理論力學(xué)CAI,1,朱本華簡(jiǎn)介,上海交通大學(xué)副教授，1978年畢業(yè)于上海交通大學(xué)船舶制造系，1985年結(jié)業(yè)于同濟(jì)大學(xué)固體力學(xué)助教班。,現(xiàn)任工程力學(xué)系副系主任力學(xué)博士后流動(dòng)站主管,學(xué)術(shù)兼職中國(guó)力學(xué)學(xué)會(huì)科普工作委員會(huì)常委華東基礎(chǔ)力學(xué)與工程應(yīng)用協(xié)會(huì)常務(wù)理事,主講課程一、理論力學(xué)二、高等動(dòng)力學(xué)三、分析動(dòng)力學(xué),曾獲全國(guó)優(yōu)秀力學(xué)教師、99年寶鋼教學(xué)基金優(yōu)秀教師獎(jiǎng)、上海交通大學(xué)吳紹麟、春蘭優(yōu)秀教師獎(jiǎng)、教學(xué)成果獎(jiǎng)等十多項(xiàng)獎(jiǎng)勵(lì)。,理論力學(xué)CAI版權(quán)所有,2003(c)上海交通大學(xué)工程力學(xué)系,2020年4月26日,理論力學(xué)CAI,3,前言力學(xué)是一門基礎(chǔ)學(xué)科，它同數(shù)、理、化、天、地、生并列為七大基礎(chǔ)學(xué)科之一。力學(xué)的應(yīng)用范圍十分廣泛，它又屬于技術(shù)科學(xué)，它植根于國(guó)民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)產(chǎn)業(yè)門類。哪里有技術(shù)難題，幾乎那里就有力學(xué)難題。20世紀(jì)，產(chǎn)生的許多高新技術(shù)，航天、航空、高層建筑、大型空間結(jié)構(gòu)、巨型輪船、大跨度與新型橋梁（如吊橋、斜拉橋）、海洋平臺(tái)、精密機(jī)械、機(jī)器人、高速列車、海底隧道等都是在力學(xué)指導(dǎo)下實(shí)現(xiàn)的。,2020年4月26日,理論力學(xué)CAI,4,航天器的對(duì)接,2020年4月26日,理論力學(xué)CAI,5,神舟一號(hào)飛船太陽(yáng)能帆板的展開,2020年4月26日,理論力學(xué)CAI,6,樓高420.5m共88層,浦東開發(fā)區(qū),2020年4月26日,理論力學(xué)CAI,7,2020年4月26日,理論力學(xué)CAI,8,陸家嘴金融區(qū),2020年4月26日,理論力學(xué)CAI,9,建設(shè)中的昆明世博園演藝廣場(chǎng)頂篷,2020年4月26日,理論力學(xué)CAI,10,2020年4月26日,理論力學(xué)CAI,11,大型水利工程設(shè)施,長(zhǎng)江三峽工程,2020年4月26日,理論力學(xué)CAI,12,2020年4月26日,理論力學(xué)CAI,13,2020年4月26日,理論力學(xué)CAI,14,2020年4月26日,理論力學(xué)CAI,15,2020年4月26日,理論力學(xué)CAI,16,盧浦大橋,2020年4月26日,理論力學(xué)CAI,17,美國(guó)的Tacoma大橋，中央跨距853米。在19m/s的小風(fēng)下整體塌毀。,2020年4月26日,理論力學(xué)CAI,18,2020年4月26日,理論力學(xué)CAI,19,高速列車,2020年4月26日,理論力學(xué)CAI,20,2020年4月26日,理論力學(xué)CAI,21,2020年4月26日,理論力學(xué)CAI,22,2020年4月26日,理論力學(xué)CAI,23,20世紀(jì)，也產(chǎn)生了在許多其他基礎(chǔ)學(xué)科指導(dǎo)下形成的高技術(shù)，如半導(dǎo)體，電子計(jì)算機(jī)，核工程等。表面上，與力學(xué)搭不上鉤的高技術(shù)，也總是碰到力學(xué)難題在卡脖子電子計(jì)算機(jī)，小型微型化是它的一個(gè)重要趨向，但是當(dāng)計(jì)算機(jī)芯片愈來愈小時(shí)，體積內(nèi)的存儲(chǔ)器數(shù)以百萬(wàn)計(jì)，這就產(chǎn)生了由于電流生熱而導(dǎo)致的熱應(yīng)力的力學(xué)問題往往使器件損壞。在通訊中有架設(shè)通訊網(wǎng)絡(luò)以及高性能天線的力學(xué)問題，設(shè)計(jì)與生產(chǎn)光盤與硬盤等存儲(chǔ)設(shè)備中，需要有高精密定位等等。