第1 章 静力学基础(A)
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柯伟林(William Kirby)，哈佛大学史学荣誉 讲座教授，北京大学客座教授。 2002-2006年担任哈佛大学文理学院院长期 间，统领哈佛大学的本科教育和文理学科建 设，引导了通识教育体制与核心课体系的讨 论和改革。 曾先后师从著名的中国学大师费正清(John King Fairbank)先生和福特教授、孔复礼教 授等。
7
闲言碎语
周恒院士在机械工程学院第七届博士生论坛上谈“科学素质”(2011-8-27)： 要具有怀疑能力和丰富的想象力。只会考试，不敢冒险的人不能做科学。不 要迷信，特别是迷信大家。
周恒院士
黄田教授
黄田教授在机械工程学院第七届博士生论坛上谈“打好基础”(2011-8-27)： 许多工程问题都归结为力学或数学问题，这要求有很好的数学、力学基础。 当用到一方面的基础理论时，需要读2～3本经典著作。最近用到螺旋线理 论，一直查到了上世纪20年代的著作。
系统工程 系统工程 动力机械及工程 动力机械及工程 飞行器设计 飞行器设计 流体力学 流体力学 防灾减灾工程及防护 防灾减灾工程及防护 工程 工程 工程力学 工程力学 环境工程 环境工程 化学工程 化学工程 测试计量技术及仪器 测试计量技术及仪器 载运工具运用工程 载运工具运用工程 木材科学与技术 木材科学与技术 声学 声学 轮机工程 轮机工程 控制理论与控制工程 控制理论与控制工程 材料学 材料学
赫伯特·胡佛，美国第31任 总统（1929－1933）
4
闲言碎语
龚克校长在牛顿苹果树授牌仪式上的讲话(2009-9-19)： Today, everybody understands why an apple falls to earth but not flies to anywhere else. But it was not the case 300 years ago. The beautiful story about Isaac Newton and the apple tree is well known worldwide. No matter it was true or not, people like the story for it propagates the spirit of science, seeking to truth form fact, this is the motto of own university. 龚校长说：“今天，大家都知道为什么苹果会落向地面，而不是飞向天空。而 300年前却不了解其所以然。关于牛顿和苹果树的美丽故事已举世闻名。不管 这个故事是真是假，我们喜欢这个故事，因为它宣扬了科学的精神。” “牛顿的伟大不仅在于发现了万有引力、微积分及其它，更重要的是他展现了 科学家的必要品质，如坚忍、专注、谦虚、科学道德和批判思维。我衷心希 望，这株牛顿苹果树能使天大充满追求科学的热情，也希望牛顿的科学精神 能激励中国‘牛顿’的诞生。” 你也曾看到物体下落，你也早就知道蒸汽 能够顶开壶盖，你能发现“万有引力”或发 明“蒸汽机”吗？
12
闲言碎语
力学在工程中的应用： 曹树谦，张文德，萧龙翔．《振动结构模态分 析——理论、实验与应用》．天津大学出版社， 2001.3, 2002.6 引用篇数 博士论文 硕士论文 期刊论文 会议论文 著作 合计 111 469 297 40 6 923 引用次数 145 105 554 297 40 6 1042
58. 58. 59. 59. 60. 60. 61. 61. 62. 62.
流体机械及工程 流体机械及工程 微电子学与固体电子 微电子学与固体电子 学 学 控制科学与工程 控制科学与工程 物理电子学 物理电子学 机械设计及汽车工程 机械设计及汽车工程 市政工程 市政工程 微机电 微机电 现代轮机管理 现代轮机管理 桥梁工程 桥梁工程 车身工程 车身工程 兵器发射理论与技术 兵器发射理论与技术 印刷工程 印刷工程 航天工程 航天工程 农业生物环境与能源 农业生物环境与能源 工程 工程 仪器科学与技术 仪器科学与技术
15
闲言碎语
力学在工程中的应用：
43. 43. 44. 44. 45. 45. 46. 46. 47. 47. 48. 48. 49. 49. 50. 50. 51. 51. 52. 52. 53. 53. 54. 54. 55. 55. 56. 56. 57. 57.
