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1. 课程信息

课程代码 YT421004
课题名称(中文) 力学漫谈—身边的力学
课题名称(英文) Talk About Mechanics-Mechanics All Around
开课学院 轨道交通学院
课程照片
课程简介 力学是一门古老的学科,同时随着科学的进步,力学也在不断地发展,为科学技术的进步发挥着巨大作用。从天文地理,航空航天,交通运输,桥梁建筑,机械设备到日常生活等各个领域都离不开力学,可以说力学无处不在。本课程想通过对生活和工程中的结构和现象,提炼出其中相关的力学模型,用通俗的语言给出合理的力学解释。内容涉及到动力学、固体力学和流体力学,范围包括航空航天,桥梁建筑及生活现象等多个方面,使新生获得接触和探讨科学前沿问题的能力,启发他们研究和探索问题的兴趣,以及培养他们初步建模的意识和能力。
学分 2
学时 36
教师介绍 姚林泉,教授,博导,毕业于兰州大学固体力学专业。主要从事计算固体力学,轮轨动力学及纳米力学等方面的研究。包括:压电智能弹性结构的力学分析及其主动控制;有限元方法和无网格方法及其应用;纳米力学;车辆-轮-轨动力学分析等。主持国家及省部级科研基金多项。
目前给本科生开设的课程有《理论力学》、《材料力学》、《工程力学》和《有限元基础及应用》等,曾给研究生开设《弹性力学》、《有限元法》和《无网格方法》等课程。指导历届本科生参加全国周培源大学生力学竞赛及国际大学生工程力学竞赛亚洲赛区竞赛。
教师照片
教师邮箱 lqyao@suda.edu.cn
开课学期 秋季 
每班授课人数 30
秋季学期 预设开课校区及班级数
天赐庄校区:0个班
独墅湖校区:0个班
阳澄湖校区:1个班
春季学期 预设开课校区及班级数
天赐庄校区:0个班
独墅湖校区:0个班
阳澄湖校区:0个班
选课学生要求 理工类




2. 课程主讲人信息





3. 研讨课设计

课程设计
Topic1力学史杂谈

介绍本课程特点,主要内容及形式。介绍力学及其应用。分组及要求。
Topic2从一个小实验做起-力的平衡问题

利用一根线,三根火柴棍做一个结构来悬挂重物的力学平衡实验。实验结果将出乎人们的想象,但符合力学平衡原理。通过此实验理解静力学的平衡条件,再通过观看平衡之美《一根羽毛的重量》,加深对动态平衡的理解。
Topic3从荡秋千说起

通过荡秋千分析其摆的动力学原理,再将摆的原理推广到钟摆,树,桅杆,桥梁中去,分析其共振现象。
Topic4古建筑为何能在地震中屹立不倒

2008年5月12日的汶川地震,让我们不得不审视建筑与其缔造者之间的关系,当灾害来临,建筑究竟是我们的死地还是生机。然而,我国许多古代建筑都成功地经受过大地震的考验,如四川平武县的报恩寺广场、天津蓟县独乐寺观音阁、山西应县木塔等建筑,千百年来均经历过多次地震仍然傲然屹立。是什么原因造成它们的抗震作用呢?应该如果设计抗震结构呢?引出结构频率与抗震的关系以及能量吸收问题。
Topic5从撑杆跳高谈起—体育竞技场上的新科技

撑杆跳的世界纪录在不断的刷新,除了与运动员个人的能力水平有关外,还与杆的材料有关。杆的能量储存和释放能力与什么相关呢?要提高跳过成绩可以采取哪些措施和手段呢?通过本专题的讨论,了解杆的应变能以及复合材料的特点。进一步开展体育项目中与力学相关的新科技讨论。
Topic6从走钢丝谈起—平衡的类型

无论是杂技演员在室内走钢丝,还是创造室外大跨度走钢丝的吉尼斯纪录,给人们一种提心吊胆的感觉,他们是如何保持平衡,依靠什么去平衡?从中引出平衡的几种状态以及动力平衡的概念,以及杂技演员平衡的难度与自由度的关系。
Topic7公路交通事故的力学分析

随着公路交通和车辆的迅速发展,交通事故也在不断增多。主要的的交通事故有侧翻和碰撞,从车辆动力学和碰撞力学角度进行分析,认识被动安全和主动安全,以及如何从汽车结构到人员驾驶行为提高行车的安全性。
Topic8为什么大跨度的桥要用斜拉式结构?

桥梁的类型众多,有拱形桥、梁式桥、斜拉桥、悬索桥等。观察和分析各类桥结构的受力特点,给出各类桥的优缺点和适用范围以及对材料的要求。并对我国的桥梁进行初步调研。
Topic9都江堰水利工程中的力学原理

都江堰水利工程坐落在成都平原西部的岷江上,始建于秦昭王末年(约公元前256~前251) ,由分水鱼嘴、飞沙堰、宝瓶口等部分组成。这是全世界迄今为止,年代最久、唯一留存、仍在一直使用,以无坝引水为特征的宏大水利工程,凝聚着中国古代汉族劳动人民勤劳、勇敢、智慧的结晶。都江堰实现水沙分离运用的什么原理呢?
Topic10由上海倒塌楼房事件谈起——地基与结构的稳定性问题

2009年6月27日,上海闵行区莲花河畔景苑一个在建的13层楼全部倒塌。造成这一事件的原因是一个坑和一堆土。为什么呢?由此引出结构的整体稳定性以及现代建筑地基的特点。
Topic11从花样滑冰运动员谈起—动量矩守恒定理

滑冰运动员为什么绕着垂直轴的转速根据两臂伸开和收拢变化?跳水和体操运动员怎样进行旋转动作的?用动量矩守恒原理进行解释,举一反三。再延伸到动量矩定理。
Topic12多米诺骨牌中的力学原理

多米诺骨牌是利用碰撞、杠杆、重力势能等原理来获得物块系统的倒塌。通过多米诺骨牌视频解释其中用到的力学原理,指出可以改进的地方,以便获得最佳效果。
Topic13夜半钟声到客船—谈声音和波的传播

唐朝诗人张继的诗《枫桥夜泊》成为脍炙人口的绝唱。其中“姑苏城外寒山寺,夜半钟声到客船”,夜晚声音为什么会传得那么远呢?是夜深人静人更容易分辨吗?这仅仅是一个方面,主要原因是什么呢?本专题从声音和波的传播原理说起,解释其中的奥妙。
Topic14飞机是怎样上天的?

飞机如此的庞然大物是如何上天的?它们为什么能在乱云飞渡中平稳飞行?它们为什么不散架?促进飞机生命的密码何在?力学在创建飞机生命的密码中发挥了多大的作用?通过本专题的讨论可以得到它们的答案。
Topic15永动机漫谈

世界上存在永动机吗?未来能发明永动机吗?历史上有哪些类型的所谓永动机?通过对想要发明永动机的失败总结违背科学规律的教训。