概率论与数理统计绪论

1、理论(lln)力学共六十九页共六十九页什么(shn me)是力学？力学是研究物体(wt)机械运动规律的科学。物体的机械运动是指物体的空间位形（位置和形状）随时间的变化。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。共六十九页力学(l xu)是怎样发展的？ 力学的发展(fzhn)始终是和人类社会活动紧密联系的，它的发展(fzhn)与完善推动了科学技术和社会的进步。共六十九页力学是怎样(znyng)发展的？感性认识(gnxng rn shi)（或初步理性认识）理性认识（或深入理性认识）指导实践并发现或提出新问题力学发展遵循

2、认知规律共六十九页力学的发展建筑(jinzh)与桥梁1、建筑(jinzh)与桥梁建于1056年 山西应县木塔早期筒体结构建筑比萨斜塔建于11731370年共六十九页力学的发展建筑(jinzh)与桥梁观察竹子(zh zi)的特征竹子的横截面比萨斜塔横截面共六十九页力学的发展建筑(jinzh)与桥梁早期建筑的特点：高度(god)低， 跨度小，承载能力低，材料为砖石和木材。赵州桥建于 581599 年跨度：37. 4m拱高：7m早期拱形结构建筑 “敞肩拱”的运用为世界桥梁史上的首创，并有“世界桥梁鼻祖”的美誉。共六十九页力学的发展(fzhn)建筑与桥梁共六十九页 建筑物高度增加会产生(chnshng

3、)什么新问题？力学的发展建筑(jinzh)与桥梁现代筒体结构建筑吉隆坡双塔大厦高度：452米材料：钢筋混凝土共六十九页力学的发展(fzhn)建筑与桥梁风载会引起高层(o cn)建筑物的晃动双塔大厦利用结构阻尼减小塔体的晃动共六十九页力学的发展建筑(jinzh)与桥梁现代(xindi)大跨度桥梁桥梁跨度增大又会产生什么新问题？共六十九页力学的发展建筑(jinzh)与桥梁建造设计(shj)风速60m/s破坏时的风速19m/s美国华盛顿州塔科马悬索桥建于1940年，桥长853m共六十九页力学的发展(fzhn)建筑与桥梁事后分析(fnx)引起桥梁振动的原因计算机模拟与仿真共六十九页力学的发展(fzhn

4、)建筑与桥梁 地震(dzhn)对建筑物的影响 如何减小地震对建筑物的影响？共六十九页力学的发展(fzhn)建筑与桥梁建筑物减震(jin zhn)的模拟实验研究共六十九页力学的发展(fzhn)建筑与桥梁美国旧金山国际机场(jchng)新楼使用了移动地基共六十九页力学(l xu)的发展机械手与机器人2、机械手与机器人机械手在工业生产中的应用(yngyng)天津大学研制的医用缝合机械手共六十九页力学(l xu)的发展机械手与机器人步行(bxng)机器人的应用前景六足步行机器人四足步行机器人共六十九页力学(l xu)的发展机械手与机器人 从分析研究人体的行走到双足步行机器人的实现，体现了力学、自动控制

5、(z dn kn zh)和计算机等科学技术的综合应用。北京理工大学研制共六十九页1769年研制的第一辆蒸汽动力车力学的发展车辆(chling)与飞机3、车辆(chling)与飞机早期的农用车辆车辆的早期研制与应用共六十九页力学的发展车辆(chling)与飞机现代车辆研究提出的要求: 舒适(shsh)、安全、高速、便捷、环保共六十九页力学的发展(fzhn)车辆与飞机利用计算机分析车辆(chling)的动力学问题共六十九页力学的发展车辆(chling)与飞机汽车自动驾驶的实验(shyn)研究共六十九页力学的发展车辆(chling)与飞机现代(xindi)直升机科学技术的综合应用早期直升机原理的认识

