课程介绍>什么是力学 什么是力学（mechanics）？ 力学（mechanics） 力学是研究物质机械运动规律的科学。自然界物质有多种层次，从宇观的宇宙体系、宏观的天体和常规物体、细观的颗粒、纤维、晶体、到微观的分子、原子、基本粒子。通常理解的力学以研究天然的或人工的宏观对象为主。但由于学科的互相渗透，有时也涉及宇观或细观甚至微观各层次中的对象以及有关的规律。机械运动亦即力学运动是物质在时间、空间中的位置变化，包括移动、转动、流动、变形、振动、波动、扩散等，而平衡或静止，则是其中的一种特殊情况。机械运动是物质运动的最基本的形式。物质运动的其他形式还有热运动、电磁运动、原子及其内部的运动和化学运动等。机械运动并不能脱离其他运动形式独立存在，只是在研究力学问题时突出地考虑机械运动这种形式罢了；如果其他运动形式对机械运动有较大影响，或者需要考虑它们之间的相互作用，便会在力学同其他学科之间形成交叉学科或边缘学科。力是物质间的一种相互作用，机械运动状态的变化是由这种相互作用引起的。静止和运动状态不变，都意味着各作用力在某种意义上的平衡。力学，可以说是力和（机械）运动的科学。 力学在汉语中的意思是力的科学。汉语"力"字最初表示的是手臂使劲,后来虽又含有他义,但都同机械或运动没有直接联系。"力学"一词译自英语mechanics(源于希腊语──机械)。在英语中，mechanics是一个多义词,既可释作"力学",也可释作"机械学"、"结构"等。在欧洲其他语种中，此词的语源和语义都与英语相同。汉语中没有同它对等的多义词。mechanics在19世纪50年代作为研究力的作用的学科名词传入中国时，译作"重学",后来改译作"力学",一直使用至今。"力学的"和"机械的" 在英语中同为mechanical,而现代汉语中"机械的"又可理解为"刻板的"。这种不同语种中词义包容范围的差异，有时引起国际学术交流中的周折。例如机械的(mechanical)自然观，其实指用力学解释自然的观点,而英语mechanist是指机械师，不是指力学家。 发展简史 力学知识最早起源于对自然现象的观察和在生产劳动中的经验。人们在建筑、灌溉等劳动中使用杠杆、斜面、汲水器具，逐渐积累起对平衡物体受力情况的认识。古希腊的阿基米德对杠杆平衡、物体重心位置、物体在水中受到的浮力等作了系统研究，确定它们的基本规律，初步奠定了静力学即平衡理论的基础。古代人还从对日、月运行的观察和弓箭、车轮等的使用中了解一些简单的运动规律，如匀速的移动和转动。但是对力和运动之间的关系，只是在欧洲文艺复兴时期以后才逐渐有了正确的认识。伽利略在实验研究和理论分析的基础上，最早阐明自由落体运动的规律，提出加速度的概念。牛顿继承和发展前人的研究成果（特别是开普勒的行星运动三定律）,提出物体运动三定律。伽利略、牛顿奠定了动力学的基础。牛顿运动定律的建立标志着力学开始成为一门科学。此后力学的进展在于它所考虑的对象由单个的自由质点转向受约束的质点和受约束的质点系；这方面的标志是达朗伯提出的达朗伯原理和拉格朗日建立的分析力学。欧拉又进一步把牛顿运动定律推广用于刚体和理想流体的运动方程。欧拉建立理想流体的力学方程可看作是连续介质力学的肇端。在此以前，有关固体的弹性、流体的粘性、气体的可压缩性等的物质属性方程已经陆续建立。运动定律和物性定律这两者的结合，促使弹性固体力学基本理论和粘性流体力学基本理论孪生于世,在这方面做出贡献的是纳维、柯西、泊松、斯托克斯等人。弹性力学和流体力学基本方程的建立，使得力学逐渐脱离物理学而成为独立学科。另一方面，从拉格朗日分析力学基础上发展起来的哈密顿体系，继续在物理学中起作用。从牛顿到哈密顿的理论体系组成物理学中的经典力学或牛顿力学。在弹性和流体基本方程建立后，所给出的方程一时难于求解，工程技术中许多应用力学问题还须依靠经验或半经验的方法解决。