概率論與數(shù)理統(tǒng)計緒論

1、理論(lln)力學(xué)共六十九頁共六十九頁什么(shn me)是力學(xué)？力學(xué)是研究物體(wt)機械運動規(guī)律的科學(xué)。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。移動、轉(zhuǎn)動、流動和變形力學(xué)的研究為揭示自然界中與機械運動有關(guān)的規(guī)律提供了有效的工具，它也是近代工程技術(shù)的重要理論基礎(chǔ)之一。共六十九頁力學(xué)(l xu)是怎樣發(fā)展的？ 力學(xué)的發(fā)展(fzhn)始終是和人類社會活動緊密聯(lián)系的，它的發(fā)展(fzhn)與完善推動了科學(xué)技術(shù)和社會的進步。共六十九頁力學(xué)是怎樣(znyng)發(fā)展的？感性認識(gnxng rn shi)（或初步理性認識）理性認識（或深入理性認識）指導(dǎo)實踐并發(fā)現(xiàn)或提出新問題力學(xué)發(fā)展遵循

2、認知規(guī)律共六十九頁力學(xué)的發(fā)展建筑(jinzh)與橋梁1、建筑(jinzh)與橋梁建于1056年 山西應(yīng)縣木塔早期筒體結(jié)構(gòu)建筑比薩斜塔建于11731370年共六十九頁力學(xué)的發(fā)展建筑(jinzh)與橋梁觀察竹子(zh zi)的特征竹子的橫截面比薩斜塔橫截面共六十九頁力學(xué)的發(fā)展建筑(jinzh)與橋梁早期建筑的特點：高度(god)低， 跨度小，承載能力低，材料為磚石和木材。趙州橋建于 581599 年跨度：37. 4m拱高：7m早期拱形結(jié)構(gòu)建筑 “敞肩拱”的運用為世界橋梁史上的首創(chuàng)，并有“世界橋梁鼻祖”的美譽。共六十九頁力學(xué)的發(fā)展(fzhn)建筑與橋梁共六十九頁 建筑物高度增加會產(chǎn)生(chnshng

3、)什么新問題？力學(xué)的發(fā)展建筑(jinzh)與橋梁現(xiàn)代筒體結(jié)構(gòu)建筑吉隆坡雙塔大廈高度：452米材料：鋼筋混凝土共六十九頁力學(xué)的發(fā)展(fzhn)建筑與橋梁風(fēng)載會引起高層(o cn)建筑物的晃動雙塔大廈利用結(jié)構(gòu)阻尼減小塔體的晃動共六十九頁力學(xué)的發(fā)展建筑(jinzh)與橋梁現(xiàn)代(xindi)大跨度橋梁橋梁跨度增大又會產(chǎn)生什么新問題？共六十九頁力學(xué)的發(fā)展建筑(jinzh)與橋梁建造設(shè)計(shj)風(fēng)速60m/s破壞時的風(fēng)速19m/s美國華盛頓州塔科馬懸索橋建于1940年，橋長853m共六十九頁力學(xué)的發(fā)展(fzhn)建筑與橋梁事后分析(fnx)引起橋梁振動的原因計算機模擬與仿真共六十九頁力學(xué)的發(fā)展(fzhn

4、)建筑與橋梁 地震(dzhn)對建筑物的影響 如何減小地震對建筑物的影響？共六十九頁力學(xué)的發(fā)展(fzhn)建筑與橋梁建筑物減震(jin zhn)的模擬實驗研究共六十九頁力學(xué)的發(fā)展(fzhn)建筑與橋梁美國舊金山國際機場(jchng)新樓使用了移動地基共六十九頁力學(xué)(l xu)的發(fā)展機械手與機器人2、機械手與機器人機械手在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用(yngyng)天津大學(xué)研制的醫(yī)用縫合機械手共六十九頁力學(xué)(l xu)的發(fā)展機械手與機器人步行(bxng)機器人的應(yīng)用前景六足步行機器人四足步行機器人共六十九頁力學(xué)(l xu)的發(fā)展機械手與機器人 從分析研究人體的行走到雙足步行機器人的實現(xiàn)，體現(xiàn)了力學(xué)、自動控制