6、共六十九页力学(l xu)与工程技术20世纪(shj)力学发展的最大特点是： 力学的研究对象已不再限于理想模型，而更多地以自然界和工程技术中必然遇到的复杂介质或系统为对象，并且在解决问题的过程中形成了更多的力学分支。 在2000年下半年，美国的三十几个专业工程协会评出了20世纪对人类影响最大的20项技术。力学在其中多项技术的发展中起着重要甚至是关键的作用。共六十九页第一位：电力系统(din l x tn)技术现在（2000年）全世界电网装机容量约为4109kW, 每年发电281012kW-h, 总值10 000亿美元，几乎全是通过(tnggu)叶轮机（汽轮机、水轮机）来发电。20世纪下半叶，由

7、于流体力学的发展，使得叶轮机设计得到改进，其效率提高约30。相当每年节省5 000亿美元。共六十九页核反应堆(hfnyngdu)共六十九页第二位 汽车制造(zhzo)技术1997年3月18日，奇瑞(q ru)汽车破土动工；2007年8月22日，奇瑞(q ru)第100万辆汽车下线。十年铸剑，奇瑞(q ru)已从“谋于陋室，成于荒滩”的默默无闻小企业发展成为国内乘用车行业前四甲。共六十九页汽车内燃机的耗油量降低30，世界(shji)约有4亿辆汽车，如果每辆省500美元，每年节省油费2 000亿美元。这很大程度归功于计算流体力学，热力学、计算固体力学。共六十九页高速列车行经(xngjng)富士山脚

8、下的新干线与樱花 共六十九页即将(jjing)离开巴黎蒙帕尔纳斯公园站的TGV列车 共六十九页2008年4月11日，时速350公里“和谐号”动车组从唐山轨道客车(kch)有限责任公司开出。 共六十九页2010年02月28日新华社播发长篇通讯穿越梦幻的时空中国高速铁路(o s ti l)发展纪实。通讯说，中国仅用5年走完国际上40年高速铁路发展历程，集世界最先进的4种技术，创造出独一无二的中国高铁品牌。从引进(ynjn)时速200公里高速列车技术，到自主开发时速350公里、380公里“和谐号”动车组；从京津城际铁路、武广高铁运营，到京沪高铁即将开通，中国正迅疾跨入引领世界的“高铁时代”。 共六十

9、九页第三位 航空(hngkng)技术F-16E/FJ-10共六十九页波音空客谋划攻防对策(duc)联手遏制中国大飞机 空中客车A-320客机(kj)美国波音747-400大型客机共六十九页新华网上海2009年8月26日电(记者高路)中国大型客机发动机项目主体中航商用飞机发动机有限责任公司(n s)总经理张建26日说，中国自主研制的第一款大飞机发动机计划于2016年完成研制并开始适航取证，“争取让国产发动机能和国产大飞机一起飞上蓝天”。 共六十九页第十一位 航天技术神州(Shnzhu)五号2003年10月15日，我国在酒泉卫星发射中心进行首次载人航天飞行。共六十九页共六十九页中国载人航天计划于1

10、992年正式启动。初期目标是将航天员送入太空(tikng)。远期则包括建立永久空间站以及月球探索。中国载人航天计划的第一步是进入太空，而进入太空轨道飞行器被命名为神舟号飞船，最多乘员三人。飞船由长征二号F火箭运载。迄今，神舟号飞船共进行过7次发射，前4次为无人发射。神舟一号1999年11月21日发射神舟二号2001年1月10日发射神舟三号2002年3月25日发射神舟四号2002年12月30日发射，在轨时间6日18小时，环绕地球108圈。神舟五号2003年10月15日北京时间9时发射，将航天员杨利伟送入太空。飞船运行在轨道倾角42.4度、近地点高度200公里、远地点高度350公里的椭圆轨道上，实

