北航課件及模擬題和本科生期末試卷動力學2introduction

1、1理論力學緒論理論力學緒論 什么是力學？什么是力學？ 力學是怎樣發(fā)展的？力學是怎樣發(fā)展的？ 理論力學的學習目的理論力學的學習目的 理論力學的研究內容理論力學的研究內容 理論力學的研究方法理論力學的研究方法2什么是力學？什么是力學？ 力學是研究物體機械運動規(guī)律的科學。力學是研究物體機械運動規(guī)律的科學。 物體的機械運動是指物體的空間位形（位物體的機械運動是指物體的空間位形（位置和形狀）隨時間的變化。置和形狀）隨時間的變化。 移動、轉動、移動、轉動、流動和變形流動和變形 力學的研究為揭示自然界中與機械運動有力學的研究為揭示自然界中與機械運動有關的規(guī)律提供了有效的工具，它也是近代關的規(guī)律提供了有效的工

2、具，它也是近代工程技術的重要理論基礎之一。工程技術的重要理論基礎之一。3力學是怎樣發(fā)展的？力學是怎樣發(fā)展的？ 力學的發(fā)展始終是和人類社會力學的發(fā)展始終是和人類社會活動緊密聯系的，它的發(fā)展與完善活動緊密聯系的，它的發(fā)展與完善推動了科學技術和社會的進步。推動了科學技術和社會的進步。4力學是怎樣發(fā)展的？力學是怎樣發(fā)展的？感性認識（或初步理性認識）感性認識（或初步理性認識）理性認識（或深入理性認識）理性認識（或深入理性認識）指導實踐并發(fā)現或提出新問題指導實踐并發(fā)現或提出新問題力學發(fā)展遵循認知規(guī)律力學發(fā)展遵循認知規(guī)律5力學的發(fā)展力學的發(fā)展建筑與橋梁建筑與橋梁1、建筑、建筑與橋梁與橋梁建于建于1056年年

3、 山西應縣木塔山西應縣木塔早期筒體結構建筑早期筒體結構建筑比薩斜塔比薩斜塔建于建于11731370年年6力學的發(fā)展力學的發(fā)展建筑與橋梁建筑與橋梁觀察竹子的特征觀察竹子的特征竹子的橫截面竹子的橫截面比薩斜塔橫截面比薩斜塔橫截面7力學的發(fā)展力學的發(fā)展建筑與橋梁建筑與橋梁早期建筑的特點：早期建筑的特點：高度低，高度低， 跨度小，跨度小，承載能力低，材料承載能力低，材料為磚石和木材。為磚石和木材。趙州橋趙州橋建于建于 581599 年年跨度：跨度：37. 4m拱高：拱高：7m早期拱形結構建筑早期拱形結構建筑 “敞肩拱敞肩拱”的運用為世界橋梁史上的首的運用為世界橋梁史上的首創(chuàng)，并有創(chuàng)，并有“世界橋梁鼻祖

4、世界橋梁鼻祖”的美譽。的美譽。8力學的發(fā)展力學的發(fā)展建筑與橋梁建筑與橋梁9 建筑物高度增建筑物高度增加會產生什么新問加會產生什么新問題？題？力學的發(fā)展力學的發(fā)展建筑與橋梁建筑與橋梁現代筒體結構建筑現代筒體結構建筑吉隆坡雙塔大廈吉隆坡雙塔大廈高度：高度：452米米材料：鋼筋混凝土材料：鋼筋混凝土10力學的發(fā)展力學的發(fā)展建筑與橋梁建筑與橋梁風載會引起高層建筑物的晃動風載會引起高層建筑物的晃動雙塔大廈利用結構阻尼減小塔體的晃動雙塔大廈利用結構阻尼減小塔體的晃動11力學的發(fā)展力學的發(fā)展建筑與橋梁建筑與橋梁現代大跨度橋梁現代大跨度橋梁橋梁跨度增大又會產生什么新問題？橋梁跨度增大又會產生什么新問題？12力

5、學的發(fā)展力學的發(fā)展建筑與橋梁建筑與橋梁建造設計建造設計風速風速60m/s破壞時的破壞時的風速風速19m/s美國華盛頓州塔科馬懸索橋美國華盛頓州塔科馬懸索橋建于建于1940年，橋長年，橋長853m13力學的發(fā)展力學的發(fā)展建筑與橋梁建筑與橋梁事后分析引起橋梁振動的原因事后分析引起橋梁振動的原因計算機模擬與仿真計算機模擬與仿真14力學的發(fā)展力學的發(fā)展建筑與橋梁建筑與橋梁 地震對建筑物的影響地震對建筑物的影響 如何減小地震如何減小地震對建筑物的影響？對建筑物的影響？15力學的發(fā)展力學的發(fā)展建筑與橋梁建筑與橋梁建筑物減震的模擬實驗研究建筑物減震的模擬實驗研究16力學的發(fā)展力學的發(fā)展建筑與橋梁建筑與橋梁美