5、(z dn kn zh)和計算機等科學(xué)技術(shù)的綜合應(yīng)用。北京理工大學(xué)研制共六十九頁1769年研制的第一輛蒸汽動力車力學(xué)的發(fā)展車輛(chling)與飛機3、車輛(chling)與飛機早期的農(nóng)用車輛車輛的早期研制與應(yīng)用共六十九頁力學(xué)的發(fā)展車輛(chling)與飛機現(xiàn)代車輛研究提出的要求: 舒適(shsh)、安全、高速、便捷、環(huán)保共六十九頁力學(xué)的發(fā)展(fzhn)車輛與飛機利用計算機分析車輛(chling)的動力學(xué)問題共六十九頁力學(xué)的發(fā)展車輛(chling)與飛機汽車自動駕駛的實驗(shyn)研究共六十九頁力學(xué)的發(fā)展車輛(chling)與飛機現(xiàn)代(xindi)直升機科學(xué)技術(shù)的綜合應(yīng)用早期直升機原理的認識

6、共六十九頁力學(xué)(l xu)與工程技術(shù)20世紀(jì)(shj)力學(xué)發(fā)展的最大特點是： 力學(xué)的研究對象已不再限于理想模型，而更多地以自然界和工程技術(shù)中必然遇到的復(fù)雜介質(zhì)或系統(tǒng)為對象，并且在解決問題的過程中形成了更多的力學(xué)分支。 在2000年下半年，美國的三十幾個專業(yè)工程協(xié)會評出了20世紀(jì)對人類影響最大的20項技術(shù)。力學(xué)在其中多項技術(shù)的發(fā)展中起著重要甚至是關(guān)鍵的作用。共六十九頁第一位：電力系統(tǒng)(din l x tn)技術(shù)現(xiàn)在（2000年）全世界電網(wǎng)裝機容量約為4109kW, 每年發(fā)電281012kW-h, 總值10 000億美元，幾乎全是通過(tnggu)葉輪機（汽輪機、水輪機）來發(fā)電。20世紀(jì)下半葉，由

7、于流體力學(xué)的發(fā)展，使得葉輪機設(shè)計得到改進，其效率提高約30。相當(dāng)每年節(jié)省5 000億美元。共六十九頁核反應(yīng)堆(hfnyngdu)共六十九頁第二位 汽車制造(zhzo)技術(shù)1997年3月18日，奇瑞(q ru)汽車破土動工；2007年8月22日，奇瑞(q ru)第100萬輛汽車下線。十年鑄劍，奇瑞(q ru)已從“謀于陋室，成于荒灘”的默默無聞小企業(yè)發(fā)展成為國內(nèi)乘用車行業(yè)前四甲。共六十九頁汽車內(nèi)燃機的耗油量降低30，世界(shji)約有4億輛汽車，如果每輛省500美元，每年節(jié)省油費2 000億美元。這很大程度歸功于計算流體力學(xué)，熱力學(xué)、計算固體力學(xué)。共六十九頁高速列車行經(jīng)(xngjng)富士山腳

8、下的新干線與櫻花 共六十九頁即將(jjing)離開巴黎蒙帕爾納斯公園站的TGV列車 共六十九頁2008年4月11日，時速350公里“和諧號”動車組從唐山軌道客車(kch)有限責(zé)任公司開出。 共六十九頁2010年02月28日新華社播發(fā)長篇通訊穿越夢幻的時空中國高速鐵路(o s ti l)發(fā)展紀(jì)實。通訊說，中國僅用5年走完國際上40年高速鐵路發(fā)展歷程，集世界最先進的4種技術(shù)，創(chuàng)造出獨一無二的中國高鐵品牌。從引進(ynjn)時速200公里高速列車技術(shù)，到自主開發(fā)時速350公里、380公里“和諧號”動車組；從京津城際鐵路、武廣高鐵運營，到京滬高鐵即將開通，中國正迅疾跨入引領(lǐng)世界的“高鐵時代”。 共六十