,2020年4月26日,理論力學(xué)CAI,24,2020年4月26日,理論力學(xué)CAI,25,核電站的熱核反應(yīng)堆,2020年4月26日,理論力學(xué)CAI,26,計(jì)算機(jī)硬盤驅(qū)動(dòng)器,2020年4月26日,理論力學(xué)CAI,27,2020年4月26日,理論力學(xué)CAI,28,力學(xué)是自然科學(xué)中精確化最早的學(xué)科。力學(xué)發(fā)展中最早與數(shù)學(xué)建立起密不可分的聯(lián)系。歷史上最偉大的力學(xué)家，也同時(shí)是偉大的數(shù)學(xué)家。將實(shí)際問題經(jīng)過模式化轉(zhuǎn)化為數(shù)學(xué)問題求解再回到實(shí)際，所形成的方法論，深深地影響著整個(gè)自然科學(xué)，它的要點(diǎn)是給定系統(tǒng)發(fā)展所必須遵從的規(guī)律及初始狀態(tài)，去追蹤系統(tǒng)的發(fā)展。,2020年4月26日,理論力學(xué)CAI,29,古希臘阿基米德(公元前287212)著的論比重就奠定了靜力學(xué)基礎(chǔ)。波蘭的哥白尼(14731543)創(chuàng)立宇宙“日心說”。德國(guó)的開普勒(15711630)提出行星運(yùn)動(dòng)三定律。意大利的伽利略(15641642)自由落體規(guī)律、慣性定律及加速度的概念。,2020年4月26日,理論力學(xué)CAI,30,英國(guó)偉大科學(xué)家牛頓(16431727)在1687年版的自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理一書中提出了制約物質(zhì)宏觀機(jī)械運(yùn)動(dòng)的基本規(guī)律，即萬(wàn)有引力定律和動(dòng)力學(xué)基本定律。奠定了牛頓力學(xué)的基礎(chǔ)。,2020年4月26日,理論力學(xué)CAI,31,瑞士的伯努利(16671748)虛位移原理。瑞士的歐拉(17071783)著出力學(xué)用微分方程研究。法國(guó)達(dá)朗伯(17171785)名著動(dòng)力學(xué)專論達(dá)朗伯原理。法國(guó)拉格朗日(17361813)提出第二類拉格朗日方程。,2020年4月26日,理論力學(xué)CAI,32,機(jī)械運(yùn)動(dòng)：是物體在空間的位置隨時(shí)間的變化。,理論力學(xué)：是研究物體機(jī)械運(yùn)動(dòng)一般規(guī)律的一門學(xué)科。,2020年4月26日,理論力學(xué)CAI,33,1.理論力學(xué)是一門理論性較強(qiáng)的技術(shù)基礎(chǔ)課,2.理論力學(xué)是很多專業(yè)課程的重要基礎(chǔ),例如：材料力學(xué)、機(jī)械原理、結(jié)構(gòu)力學(xué)、流體力學(xué)、機(jī)械振動(dòng)等一系列后續(xù)課程的重要基礎(chǔ)。,2020年4月26日,理論力學(xué)CAI,34,力學(xué)模型實(shí)際工程問題的合理抽象與簡(jiǎn)化;,實(shí)際工程對(duì)象的合理抽象與簡(jiǎn)化。,質(zhì)點(diǎn)、質(zhì)點(diǎn)系、剛體、剛體系。,2020年4月26日,理論力學(xué)CAI,35,研究飛機(jī)的運(yùn)動(dòng)軌跡時(shí)，飛機(jī)可視為質(zhì)點(diǎn)。,2020年4月26日,理論力學(xué)CAI,36,研究衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)軌道時(shí),衛(wèi)星可視為質(zhì)點(diǎn)；但研究衛(wèi)星姿態(tài)控制時(shí)，則視為剛體。,2020年4月26日,理論力學(xué)CAI,37,理論力學(xué)的研究方法,是從實(shí)踐出發(fā)，經(jīng)過抽象化、綜合、歸納、建立公理，再應(yīng)用數(shù)學(xué)演繹和邏輯推理而得到定理和結(jié)論，形成理論體系，然后再通過實(shí)踐來驗(yàn)證理論的正確性。,2020年4月26日,理論力學(xué)CAI,38,1.矢量力學(xué)方法,2.分析力學(xué)方法,（1）拉格朗日力學(xué),（2）哈密頓力學(xué),