62个应用专业（学位论文部分） 62个应用专业（学位论文部分）
油气井工程 油气井工程 振动与控制 振动与控制 卫生防护防疫技术与 卫生防护防疫技术与 装备 装备 兵器科学与技术 兵器科学与技术 农业机械系统理论与 农业机械系统理论与 设计 设计
由此，可窥视力 学应用之广泛！
6
闲言碎语
与美国相比，柯伟林如何评价中国的高等教育？ 柯伟林认为，自从科举制被废除和清朝灭亡之后，中国的人文教育传统没有 被很好保持。在近现代中国追求“富强”的强烈愿望之下，中国的高等教育越 来越强调专业化和技术层面，教育的人文性越发缺失。 因此，他认为，今天的中国要想成为一个不仅富强而且和谐的社会，就需要 重视人文教育，需要让学生明白基本的做人和处世的道理，需要培养更多“改 造社会、改造观念的工程师”。
31. 31. 32. 32. 33. 33. 34. 34. 35. 35. 36. 36. 37. 37. 38. 38. 39. 39. 40. 40. 41. 41. 42. 42.
地球探测与信息技术 地球探测与信息技术 电子与通信工程 电子与通信工程 检测技术与自动化装 检测技术与自动化装 置 置 水声工程 水声工程 岩土工程 岩土工程 机械制造 机械制造 道路与铁道工程 道路与铁道工程 化工过程机械 化工过程机械 水利工程 水利工程 精密仪器及机械 精密仪器及机械 武器动力与制造 武器动力与制造 制浆造纸工程 制浆造纸工程
5
闲言碎语
柯伟林：哈佛教育的理念与制度：(2006.11.3天津大学校园办公网) 哈佛大学通识教育的四个目标： • • • • 把学生培养成为一名合格的公民； 让学生更好地“认识自己”，培养学生质疑它们的能力； 并不是为学生日后的职业作准备，而是为学生日后会遇到的各种变化作准 备； 培养学生的道德伦理观念，让他们知道如何生活。
8
闲言碎语
再看看我们学什么？
知识
方法
概念
品质
9
闲言Baidu Nhomakorabea语
那么，我们如何学？ 分数来自于知识的积累，也仅仅来自于知识的积累，它不过是我们的一个暂 时目标。 那更多的目标是什么呢 ？ 培养……能从事机电一体化产品及自动化生产系统设计、研究与开发的宽基 础、高素质、具有创新精神和实践能力的高级专门人才。（天津大学本科指 导性培养计划 ） 不具体！
13
应用单位
应用专业 62
统计：截至到 2010.9
闲言碎语
力学在工程中的应用：
●应用地区
26 个省市自治区 105 所高校和院所 （学位论文部分）
14
闲言碎语
力学在工程中的应用：
1. 1. 2. 2. 3. 3. 4. 4. 5. 5. 6. 6. 7. 7. 8. 8. 9. 9. 10. 10. 11. 11. 12. 12. 13. 13. 14. 14. 15. 15.
10
闲言碎语
我们提出应具备两种思维能力： 数学思维能力，工程思维能力。 所谓数学思维能力，即会运用数学方式思考和解决问题，包括建立数学模型 和求解。 所谓工程思维能力，即要具备较强的工程观念和工程意识，一切问题皆源于 实际，又为工程实际服务，学会将所学课程与自己专业联系起来。比如学了 理论力学，就应具备基本的力学观念，在学习后续课程和处理实际问题时就 会以这些力学观念为指导。 最近在读初中物理时的学习心得（学习的八字方 针）： 思考，实践，扩展，提高。
2
同学的心愿……
得一个高分 ！……?