9、九頁第三位 航空(hngkng)技術(shù)F-16E/FJ-10共六十九頁波音空客謀劃攻防對策(duc)聯(lián)手遏制中國大飛機 空中客車A-320客機(kj)美國波音747-400大型客機共六十九頁新華網(wǎng)上海2009年8月26日電(記者高路)中國大型客機發(fā)動機項目主體中航商用飛機發(fā)動機有限責(zé)任公司(n s)總經(jīng)理張建26日說，中國自主研制的第一款大飛機發(fā)動機計劃于2016年完成研制并開始適航取證，“爭取讓國產(chǎn)發(fā)動機能和國產(chǎn)大飛機一起飛上藍天”。 共六十九頁第十一位 航天技術(shù)神州(Shnzhu)五號2003年10月15日，我國在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心進行首次載人航天飛行。共六十九頁共六十九頁中國載人航天計劃于1

10、992年正式啟動。初期目標(biāo)是將航天員送入太空(tikng)。遠期則包括建立永久空間站以及月球探索。中國載人航天計劃的第一步是進入太空，而進入太空軌道飛行器被命名為神舟號飛船，最多乘員三人。飛船由長征二號F火箭運載。迄今，神舟號飛船共進行過7次發(fā)射，前4次為無人發(fā)射。神舟一號1999年11月21日發(fā)射神舟二號2001年1月10日發(fā)射神舟三號2002年3月25日發(fā)射神舟四號2002年12月30日發(fā)射，在軌時間6日18小時，環(huán)繞地球108圈。神舟五號2003年10月15日北京時間9時發(fā)射，將航天員楊利偉送入太空。飛船運行在軌道傾角42.4度、近地點高度200公里、遠地點高度350公里的橢圓軌道上，實

11、施變軌后，進入343公里的圓軌道。計劃繞地14圈，歷時23小時。根據(jù)規(guī)劃，接下來的工作目標(biāo)是將多人送入太空并逗留更長時間，以及進行太空行走。神舟六號2005年10月12日UTC22時15分發(fā)射，將費俊龍、聶海勝送入指定軌道，在太空中停留五天后于UTC10月16日20時33分返回地球在中國首次完成載人航天任務(wù)之后，有關(guān)月球探索的“嫦娥工程”也已經(jīng)展開，嫦娥工程的第一階段目標(biāo)是向月球軌道發(fā)射人造觀測衛(wèi)星，預(yù)計最早可在2006年12月完成。之后的規(guī)劃包括了向月球表面發(fā)射無人探測器、實現(xiàn)人類登月以及在月球上建立太空基地，為向更遠星球的探索做好準(zhǔn)備。神舟七號飛船在北京時間2008年9月25日21時10分

12、4秒988毫秒發(fā)射升空。神七上三個人分別為翟志剛（指令長）、劉伯明和景海鵬。共六十九頁和平號空間站共六十九頁土木工程(tm gngchng)技術(shù)海洋(hiyng)平臺共六十九頁隧道(sudo)工程武漢長江(chn jin)第一隧共六十九頁美國Tacoma 海峽(hixi)大橋Tacoma 舊橋Tacoma 新橋共六十九頁在華盛頓州，建成與1940年，853m長的懸索橋。1940年秋，開通4個月，事故當(dāng)天8級大風(fēng)（風(fēng)速20m/s)。據(jù)查從1818年19世紀(jì)末，風(fēng)致橋梁振動至少毀壞11座懸索橋。抗風(fēng)設(shè)計是柔性(ru xn)橋梁建設(shè)的關(guān)鍵問題。共六十九頁佛山九江大橋(d qio)坍塌 2007年6月

13、15日凌晨5點15分，一艘運沙船由于霧大看不清方向，撞向了位于國道325線南海段的九江大橋橋墩，造成大約200米的橋面(qio min)坍塌。共六十九頁 湖南鳳凰縣興建(xngjin)中的堤溪沱江大橋于2007年8月13日下午4時許發(fā)生垮塌事故。造成64人死亡22人受傷，直接經(jīng)濟損失3974.7萬元。鳳凰大橋(d qio)垮塌共六十九頁樓脆脆2009年6月27日早上(zo shang)5時30分左右，在沒有任何先兆的情況下，位于上海閔行區(qū)蓮花南路、羅陽路路口“蓮花河畔景苑”的一棟13層在建商品房突然倒塌，此事引起了各方關(guān)注 ，這棟樓也有了自己特有的名字“樓脆脆”。 共六十九頁國家(guji)地