这使得19世纪后半叶在材料力学、结构力学同弹性力学之间，水力学和水动力学之间一直存在着风格上的显著差别。到20世纪初,在流体力学和固体力学中,实际应用同数学理论的上述两个方面开始结合，此后力学便蓬勃发展起来，创立了许多新的理论，同时也解决了工程技术中大量的关键性问题，如航空工程中的声障问题和航天工程中的热障问题。这种理论和实际密切结合的力学的先导者是普朗特和卡门。他们在力学研究工作中善于从复杂的现象中洞察事物本质，又能寻找合适的解决问题的数学途径，逐渐形成一套特有的方法。从60年代起，电子计算机应用日广，力学无论在应用上或理论上都有了新的进展。力学继承它过去同航空和航天工程技术结合的传统，在同其他各种工程技术以及同自然科学的其他学科的结合中，开拓自己新的应用领域。 力学在中国的发展经历了一个特殊的过程。与古希腊几乎同时，中国古代对平衡和简单的运动形式就已具备相当水平的力学知识，所不同的是未建立起像阿基米德那样的理论系统。在文艺复兴前的约一千年时间内，整个欧洲的科学技术进展缓慢，而中国科学技术的综合性成果堪称卓著，其中有些在当时世界居于领先地位。这些成果反映出丰富的力学知识，但终未形成系统的力学理论。到明末清初，中国科学技术已显著落后于欧洲。经过曲折的过程，到19世纪中叶，牛顿力学才由欧洲传入中国。以后，中国力学的发展便随同世界潮流前进。 学科性质 力学原是物理学的一个分支。物理科学的建立则是从力学开始的。在物理科学中，人们曾用纯粹力学理论解释机械运动以外的各种形式的运动，如热、电磁、光、分子和原子内的运动等。当物理学摆脱了这种机械（力学）的自然观而获得健康发展时，力学则在工程技术的推动下按自身逻辑进一步演化，逐渐从物理学中独立出来。20世纪初，相对论指出牛顿力学不适用于速度接近光速或者宇宙尺度内的物体运动;20年代,量子论指出牛顿力学不适用于微观世界。这反映人们对力学认识的深化，即认识到物质在不同层次上的机械运动规律是不同的。通常理解的力学只以研究宏观的机械运动为主，因而有许多带"力学"名称的学科如热力学、统计力学、相对论力学、电动力学、量子力学等在习惯上被认为是物理学的分支，而不属于力学的范围。但由于历史上的原因，力学和物理学仍有着特殊的亲缘关系，特别是在以上各"力学"分支和牛顿力学之间，许多概念、方法、理论都有不少相似之处。 力学与数学在发展中始终相互推动，相互促进。一种力学理论往往和相应的一个数学分支相伴产生，如运动基本定律和微积分,运动方程的求解和常微分方程,弹性力学及流体力学的基本方程和数学分析理论，天体力学中运动稳定性和微分方程定性理论等。有人甚至认为力学是一门应用数学。但是力学和物理学一样，还有需要实验基础的一面，而数学寻求的是比力学更带普遍性的数学关系，两者有各自的研究对象。力学同物理学、数学等学科一样，是一门基础科学，它所阐明的规律带有普遍的性质。 力学又是一门技术科学，它是许多工程技术的理论基础，又在广泛的应用过程中不断得到发展。当工程学还只分民用工程学(即土木工程学)和军事工程学两大分支时，力学在这两个分支中已起着举足轻重的作用。工程学越分越细，各个分支中许多关键性的进展都有赖于力学中有关运动规律、强度、刚度等问题的解决。力学和工程学的结合促使工程力学各个分支的形成和发展。现在，无论是历史较久的土木工程、建筑工程、水利工程、机械工程、船舶工程等，还是后起的航空工程、航天工程、核技术工程、生物医学工程等，都或多或少有工程力学的活动场地。力学作为一门技术科学，并不能代替工程学,只指出工程技术中解决力学问题的途径,而工程学则从更综合的角度考虑具体任务的完成。同样地，工程力学也不能代替力学，因为力学还有探索自然界一般规律的任务。 力学既是基础科学又是技术科学这种二重性，有时难免会引起侧重基础研究一面和侧重应用研究一面的力学家之间的不同看法。