老师的心愿……
你们能得一个高分 ！……? 我们的心愿是共同的 ！
但关键，在于平时的一点一滴 ！
让我们共同努力吧 ！
3
闲言碎语
Herbert Hoover(美国前总统，工程师)的一段话(英国Warwick大学报告)： (Engineering) is a great profession. There is the fascination of watching a figment of the imagination emerge through the aid of science to a plan on paper. Then it moves to realisation in stone or metal or energy. Then it brings jobs and homes to men. Then it elevates the standards of living and adds to the comforts of life. That is the engineer’s high privilege. 工程师是一个伟大的职业。你可以饶有兴趣地看到，一个想象中的虚构如何 借助于科学跃然于纸上，然后通过石头、金属和能量变为真实。它带给人们 工作和家庭，提升人们的生活质量使之安逸。这是每一个工程师的最高荣誉。 （曹树谦译） 每一个工科学生读到这段话，不会不为之振奋！
11
闲言碎语
力学在工程中的应用： 众所周知，力学是一个“大学科”，在机械、建工、水利、船舶、交通工具、 航空航天、能源等诸多领域有着重要应用。 一般力学 (动力学与控制) 线性振动 模态分析
力 学
固体力学 流体力学 工程力学
非线性振动 分析力学 ……
一级学科
二级学科
研究方向
仅举一个例子，说明力学在工程中的应用之广泛。
Theoretical Mechanics
理论力学 (5) 2010740
主讲：曹树谦 教授 助课：郭翔 副教授 韩研研，白雪川 硕士生
2011-2012(1) 2010级机制专业1-5班 4-18周 周二1,2节24-302 周四3,4节24-302 周五(双)3,4节24-302
一些事宜
教 材：贾启芬，刘习军，王春敏. 《理论力学》， 教 材：贾启芬，刘习军，王春敏. 《理论力学》， 天津大学出版社，2003 天津大学出版社，2003 学 时：72（4.5学分） 学 时：72（4.5学分） 参考书：萧龙翔《理论力学》，天津大学出版社1995 参考书：萧龙翔《理论力学》，天津大学出版社1995 哈工大《理论力学（第六版）》：高等教育出版社2002 哈工大《理论力学（第六版）》：高等教育出版社2002 (美)RC 希伯勒《工程力学（静力学，动力学）》， (美)RC 希伯勒《工程力学（静力学，动力学）》， 人民教育出版社1980 人民教育出版社1980 贾书惠《理论力学辅导》，清华出版社2003 贾书惠《理论力学辅导》，清华出版社2003 作 业：每周二上课时收发作业。 作 业：每周二上课时收发作业。 答 疑：时间：周？下午4:00~5:30，地点：10-403。 答 疑：时间：周？下午4:00~5:30，地点：10-403。 各班选课代表，负责收发作业、沟通教师与同学。 各班选课代表，负责收发作业、沟通教师与同学。
材料加工工程 材料加工工程 机械电子工程 机械电子工程 水利水电工程 水利水电工程 船舶与海洋结构物设 船舶与海洋结构物设 计制造 计制造 水工结构工程 水工结构工程 桥梁与隧道工程 桥梁与隧道工程 机械设计及理论 机械设计及理论 结构工程 结构工程 一般力学与力学基础 一般力学与力学基础 港口、海岸及近海工 港口、海岸及近海工 程 程 动力工程 动力工程 机械工程 机械工程 机械制造及其自动化 机械制造及其自动化 车辆工程 车辆工程 固体力学 固体力学
62个应用专业（学位论文部分） 62个应用专业（学位论文部分）
16. 16. 17. 17. 18. 18. 19. 19. 20. 20. 21. 21. 22. 22. 23. 23. 24. 24. 25. 25. 26. 26. 27. 27. 28. 28. 29. 29. 30. 30.
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闲言碎语
周恒院士在机械工程学院第七届博士生论坛上谈“科学素质”(2011-8-27)： 要具有怀疑能力和丰富的想象力。只会考试，不敢冒险的人不能做科学。不 要迷信，特别是迷信大家。
周恒院士
黄田教授
黄田教授在机械工程学院第七届博士生论坛上谈“打好基础”(2011-8-27)： 许多工程问题都归结为力学或数学问题，这要求有很好的数学、力学基础。 当用到一方面的基础理论时，需要读2～3本经典著作。最近用到螺旋线理 论，一直查到了上世纪20年代的著作。
系统工程 系统工程 动力机械及工程 动力机械及工程 飞行器设计 飞行器设计 流体力学 流体力学 防灾减灾工程及防护 防灾减灾工程及防护 工程 工程 工程力学 工程力学 环境工程 环境工程 化学工程 化学工程 测试计量技术及仪器 测试计量技术及仪器 载运工具运用工程 载运工具运用工程 木材科学与技术 木材科学与技术 声学 声学 轮机工程 轮机工程 控制理论与控制工程 控制理论与控制工程 材料学 材料学
赫伯特·胡佛，美国第31任 总统（1929－1933）
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闲言碎语
龚克校长在牛顿苹果树授牌仪式上的讲话(2009-9-19)： Today, everybody understands why an apple falls to earth but not flies to anywhere else. But it was not the case 300 years ago. The beautiful story about Isaac Newton and the apple tree is well known worldwide. No matter it was true or not, people like the story for it propagates the spirit of science, seeking to truth form fact, this is the motto of own university. 龚校长说：“今天，大家都知道为什么苹果会落向地面，而不是飞向天空。而 300年前却不了解其所以然。关于牛顿和苹果树的美丽故事已举世闻名。不管 这个故事是真是假，我们喜欢这个故事，因为它宣扬了科学的精神。” “牛顿的伟大不仅在于发现了万有引力、微积分及其它，更重要的是他展现了 科学家的必要品质，如坚忍、专注、谦虚、科学道德和批判思维。我衷心希 望，这株牛顿苹果树能使天大充满追求科学的热情，也希望牛顿的科学精神 能激励中国‘牛顿’的诞生。” 你也曾看到物体下落，你也早就知道蒸汽 能够顶开壶盖，你能发现“万有引力”或发 明“蒸汽机”吗？
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闲言碎语
力学在工程中的应用： 曹树谦，张文德，萧龙翔．《振动结构模态分 析——理论、实验与应用》．天津大学出版社， 2001.3, 2002.6 引用篇数 博士论文 硕士论文 期刊论文 会议论文 著作 合计 111 469 297 40 6 923 引用次数 145 105 554 297 40 6 1042
58. 58. 59. 59. 60. 60. 61. 61. 62. 62.