14、理偉大工程巡禮National Geographic Megastructures ：鳥巢、中國橋梁、廣州電視塔、胡佛水壩、迪拜帆船酒店、超級(choj)鉆探平臺里根號超級航母、空客A380、阿帕奇直升機、大型挖掘機、裝載機、推土機、法拉利跑車共六十九頁力學(xué)(l xu)既是基礎(chǔ)學(xué)科又是技術(shù)學(xué)科理論力學(xué)是基礎(chǔ)力學(xué)的重要組成部分。理論力學(xué)是學(xué)習(xí)(xux)一系列后續(xù)課程的重要基礎(chǔ)。學(xué)習(xí)理論力學(xué)的過程是能力的培養(yǎng)過程，它的研究方法可使你在今后解決生產(chǎn)實際問題和科學(xué)研究中獲益匪淺。共六十九頁緒 論理論力學(xué)是研究物體機械運動一般規(guī)律的科學(xué)。 機械運動 物體在空間的位置(wi zhi)隨時間的 改變。本課程

15、包含三部分： 靜力學(xué) 研究物體的平衡規(guī)律及力的 一般性合成法則。 運動學(xué) 研究物體運動的幾何性質(zhì)，不 涉及引起物體運動的原因。 動力學(xué) 研究物體運動與受力的關(guān)系。共六十九頁理 論 力 學(xué)參考書：哈爾濱工業(yè)大學(xué)編理論(lln)力學(xué)清華大學(xué)編理論(lln)力學(xué)合肥工業(yè)大學(xué)編理論力學(xué)郝桐生編理論力學(xué)浙江大學(xué)編理論力學(xué)天津大學(xué)編理論力學(xué)共六十九頁同學(xué)(tng xu)們在學(xué)習(xí)過程中 要積極思維，刻苦鉆研；不要被動思維，認可(rnk)結(jié)論；更不要拒絕思維，死記硬背。共六十九頁本章(bn zhn)結(jié)束共六十九頁共六十九頁共六十九頁共六十九頁共六十九頁共六十九頁力學(xué)(l xu)概論 人類的文明歷史有多久，力學(xué)

16、的歷史就有多久。力學(xué)既是基礎(chǔ)科學(xué)，又是技術(shù)科學(xué)。力學(xué)作為一門科學(xué)應(yīng)該從牛頓時代算起。力學(xué)是自然科學(xué)中最早趨于成熟的學(xué)科。高技術(shù)領(lǐng)域的航空和航天技術(shù)，完全是依靠力學(xué)在發(fā)展。馬克思：力學(xué)是“大工業(yè)的真正科學(xué)的基礎(chǔ)”。錢學(xué)森：“不可能設(shè)想，不要現(xiàn)代力學(xué)就能實現(xiàn)現(xiàn)代化” 。周培源：“只要(zhyo)自然界存在著機械運動，以及機械運動和其他高級運動形式的相互聯(lián)系，力學(xué)就永遠有無止境的研究課題，就永遠有無限光輝的前景?！?共六十九頁自然科學(xué)(zrnkxu)：數(shù)、理、化、天、地、生、力、 農(nóng)、林、醫(yī)、工程、環(huán)保。 Technological Science Natural Sciences: Mathema

17、tics, Physics, Chemistry, Astronomy, Geology, Biology; Mechanics; Agriculture, Forestry, Medicine, Engineering, Environmental Protection.共六十九頁力學(xué)(l xu)定義 力學(xué)(l xu)是研究介質(zhì)受力作用及其作用效果的科學(xué)，是處理宏觀問題的學(xué)問，是自然科學(xué)和技術(shù)科學(xué)的先導(dǎo)科學(xué)之一。 力的作用與物質(zhì)的運動是自然界和人類活動最基本 的現(xiàn)象。力學(xué)初期的發(fā)展標(biāo)志著物理學(xué)的發(fā)展，并且和數(shù)學(xué)、天文學(xué)的發(fā)展密不可分。這奠定了力學(xué)在科學(xué)體系中的基礎(chǔ)地位。 力學(xué)是工程科學(xué)的基礎(chǔ)