但这种二重性也使力学家感到自豪，他们为沟通人类认识自然和改造自然两个方面做出了贡献。 研究方法 力学研究方法遵循认识论的基本法则：实践-理论-实践。力学作为基础科学和作为技术科学从不同侧面反映这个法则。力学家们根据对自然现象的观察，特别是定量观测的结果，根据生产过程中积累的经验和数据，或者根据为特定目的而设计的科学实验的结果，提炼出量与量之间的定性的或数量的关系。为了使这种关系反映事物的本质,力学家要善于抓住起主要作用的因素,摒弃或暂时摒弃一些次要因素。力学中把这种过程称为建立模型。质点、质点系、刚体、弹性固体、粘性流体、连续介质等是各种不同的模型。在模型的基础上可以运用已知的力学的或物理学的规律(必要时作一些假设)以及合适的数学工具进行理论上的演绎工作，导出新的结论。在理论演绎中，为了使理论具有更高的概括性和更广泛的适用性，往往采用一些无量纲参数如雷诺数、马赫数、泊松比等。这些参数既反映物理本质，又是单纯的数字，不受尺寸、单位制、工程性质、实验装置类型的牵制。依据第一个实践环节所得理论结论建立的模型是否合理，有待于新的观测、工程实践或者科学实验等第二个实践环节加以验证。采用上述无量纲参数以及通过有关的量纲分析使得这种验证能在更广泛的范围内进行。对一个单独的力学课题或研究任务来说，这种实践和理论环节不一定能分得很清，也可能和其他课题或任务的某个环节相互交叉，相互影响。课题或任务中每一项具体工作又可能只涉及一个环节或者一个环节的一部分。因此,从局部看来,力学研究工作方式是多样的：有些只是纯数学的推理，甚至着眼于理论体系在逻辑上的完善化；有些着重数值方法和近似计算；有些着重实验技术；有些着重在天文观测和考察自然现象中积累数据；而更大量的则是着重在运用现有力学知识来解决工程技术中或探索自然界奥秘中提出的具体问题。每一项工程又都需要具备自身有关的知识和其他学科的配合。数学推理需要各种现代数学知识，包括一些抽象数学分支的知识。数值方法和近似计算要了解计算技术、计算方法和计算数学。现代的力学实验设备，诸如大型的风洞、水洞，它们的建立和使用本身就是一个综合性的科学技术项目，需要多工种、多学科的协作。应用研究更需要对应用对象的工艺过程、材料性质、技术关键等有清楚的了解。在力学研究中既有细致的、独立的分工，又有综合的、全面的协作。从力学研究和对力学规律认识的整体来说，实践是检验理论正确与否的唯一标准。以上各种工作都是力学研究不可缺少的部分。 学科分类 力学可粗分为静力学、运动学和动力学三部分，静力学研究力的平衡或物体的静止问题；运动学只考虑物体怎样运动，不讨论它与所受力的关系；动力学讨论物体运动和所受力的关系。 力学也可按所研究对象区分为固体力学、流体力学和一般力学三个分支，流体包括液体和气体。固体力学和流体力学可统称为连续介质力学，它们通常都采用连续介质的模型。固体力学和流体力学从力学分出后，余下的部分组成一般力学。一般力学通常是指以质点、质点系、刚体、刚体系为研究对象的力学，有时还把抽象的动力学系统也作为研究对象。一般力学除了研究离散系统的基本力学规律外，还研究某些与现代工程技术有关的新兴学科的理论。一般力学、固体力学和流体力学这三个主要分支在发展过程中又因对象或模型的不同而出现一些分支学科和研究领域。属于一般力学的有理论力学（狭义的）、分析力学、外弹道学、振动理论、刚体动力学、陀螺力学、运动稳定性等。属于固体力学的有早期形成的材料力学、结构力学，稍后形成的弹性力学、塑性力学，近期出现的散体力学、断裂力学等。流体力学是由早期的水力学和水动力学这两个风格迥异的分支汇合而成的，现在则有空气动力学、气体动力学、多相流体力学、渗流力学、非牛顿流体力学等分支。各分支学科间的交叉结果又产生粘弹性理论、流变学、气动弹性力学等。 力学也可按研究时所采用的主要手段区分为三个方面：理论分析、实验研究和数值计算。