6、國舊金山國際機場新樓使用了移動地基美國舊金山國際機場新樓使用了移動地基17力學的發(fā)展力學的發(fā)展機械手與機器人機械手與機器人2 2、機械手與機器人、機械手與機器人機械手在工業(yè)生產中的應用機械手在工業(yè)生產中的應用天津大學研制的天津大學研制的醫(yī)用縫合機械手醫(yī)用縫合機械手18力學的發(fā)展力學的發(fā)展機械手與機器人機械手與機器人步行機器人的應用前景步行機器人的應用前景六足步行機器人六足步行機器人四足步行機器人四足步行機器人19力學的發(fā)展力學的發(fā)展機械手與機器人機械手與機器人 從分析研究人體的行走到雙足步行機器人的實現，體現從分析研究人體的行走到雙足步行機器人的實現，體現了了力學、自動控制和計算機力學、自動控

7、制和計算機等科學技術的綜合應用。等科學技術的綜合應用。北北京京理理工工大大學學研研制制201769年研制的第一輛蒸汽動力車年研制的第一輛蒸汽動力車力學的發(fā)展力學的發(fā)展車輛與飛機車輛與飛機3、車輛與飛機、車輛與飛機早期的農用車輛早期的農用車輛車輛的早期研制與應用車輛的早期研制與應用21力學的發(fā)展力學的發(fā)展車輛與飛機車輛與飛機現代車輛研究提出的要求現代車輛研究提出的要求: 舒適、安全、高速、便捷、環(huán)保舒適、安全、高速、便捷、環(huán)保22力學的發(fā)展力學的發(fā)展車輛與飛機車輛與飛機利用計算機分析車輛的動力學問題利用計算機分析車輛的動力學問題23力學的發(fā)展力學的發(fā)展車輛與飛機車輛與飛機汽車自動駕駛的實驗研究汽

8、車自動駕駛的實驗研究24力學的發(fā)展力學的發(fā)展車輛與飛機車輛與飛機現代直升機現代直升機科學技術的綜合應用科學技術的綜合應用早期直升機早期直升機原理的認識原理的認識25理論力學的學習目的理論力學的學習目的 社會的發(fā)展與進步需要科社會的發(fā)展與進步需要科學技術的不斷發(fā)展與創(chuàng)新。學技術的不斷發(fā)展與創(chuàng)新。 哪類科學技術對于我們社哪類科學技術對于我們社會的未來最重要？會的未來最重要？26理論力學的學習目的理論力學的學習目的 我們不能預言，哪類研究和純理論探索會我們不能預言，哪類研究和純理論探索會對我們社會的未來作出最大貢獻。對我們社會的未來作出最大貢獻。 同樣地，同樣地，如果我們不能作出這樣的預測，那么我們

9、肯定如果我們不能作出這樣的預測，那么我們肯定可以自信地預言可以自信地預言， 選自哈佛大學校長選自哈佛大學校長 L. H. Summers 2002年年5月月 在北京大學的演講在北京大學的演講 新知識、新想法、新方法和新知識、新想法、新方法和智慧的思考智慧的思考 對于我們的未來將是至關重要的。對于我們的未來將是至關重要的。 27理論力學的學習目的理論力學的學習目的 培養(yǎng)獲取新知識的能力培養(yǎng)獲取新知識的能力 培養(yǎng)提出（或發(fā)現）問題的能力培養(yǎng)提出（或發(fā)現）問題的能力 培養(yǎng)解決問題的能力培養(yǎng)解決問題的能力建立模型的能力建立模型的能力綜合應用知識的能力綜合應用知識的能力設計實驗的能力設計實驗的能力分析理論（結論）正確與否的能力分析理論（結論）正確與否的能力 培養(yǎng)創(chuàng)新意識（新思想、新方法）培養(yǎng)創(chuàng)新意識（新思想、新方法） 為后續(xù)課程打下必要的基礎為后續(xù)課程打下必要的基礎28理論力學的研究內容理論力學的研究內容 靜力學靜力學 研究物體的平衡與力之間的關系研究物體的平衡與力之間的關系 動力學動力學 研究物體的運動與力之間的關系研究物體的運動與力之間的關系29理論力學的研究方法理論力學的研究方法 理論研究理論研究 力學模型的建立力學模型的建立 力學中數學方法的研究力學中數學方法的研究 力學問題的