18、。近代力學(xué)實為應(yīng)用力學(xué)。力學(xué)是以工程和自然界的真實介質(zhì)和系統(tǒng)為研究對象的應(yīng)用科學(xué)和工程技術(shù)的基礎(chǔ)，對介質(zhì)及其結(jié)構(gòu)在外部作用下的效應(yīng)進行精細化、機理化描述和做定量分析，為工程結(jié)構(gòu)的設(shè)計和建造提供依據(jù)。共六十九頁力學(xué)(l xu)的特征力學(xué)兼有技術(shù)學(xué)科和基礎(chǔ)學(xué)科的雙重屬性，表現(xiàn)出從基礎(chǔ)到應(yīng)用的極大跨度的特征。力學(xué)工作者既具備嚴(yán)謹?shù)臄?shù)理基礎(chǔ)，又面對著復(fù)雜(fz)的實際工程問題，善于在簡明的自然規(guī)律與復(fù)雜(fz)的工程問題之間構(gòu)筑橋梁。與數(shù)學(xué)區(qū)別 力學(xué)以自然和工程中的實際事物作為研究的出發(fā)點和應(yīng)用對象。與20世紀(jì)物理區(qū)別 力學(xué)側(cè)重于研究與人的尺寸相當(dāng)尺度上呈現(xiàn)的宏觀規(guī)律，并上溯其巨觀表現(xiàn)，下尋其細微觀原

19、因。與工程技術(shù)差異 力學(xué)側(cè)重于發(fā)掘蘊含在工程中的基本規(guī)律和定量的設(shè)計準(zhǔn)則。共六十九頁力學(xué)面向自然、源于工程、高于工程的研究路線。獲得對工程技術(shù)和認識自然中有重大影響的力學(xué)規(guī)律，返回并應(yīng)用到實際工程中。廣泛的學(xué)科(xuk)交叉性 力學(xué)現(xiàn)象普及自然界和人類活動的各個層次，使得力學(xué)與數(shù)學(xué)、物理、化學(xué)、天文、地學(xué)、生物等基礎(chǔ)學(xué)科和幾乎所有的工程學(xué)科相交叉、滲透，形成了大量的新興交叉學(xué)科。力學(xué)工作者廣泛地融合到基礎(chǔ)學(xué)科、應(yīng)用和工程技術(shù)中。力學(xué)問題在工程應(yīng)用中無處不在。但力學(xué)工作者在工業(yè)部門是散布在工程學(xué)科中。 共六十九頁力學(xué)(l xu)的歷史在西方，力學(xué)作為系統(tǒng)的科學(xué)有悠久的歷史。力學(xué)精確化理論始于牛頓

20、(1643-1727)發(fā)表的自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理(1687年），牛頓用數(shù)學(xué)方法定量化描述了物體機械運動的規(guī)律(gul)，建立了著名的運動三定律。使得力學(xué)成為定量化最早的學(xué)科之一。馬克思說：“力學(xué)是大工業(yè)的真正科學(xué)的基礎(chǔ)”。共六十九頁中國(zhn u)力學(xué)的歷史在古代，中國有力學(xué)、有科學(xué)，來源于工藝技術(shù)和生產(chǎn)經(jīng)驗，但缺乏西方的應(yīng)用邏輯推理和數(shù)學(xué)方法。從春秋戰(zhàn)國到14世紀(jì)時期，中國的力學(xué)和技術(shù)領(lǐng)先于西方。隨著人類認知水平的提高，依據(jù)傳統(tǒng)經(jīng)驗的科學(xué)發(fā)展緩慢。當(dāng)近代科學(xué)興起之時，文藝復(fù)興之后，西方科學(xué)和技術(shù)突飛猛進。明天啟七年（1627），王徵（15711644）與傳教士鄧玉函（15761630）合譯第一部介紹西方力學(xué)知識的著作遠西奇器圖說，將Mechanics譯為“力藝”，“重學(xué)”。1866年，美國(mi u)教士，北京京師同文館教習(xí)丁韙良（18271916）編教科書格物入門，將Mechanics譯為“力學(xué)”，1869年傳于日本，但中國仍多用“重學(xué)”。1900年前后，日本教科書傳于中國，中國接受“力學(xué)”一詞。共六