实验力学包括实验应力分析、水动力学实验和空气动力实验等。着重用数值计算手段的计算力学是广泛使用电子计算机后才出现的，其中有计算结构力学、计算流体力学等。对一个具体的力学课题或研究项目，往往需要理论、实验和计算这三方面的相互配合。 力学在工程技术方面的应用结果形成工程力学或应用力学的各种分支，诸如土力学、岩石力学、爆炸力学、复合材料力学、工业空气动力学、环境空气动力学等。 力学和其他基础科学的结合也产生一些交叉性的分支，最早的是和天文学结合产生的天体力学。在20世纪特别是60年代以来,出现更多的这类交叉分支,其中有物理力学、物理－化学流体动力学、等离子体动力学、电流体动力学、磁流体力学、热弹性力学、理性力学、生物力学、生物流变学、地质力学、地球动力学、地球构造动力学、地球流体力学等。力学分类的这种错综复杂情况是自然科学研究中综合和分析这两个不可分割的方面在力学发展过程中的反映。科学的发展总是分中有合，合中有分。本卷各条目所依据的分类法也将随时间的推移而有所变动。 工程力学 工程力学专业是现代科学技术中历史悠久、发展迅速、应用广泛的具有技术学科性质的工科专业或专业方向，是机械工程、土木建筑、能源工程、航空航天、石油化工、交通运输等工业部门的共同理论基础，同时对计算机软件开发与应用、新材料研制、生物工程、环境工程等新领域的开拓起着十分重要的作用。 工程力学是一个非常宽口径的专业，主要包括固体力学、流体力学和一般力学与力学基础等学科。工程力学研究的领域非常广泛，任何一项现代工程项目或科研任务都会与工程力学问题紧密相关。 工程力学专业培养掌握振动与噪声控制、现代工程测试、结构及机械失效和可靠性分析的理论与技术，掌握大型工程设计与优化分析计算及软件应用，具有较强的计算机应用能力、基础扎实、知识面宽、适应性强的高级工程技术人才。 土木工程 土木工程涵盖了建筑工程、城镇建设（部分）等领域，是一个宽口径的专业。本专业主要学习工程力学、流体力学、岩土力学和土木工程学科的基本理论，使学生得到课程设计、设计研究和现场操作等方面的基本训练，培养能从事房屋建筑，地下建筑，道路，桥梁结构等设施，、地基处理的规划，设计，施工和研究开发工作的高级工程技术人才。学制四年。 主要专业基础与专业课：材料力学、流体力学、土力学、建筑材料、工程测量、地基与基础设计、混凝土结构与钢结构、房屋结构、道路勘测设计与路基路面结构、施工组织与管理等。 工程管理 工程管理培养具有管理学、经济学和土木工程技术的基本知识，掌握现代管理科学的理论、方法和手段，能在国内外工程建设领域从事项目决策和全过程管理的复合型高级管理人才。学制四年。 主要专业基础课与专业课：概率论与数理统计，管理学，运筹学，系统工程，会计学，财务管理，工程经济学，工程力学，工程结构，项目管理，项目进度管理，质量控制与可靠性，项目信息资源管理，项目融资与成本管理，合同管理，项目评价等。 交通工程 交通工程培养适应社会主义现代化建设的需要，德智体全面发展，获得工程师基本训练，具有城市交通规划、区域交通规划、航空港规划、交通工程设计、交通工程项目评价、交通控制系统开发以及交通工程项目管理能力的高级专门技术人才。学制四年。 主要专业基础与专业课：工程制图，工程测量，交通工程，系统工程，交通工程经济与法规，交通控制与管理，城市交通规划，城市对外交通规划，航空港规划设计，城市规划原理，港站设计，交通工程，道路工程，交通项目评价，工程概预算。 建筑学 建筑学本科专业培养德、智、体全面发展的具有社会主义觉悟，有良好的建筑素质以及建筑的空间与环境创造性设计能力的职业建筑师。 主要专业基础与专业课：学生在校期间主要学习建筑美术、建筑初步、建筑设计、建筑历史与理论、城市规划原理、居住区规划设计、可持续建筑与环境（节能建筑等）以及建筑CAD等专业课程并要进行认识实习、生产实习、设计实践等多项实践性环节，学制五年。