流体机械及工程 流体机械及工程 微电子学与固体电子 微电子学与固体电子 学 学 控制科学与工程 控制科学与工程 物理电子学 物理电子学 机械设计及汽车工程 机械设计及汽车工程 市政工程 市政工程 微机电 微机电 现代轮机管理 现代轮机管理 桥梁工程 桥梁工程 车身工程 车身工程 兵器发射理论与技术 兵器发射理论与技术 印刷工程 印刷工程 航天工程 航天工程 农业生物环境与能源 农业生物环境与能源 工程 工程 仪器科学与技术 仪器科学与技术
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闲言碎语
力学在工程中的应用：
43. 43. 44. 44. 45. 45. 46. 46. 47. 47. 48. 48. 49. 49. 50. 50. 51. 51. 52. 52. 53. 53. 54. 54. 55. 55. 56. 56. 57. 57.
62个应用专业（学位论文部分） 62个应用专业（学位论文部分）
油气井工程 油气井工程 振动与控制 振动与控制 卫生防护防疫技术与 卫生防护防疫技术与 装备 装备 兵器科学与技术 兵器科学与技术 农业机械系统理论与 农业机械系统理论与 设计 设计
由此，可窥视力 学应用之广泛！
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闲言碎语
与美国相比，柯伟林如何评价中国的高等教育？ 柯伟林认为，自从科举制被废除和清朝灭亡之后，中国的人文教育传统没有 被很好保持。在近现代中国追求“富强”的强烈愿望之下，中国的高等教育越 来越强调专业化和技术层面，教育的人文性越发缺失。 因此，他认为，今天的中国要想成为一个不仅富强而且和谐的社会，就需要 重视人文教育，需要让学生明白基本的做人和处世的道理，需要培养更多“改 造社会、改造观念的工程师”。
31. 31. 32. 32. 33. 33. 34. 34. 35. 35. 36. 36. 37. 37. 38. 38. 39. 39. 40. 40. 41. 41. 42. 42.
地球探测与信息技术 地球探测与信息技术 电子与通信工程 电子与通信工程 检测技术与自动化装 检测技术与自动化装 置 置 水声工程 水声工程 岩土工程 岩土工程 机械制造 机械制造 道路与铁道工程 道路与铁道工程 化工过程机械 化工过程机械 水利工程 水利工程 精密仪器及机械 精密仪器及机械 武器动力与制造 武器动力与制造 制浆造纸工程 制浆造纸工程
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柯伟林：哈佛教育的理念与制度：(2006.11.3天津大学校园办公网) 哈佛大学通识教育的四个目标： • • • • 把学生培养成为一名合格的公民； 让学生更好地“认识自己”，培养学生质疑它们的能力； 并不是为学生日后的职业作准备，而是为学生日后会遇到的各种变化作准 备； 培养学生的道德伦理观念，让他们知道如何生活。
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闲言碎语
再看看我们学什么？
知识
方法
概念
品质
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闲言Baidu Nhomakorabea语
那么，我们如何学？ 分数来自于知识的积累，也仅仅来自于知识的积累，它不过是我们的一个暂 时目标。 那更多的目标是什么呢 ？ 培养……能从事机电一体化产品及自动化生产系统设计、研究与开发的宽基 础、高素质、具有创新精神和实践能力的高级专门人才。（天津大学本科指 导性培养计划 ） 不具体！
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应用单位
应用专业 62
统计：截至到 2010.9
闲言碎语
力学在工程中的应用：
●应用地区
26 个省市自治区 105 所高校和院所 （学位论文部分）
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闲言碎语
力学在工程中的应用：
1. 1. 2. 2. 3. 3. 4. 4. 5. 5. 6. 6. 7. 7. 8. 8. 9. 9. 10. 10. 11. 11. 12. 12. 13. 13. 14. 14. 15. 15.
