体的运动与力之间的关系研究物体的运动与力之间的关系29理论力学的研究方法理论力学的研究方法理论研究理论研究建立力学模型建立力学模型研究力学中的数学方法研究力学中的数学方法力学问题的定性分析与定量分析力学问题的定性分析与定量分析实验研究实验研究设计实验设计实验（检验模型、理论、结论的正确性）（检验模型、理论、结论的正确性）仿真实验仿真实验（模拟和仿真系统的动力学行为）（模拟和仿真系统的动力学行为）演示实验演示实验（揭示一些力学现象）（揭示一些力学现象）30提出几点希望提出几点希望要要积极积极思维，刻苦钻研；思维，刻苦钻研；不要不要被动被动思维，认可结论；思维，认可结论；更不要更不要拒绝拒绝思维，死记硬背。思维，死记硬背。要复习要复习已学过已学过的知识；的知识；不要预习不要预习没学过没学过的知识。的知识。31