毕业学生主要从事建筑设计、城市规划与设计、景观设计、室内设计和建筑效果图制作等专业工作。 建筑学硕士专业，主要培养“生态建筑设计与理论”、“公共建筑设计与及理论”、“智能建筑设计与理论”等学科方向的研究人才。 人体工程学是研究"人一机一环境"系统中人、机、环境三大要素之间的关系，为解决该系统中人的效能、健康问题提供理论与方法的科学。 肘部高度：指从地面到人的前臂与上臂接合处可弯曲部分的距离。 挺直坐高：是指人挺直坐着时，座椅表面到头顶的垂直距离。 构造尺寸：是指静态的人体尺寸，它是人体处于固定的标准状态下测量的。 功能尺寸：是指动态的人体尺寸，是人在进行某种功能活动时肢体所能达到的空间范围，它是动态的人体状态下测得。是由关节的活动、 转动所产生的角度与肢体的长度协调产生的范围尺寸，它对于解决许多带有空间范围、位置的问题很有用。 种族差异：不同的国家，不同的种族，因地理环境、生活习惯、遗传特质的不同，人体尺寸的差异是十分明显的。 百分位：百分位表示具有某一人体尺寸和小于该尺寸的人占统计对象总人数的百分比。 正态分布：大部分属于中间值，只有一小部分属于过大和过小的值，它们分布在范围的两端。 身高：指人身体直立、眼睛向前平视时从地面到头顶的垂直距离。 正常坐高：是指人放松坐着时，从座椅表面到头顶的垂直距离。 眼高（站立）：是指人身体直立、眼睛向前平视时从地面到内眼角的垂直距离。 眼高：是指人的内眼角到座椅表面的垂直距离。 肩高：是指从座椅表面到脖子与肩峰之间的肩中部位置的垂直距离。 肩宽：是指两个三角肌外侧的最大水平距离。 两肘宽：是指两肋屈曲、自然靠近身体、前臂平伸时两肋外则面之间的水平距离。 肘高： 是指从座椅表面到肘部尖端的垂直距离。 大腿厚度：是指从座椅表面到大腿与腹部交接处的大腿端部之间的垂直距离。 膝盖高度：是指从地面到膝盖骨中点的垂直距离。 膝腘高度：是指人挺直身体坐着时，从地面到膝盖背后(腿弯)的垂直距离。测量时膝盖与髁骨垂直方向对正，赤裸的大腿底面与膝盖背面(褪弯)接触座椅表面。 臀部－膝腿部长度：是由臀部最后面到小腿背面的水平距离。 臀部－膝盖长度：是从臀部最后面到膝盖骨前面的水平距离。 臀部－足尖长度：是从臀部最后面到脚趾尖端的水平距离。 垂直手握高度：是指人站立、手握横杆，然后使横杆上升到不便人感到不舒服或拉得过紧的限度为止，此时从地面到横杆顶部的乖直距离。 侧向手握距离：是指人直立、右手侧向平伸握住横杆·一直伸展到没有感到不舒服或拉得过紧的位置，这时从人体中线到横杆外侧面的水平距离。 向前手握距离：这个距离是指人肩膀靠培直立，手臂向前平伸，食指与拇指尖接触这时从培到拇指梢的水平距离。 肢体活动范围：肢体的活动空间实际上它也就是人在某种姿态下肢体所能触及的空间范围。因为这一概念也常常被用来解决人们在工作各种作业环境的问题。所以也称为"作业域"作业域：人们在工作各种作业环境中在某种姿态下肢体所能触及的空间范围 人体活动空间：现实生活中人们并非总是保持一种姿势不变，人们总是在变换着姿势，并且人体本身也随着活动的需要而移动位置，这种姿势的变换和人体移动所占用的空间构成了人体活动空间。 姿态变换：姿态的变换集中于正立姿态与其它可能姿态之间的变幻，姿态的变换所占用的空间并不一定等于变换前的姿态和变换后的姿态占用空间的重叠。 静态肌肉施力：无论是人体自身的平衡稳定或人体的运动，都离不开肌肉的机能。肌肉的机能是收缩和产生肌力，肌力可以作用于骨，通过人体结构再作用于其他物体上，称为肌肉施力。肌肉施力有两种方式：（1）动态肌肉施力：（2）静态肌肉施力。 睡眠深度：休息的好坏取决于神经抑制的深度也就是睡眠的深度。睡眠深度与活动的频率有直接关系，频率约稿，睡眠深度越浅。 