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

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1、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 等 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

2、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 。

3、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 研 究 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 贝 尔 提 出 的 达 朗 贝 尔 原 理 ， 和 拉 格 朗 日建 立 的 分 析 力 学 。 其 后 ， 欧 拉 又 进 一 步 把 牛 顿 运 动 定 律 用 于 刚 体 和 理 想 流 体的 运 动 方 程 ， 这 看 作 是 连 续 介 质 力 学 的 开

4、端 。 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 作 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 。 从 牛 顿 到 汉 密 尔 顿 的 理 论 体 系 组 成 了 物 理 学 中 的 经 典 力 学 。 在 弹 性 和 流体 基 本 方 程 建 立 后 ， 所 给 出 的

5、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 。 开 普 勒20 世 纪 初 ， 随 着 新 的 数 学 理 论 和 方 法 的 出 现 ， 力 学 研 究 又 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

6、 问 题 ， 如 航 空工 程 中 的 声 障 问 题 和 航 天 工 程 中 的 热 障 问 题 等 。 这 时 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 20 世 纪 60 年 代 起 ， 计 算 机 的 应 用 日 益 广 泛 ， 力 学 无 论 在应 用 上 或 理 论 上 都 有 了 新 的 进 展 。 力 学 在 中 国 的 发 展 经 历 了 一 个 特 殊

7、 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 。 到 明 末 清 初 ， 中 国 科 学 技 术 已 显 著 落 后于 欧 洲 。 编 辑 本 段 学 科 性 质力 学 不 仅 是 一 门 基 础 科 学 ， 同 时 也 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

8、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 就已 经 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 了 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

9、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 既 是 基 础 科 学 又 是 技 术 科 学 这 种 二 重 性 ， 有 时 难 免 会 引 起 分 别 侧 重基 础 研 究 和 应 用 研 究 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 ， 它 们 为 沟 通 人 类 认 识 自 然 和 改 造 自 然 两 个 方 面 作 出 了 贡 献 。 编 辑 本 段

10、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

11、 用 连 续 介 质 的 模 型 。 固 体 力 1220S 电 脑 全 自 动 插 拔 力 试 验 机学 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 、

12、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 出 现 了 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 材 料 力 学 、 结 构 力 学 、 弹 性 力 学 、 塑 性 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

13、风 格 迥 异 的分 支 汇 合 而 成 ， 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

14、 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

15、 等 。 科 学 力 学 篇 文 书力 学 和 其 他 基 础 科 学 的 结 合 也 产 生 一 些 交 又 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 、 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

16、力 学 、 地 球 流 体 力 学 等 。 20 世 纪 以 来 ， 力 学 有 了 很 大 的 发 展 ， 创 立 了 一 系 列 重 要 的 新 概 念 、 新 理论 和 新 方 法 。 力 学 与 其 它 学 科 的 交 叉 和 融 合 日 显 突 出 ， 形 成 了 许 多 力 学 交叉 学 科 ： 力 学 与 物 理 学 的 交 叉 形 成 了 物 理 力 学 ， 与 生 命 科 学 的 交 叉 形 成 了生 物 力 学 ， 与 环 境 科 学 和 地 学 的 交 叉 形 成 了 环 境 力 学 ， 以 及 爆 炸 力 学 、 等离 子 体 力 学 等 都 形 成 了 力 学 的 新 的 学 科 生 长 点 ， 不 断 地 丰 富 着 力 学 的 研 究 内容 和 方 法 ， 并 使 力 学 学 科 始 终 保 持 着 旺 盛 的 生 命 力 。 同 时 ， 人 类 社 会 和 经济 发 展 的 更 高 需 求 将 不 断 促 进 力 学 与 其 他 学 科 的 交 叉 ， 促 进 力