11、施变轨后，进入343公里的圆轨道。计划绕地14圈，历时23小时。根据规划，接下来的工作目标是将多人送入太空并逗留更长时间，以及进行太空行走。神舟六号2005年10月12日UTC22时15分发射，将费俊龙、聂海胜送入指定轨道，在太空中停留五天后于UTC10月16日20时33分返回地球在中国首次完成载人航天任务之后，有关月球探索的“嫦娥工程”也已经展开，嫦娥工程的第一阶段目标是向月球轨道发射人造观测卫星，预计最早可在2006年12月完成。之后的规划包括了向月球表面发射无人探测器、实现人类登月以及在月球上建立太空基地，为向更远星球的探索做好准备。神舟七号飞船在北京时间2008年9月25日21时10分

12、4秒988毫秒发射升空。神七上三个人分别为翟志刚（指令长）、刘伯明和景海鹏。共六十九页和平号空间站共六十九页土木工程(tm gngchng)技术海洋(hiyng)平台共六十九页隧道(sudo)工程武汉长江(chn jin)第一隧共六十九页美国Tacoma 海峡(hixi)大桥Tacoma 旧桥Tacoma 新桥共六十九页在华盛顿州，建成与1940年，853m长的悬索桥。1940年秋，开通4个月，事故当天8级大风（风速20m/s)。据查从1818年19世纪末，风致桥梁振动至少毁坏11座悬索桥。抗风设计是柔性(ru xn)桥梁建设的关键问题。共六十九页佛山九江大桥(d qio)坍塌 2007年6月

13、15日凌晨5点15分，一艘运沙船由于雾大看不清方向，撞向了位于国道325线南海段的九江大桥桥墩，造成大约200米的桥面(qio min)坍塌。共六十九页 湖南凤凰县兴建(xngjin)中的堤溪沱江大桥于2007年8月13日下午4时许发生垮塌事故。造成64人死亡22人受伤，直接经济损失3974.7万元。凤凰大桥(d qio)垮塌共六十九页楼脆脆2009年6月27日早上(zo shang)5时30分左右，在没有任何先兆的情况下，位于上海闵行区莲花南路、罗阳路路口“莲花河畔景苑”的一栋13层在建商品房突然倒塌，此事引起了各方关注 ，这栋楼也有了自己特有的名字“楼脆脆”。 共六十九页国家(guji)地

14、理伟大工程巡礼National Geographic Megastructures ：鸟巢、中国桥梁、广州电视塔、胡佛水坝、迪拜帆船酒店、超级(choj)钻探平台里根号超级航母、空客A380、阿帕奇直升机、大型挖掘机、装载机、推土机、法拉利跑车共六十九页力学(l xu)既是基础学科又是技术学科理论力学是基础力学的重要组成部分。理论力学是学习(xux)一系列后续课程的重要基础。学习理论力学的过程是能力的培养过程，它的研究方法可使你在今后解决生产实际问题和科学研究中获益匪浅。共六十九页绪 论理论力学是研究物体机械运动一般规律的科学。 机械运动 物体在空间的位置(wi zhi)随时间的 改变。本课程

15、包含三部分： 静力学 研究物体的平衡规律及力的 一般性合成法则。 运动学 研究物体运动的几何性质，不 涉及引起物体运动的原因。 动力学 研究物体运动与受力的关系。共六十九页理 论 力 学参考书：哈尔滨工业大学编理论(lln)力学清华大学编理论(lln)力学合肥工业大学编理论力学郝桐生编理论力学浙江大学编理论力学天津大学编理论力学共六十九页同学(tng xu)们在学习过程中 要积极思维，刻苦钻研；不要被动思维，认可(rnk)结论；更不要拒绝思维，死记硬背。共六十九页本章(bn zhn)结束共六十九页共六十九页共六十九页共六十九页共六十九页共六十九页力学(l xu)概论 人类的文明历史有多久，力学