视野：视野是指眼睛固定于一点时所能看到的范围。 绝对亮度：眼睛能感觉到光的光强度。 相对亮度：相对亮度是指光强度与背景的对比关系，称为相对值。 辨别值：光的辨别难易与光和背景之间的差别有关，即明度差。 视力：视力是眼睛测小物体和分辨细节的能力，它随着被观察物体的大小、光谱、相对亮度和观察时间的不同而变化。 残像：眼睛在经过强光刺激后，会有影像残留于视网膜上，这是由于视网膜的化学作用残留引起的。残像的问题主要是影响观察，因此应尽量避免强光和玄光的出现。 暗适应：人眼中有两种感觉细胞：锥体和杆体。锥体在明亮时起作用，而杆体对弱光敏感，人在突然进入黑暗环境时，锥体失去了感觉功能，而杆体还不能立即工作，因而需要一定的适应时间。 色彩还原：光色会影响人对物体本来色彩的观察，造成失真。影响人对物体的印象日光色是色彩还原的最佳光源，食物用暖色光、蔬菜用黄色光比较好。 噪声：最简单的定义是：噪声是干扰声音。凡是干扰人的活动（包括心理活动）的声音都是噪声，这是从噪声的作用来对噪声下定义的；噪声还能引起人强烈的心理反应，如果一个声音引起了人的烦恼，即使是音乐的声音，也会被人称为噪声，例如某人在专心读书，任何声音对他而言都可能时噪声。因此，也可以是人对声音的反应这个角度来定义噪声。噪声是引起烦恼的声音。 触觉：皮肤的感觉即为触觉，皮肤能反应机械刺激、化学刺激、电击、温度和压力等。 心理空间：人们并不仅仅以生理的尺度去衡量空间，对空间的满意程度及使用方式还决定于人们的心理尺度，这就是心理空间。空间对人的心理影响很大，其表现形式也有很多种 个人空间：每个人都有自己的个人空间，这是直接在每个人的周围的空间，通常是具有看不见的边界，在边界以内不允许挚橙胝邤进来。它可以随着人移动，它还具有灵活的伸缩性。 领域性：摿煊蛐详是从动物的行为研究中借用过来的，它是指动物的个体或群体常常生活在自然界的固定位置或区域，各自保持自己的一定的生活领域，以减少对于生活环境的相互竞争。 人际距离：人与人之间的距离的大小取决于人们所在的社会集团（文化背景）和所处情况的不同而相异。与熟人还是生人，人的身份不同（平级人员较近，上下级较远。）身份越相似，距离越近。赫尔把人际距离分为四种：密友、普通朋友、社交、其他人 恐高症：登临高处，会引起人血压和心跳的变化，人们登临的高度越高，恐惧心理越重。在这种情况下，许多在一般情况是合理的或足够安全的设施也会被人们认为不够安全。 幽闭恐惧：幽闭恐惧在人们的日常生活中经历中多少是会遇到的，有的人重些，有的人轻些。如坐在只有双门的轿车后坐上、乘电梯、坐在飞机狭窄的舱里，总是有一种危机感。会莫名其妙的认为撏蛞粩发生问题会跑不出去。原因在于对自己的生命抱有危机感，这些并非是胡思乱想，而是有其道理的。原因在于这几个空间形式断 绝了人们与外界的直接联系。 核电厂、核反应堆设施、中小型火电、热网、煤气等能源动力工程力学设计。辐照装置、加速器、、三废处理等核工程力学设计；工业和民用建筑、石化、市政公用行业、建筑智能系统工程力学设计； 高温高压热工水力、燃料组件、控制棒驱动机构、事故环境模拟、控制仪表系统、地震分析、静动应力分析、静动态仿真、材料、水化学、各种应力分析计算研究和科学计算软件。 这太多了 人走路是利用了鞋与地面的摩擦力，向后蹬是给地施加了一个向后的作用力，然后由于物体间作用力是相互的，所以地也给人一个向前的作用力。 给气球充上密度比空气小的气体，如氢气、一氧化碳，气球就会受到空气对它的向上的大于其本身重力的力，然后我们就看到气球飞向空中。 因为重力，我们无论离地面多远，都不必担心会像太空中在空中飘浮，终有落到地面的时刻。又因为重力，人类想要飞的梦想还没实现，而飞船卫星的起飞是花费的巨大的能量才克服重力的影响。 当别人用手打你肩膀的时候，你受到了他给你的作用力，但是你的肩膀也打了他。