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闲言碎语
我们提出应具备两种思维能力： 数学思维能力，工程思维能力。 所谓数学思维能力，即会运用数学方式思考和解决问题，包括建立数学模型 和求解。 所谓工程思维能力，即要具备较强的工程观念和工程意识，一切问题皆源于 实际，又为工程实际服务，学会将所学课程与自己专业联系起来。比如学了 理论力学，就应具备基本的力学观念，在学习后续课程和处理实际问题时就 会以这些力学观念为指导。 最近在读初中物理时的学习心得（学习的八字方 针）： 思考，实践，扩展，提高。
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同学的心愿……
得一个高分 ！……?
老师的心愿……
你们能得一个高分 ！……? 我们的心愿是共同的 ！
但关键，在于平时的一点一滴 ！
让我们共同努力吧 ！
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闲言碎语
Herbert Hoover(美国前总统，工程师)的一段话(英国Warwick大学报告)： (Engineering) is a great profession. There is the fascination of watching a figment of the imagination emerge through the aid of science to a plan on paper. Then it moves to realisation in stone or metal or energy. Then it brings jobs and homes to men. Then it elevates the standards of living and adds to the comforts of life. That is the engineer’s high privilege. 工程师是一个伟大的职业。你可以饶有兴趣地看到，一个想象中的虚构如何 借助于科学跃然于纸上，然后通过石头、金属和能量变为真实。它带给人们 工作和家庭，提升人们的生活质量使之安逸。这是每一个工程师的最高荣誉。 （曹树谦译） 每一个工科学生读到这段话，不会不为之振奋！
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闲言碎语
力学在工程中的应用： 众所周知，力学是一个“大学科”，在机械、建工、水利、船舶、交通工具、 航空航天、能源等诸多领域有着重要应用。 一般力学 (动力学与控制) 线性振动 模态分析
力 学
固体力学 流体力学 工程力学
非线性振动 分析力学 ……
一级学科
二级学科
研究方向
仅举一个例子，说明力学在工程中的应用之广泛。
Theoretical Mechanics
理论力学 (5) 2010740
主讲：曹树谦 教授 助课：郭翔 副教授 韩研研，白雪川 硕士生
2011-2012(1) 2010级机制专业1-5班 4-18周 周二1,2节24-302 周四3,4节24-302 周五(双)3,4节24-302
一些事宜
教 材：贾启芬，刘习军，王春敏. 《理论力学》， 教 材：贾启芬，刘习军，王春敏. 《理论力学》， 天津大学出版社，2003 天津大学出版社，2003 学 时：72（4.5学分） 学 时：72（4.5学分） 参考书：萧龙翔《理论力学》，天津大学出版社1995 参考书：萧龙翔《理论力学》，天津大学出版社1995 哈工大《理论力学（第六版）》：高等教育出版社2002 哈工大《理论力学（第六版）》：高等教育出版社2002 (美)RC 希伯勒《工程力学（静力学，动力学）》， (美)RC 希伯勒《工程力学（静力学，动力学）》， 人民教育出版社1980 人民教育出版社1980 贾书惠《理论力学辅导》，清华出版社2003 贾书惠《理论力学辅导》，清华出版社2003 作 业：每周二上课时收发作业。 作 业：每周二上课时收发作业。 答 疑：时间：周？下午4:00~5:30，地点：10-403。 答 疑：时间：周？下午4:00~5:30，地点：10-403。 各班选课代表，负责收发作业、沟通教师与同学。 各班选课代表，负责收发作业、沟通教师与同学。
材料加工工程 材料加工工程 机械电子工程 机械电子工程 水利水电工程 水利水电工程 船舶与海洋结构物设 船舶与海洋结构物设 计制造 计制造 水工结构工程 水工结构工程 桥梁与隧道工程 桥梁与隧道工程 机械设计及理论 机械设计及理论 结构工程 结构工程 一般力学与力学基础 一般力学与力学基础 港口、海岸及近海工 港口、海岸及近海工 程 程 动力工程 动力工程 机械工程 机械工程 机械制造及其自动化 机械制造及其自动化 车辆工程 车辆工程 固体力学 固体力学
62个应用专业（学位论文部分） 62个应用专业（学位论文部分）
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