16、的历史就有多久。力学既是基础科学，又是技术科学。力学作为一门科学应该从牛顿时代算起。力学是自然科学中最早趋于成熟的学科。高技术领域的航空和航天技术，完全是依靠力学在发展。马克思：力学是“大工业的真正科学的基础”。钱学森：“不可能设想，不要现代力学就能实现现代化” 。周培源：“只要(zhyo)自然界存在着机械运动，以及机械运动和其他高级运动形式的相互联系，力学就永远有无止境的研究课题，就永远有无限光辉的前景。” 共六十九页自然科学(zrnkxu)：数、理、化、天、地、生、力、 农、林、医、工程、环保。 Technological Science Natural Sciences: Mathema

17、tics, Physics, Chemistry, Astronomy, Geology, Biology; Mechanics; Agriculture, Forestry, Medicine, Engineering, Environmental Protection.共六十九页力学(l xu)定义 力学(l xu)是研究介质受力作用及其作用效果的科学，是处理宏观问题的学问，是自然科学和技术科学的先导科学之一。 力的作用与物质的运动是自然界和人类活动最基本 的现象。力学初期的发展标志着物理学的发展，并且和数学、天文学的发展密不可分。这奠定了力学在科学体系中的基础地位。 力学是工程科学的基础

18、。近代力学实为应用力学。力学是以工程和自然界的真实介质和系统为研究对象的应用科学和工程技术的基础，对介质及其结构在外部作用下的效应进行精细化、机理化描述和做定量分析，为工程结构的设计和建造提供依据。共六十九页力学(l xu)的特征力学兼有技术学科和基础学科的双重属性，表现出从基础到应用的极大跨度的特征。力学工作者既具备严谨的数理基础，又面对着复杂(fz)的实际工程问题，善于在简明的自然规律与复杂(fz)的工程问题之间构筑桥梁。与数学区别 力学以自然和工程中的实际事物作为研究的出发点和应用对象。与20世纪物理区别 力学侧重于研究与人的尺寸相当尺度上呈现的宏观规律，并上溯其巨观表现，下寻其细微观原

19、因。与工程技术差异 力学侧重于发掘蕴含在工程中的基本规律和定量的设计准则。共六十九页力学面向自然、源于工程、高于工程的研究路线。获得对工程技术和认识自然中有重大影响的力学规律，返回并应用到实际工程中。广泛的学科(xuk)交叉性 力学现象普及自然界和人类活动的各个层次，使得力学与数学、物理、化学、天文、地学、生物等基础学科和几乎所有的工程学科相交叉、渗透，形成了大量的新兴交叉学科。力学工作者广泛地融合到基础学科、应用和工程技术中。力学问题在工程应用中无处不在。但力学工作者在工业部门是散布在工程学科中。 共六十九页力学(l xu)的历史在西方，力学作为系统的科学有悠久的历史。力学精确化理论始于牛顿

20、(1643-1727)发表的自然哲学的数学原理(1687年），牛顿用数学方法定量化描述了物体机械运动的规律(gul)，建立了著名的运动三定律。使得力学成为定量化最早的学科之一。马克思说：“力学是大工业的真正科学的基础”。共六十九页中国(zhn u)力学的历史在古代，中国有力学、有科学，来源于工艺技术和生产经验，但缺乏西方的应用逻辑推理和数学方法。从春秋战国到14世纪时期，中国的力学和技术领先于西方。随着人类认知水平的提高，依据传统经验的科学发展缓慢。当近代科学兴起之时，文艺复兴之后，西方科学和技术突飞猛进。明天启七年（1627），王徵（15711644）与传教士邓玉函（15761630）合译第一部介绍西方力学知识的著作远西奇器图说，将Mechanics译为“力艺”，“重学”。1866年，美国(mi u)教士，北京京师同文馆教习丁韪良（18271916）编教科书格物入门，将Mechanics译为“力学”，1869年传于日本，但中国仍多用“重学”。1900年前后，日本教科书传于中国，中国接受“力学”一词。共六