两个力是相同的，只不过因为压强的不同，产生的效果也就不一样。 力学知识在日常生产、生活和现代科技中应用非常广泛，主要有（1）体育运动方面：如跳高、跳水、体操、铅球、标枪等；（2）天体物理方面：如天体的运行、一些星体的发现、人类的太空活动等；（3）交通安全方面：汽车制动、安全距离、限速等。 1．重力的应用 我们生活在地球上，重力无处不在。如工人师傅在砌墙时，常常利用重锤线来检验墙身是否竖直，这是充分利用重力的方向是竖直向下这一原理；羽毛球的下端做得重一些，这是利用降低重心使球在下落过程中保护羽毛；汽车驾驶员在下坡时关闭发动机还能继续滑行，这是利用重力的作用而节省能源；在农业生产中的抛秧技术也是利用重力的方向竖直向下。假如没有重力，世界不可想象，水不能倒进嘴里，人们起跳后无法落回地面，飞舞的尘土会永远漂浮在空中，整个自然界将是一片混浊。在讲授重力时，要让学生展开热烈的讨论，充分挖掘学生的想象力，知道重力与我们的生产生活实际密切相关。 2．摩擦力的应用 摩擦力是一个重要的力，它在社会生产生活实际中应用非常广泛。如人们行走时，在光滑的地面上行走十分困难，这是因为接触面摩擦太小的缘故；汽车上坡打滑时，在路面上撒些粗石子或垫上稻草，汽车就能顺利前进，这是靠增大粗糙程度而增大摩擦力；鞋底做成各种花纹也是增大接触面的粗糙程度而增大摩擦；滑冰运动员穿的滑冰鞋安装滚珠是变滑动摩擦为滚动摩擦，从而减少摩擦而增大滑行速度；各类机器中加润滑油是为了减小齿轮间的摩擦，保证机器的良好运行。可见，人类的生产生活实际都与摩擦力有关，有益的摩擦要充分利用，有害的摩擦要尽量减少。 3．弹力的应用 利用弹力可进行一系列社会生产生活活动，力有大小、方向、作用点。如高大的建筑需要打牢基础，桥梁设计需要精确计算各部分的受力大小；拔河需要用粗大一些绳子，防止拉力过大导致断裂；高压线的中心要加一根较粗的钢丝，才能支撑较大的架设跨度；运动员在瞬间产生的爆发力等等。 可见，物理力学知识生产和生活实际中是很有用的，从宇宙天体到微观的分子、原子处处存在着各种各样的力，教师只要将课本知识与生产生活实际有机地结合起来，就能极大地激发学生的学习兴趣，从而培养他们树立崇尚科学、研究科学、应用科学精神。 力学分八大力学：理论力学、弹性力学、材料力学、振动力学、岩土力学、连续介质力学，流体力学、工程计算力学…… 力学是无所不在的，大部分工程方面的东西都是与力学相关，这就是为什么理工科不论科班与否都要学理论力学。只要是涉及到流体的介质的都会用到流体力学. 除了振动和岩土，其他力学都与生物医学工程密切相关。但是力学不能担当全部的技术问题，因此生物医学工程需要多个学科进行交互合作，比如材料、生命科学、制造、力学。 仿生材料力学：举例，人体真皮组织的培植，由于真皮组织的细胞分布特点为均匀和薄，在培植细胞的时候不能垂直于真皮表面生长，只能横向生长，就需要在细胞生长过程中施加外力引导其生长方向。举例2，人工软骨，道理也是一样。 心血管治疗方面：比如当今很流行的心脏方面疾病，有动脉硬化、二尖瓣残缺、心肌起搏异动……伴随治疗这些疾病的器械有人工起搏器、人造瓣膜……就需要流体力学方面的理论支撑。 运动生物学：比如运动员的运动机械损伤、运动鞋设计的人体舒适度…… 口腔医学：牙床咬合力，矫正力研究…… 计算机辅助设计方面：工程计算力学就是其主要支撑，这个方面主要是为了适应现在的信息化发展，解决大运算量问题和提高力学分析仿真精度。比如，前面提到的所有问题可以借助计算机进行仿真计算，得到大量的仿真数据以支撑研究结果。如今用于计算机辅助计算的软件主要有ansys。 只要是涉及到流体的介质的都会用到流体力学。 静止的流体用流体静力学，运动的流体用到流体动力学。 日常生活中有很多和流体力学相关的，例如：阀门的设计，冲水马桶的设计，汽车流线的设计，空调出风口的设计，等等。