《工學(xué)理論力學(xué)》課件

《工學(xué)理論力學(xué)》ppt課件目錄CONTENTS緒論牛頓運(yùn)動(dòng)定律功與能角動(dòng)量萬(wàn)有引力定律材料力學(xué)基礎(chǔ)彈性力學(xué)基礎(chǔ)01緒論課程目標(biāo)掌握理論力學(xué)的基本原理和應(yīng)用，培養(yǎng)分析和解決工程問(wèn)題的能力。課程內(nèi)容靜力學(xué)、動(dòng)力學(xué)、彈性力學(xué)、流體力學(xué)等模塊，涵蓋了基本概念、定理、公式和實(shí)例。課程安排每周兩次課，共16周，每周布置適量作業(yè)，期末進(jìn)行閉卷考試。課程簡(jiǎn)介古希臘和中國(guó)的力學(xué)思想，如阿基米德和墨子的貢獻(xiàn)。古代力學(xué)牛頓、伽利略等科學(xué)家的發(fā)展，以及與哲學(xué)的關(guān)系。經(jīng)典力學(xué)材料力學(xué)、彈性力學(xué)、流體力學(xué)等分支的發(fā)展和應(yīng)用。近代力學(xué)力學(xué)發(fā)展史123提前預(yù)習(xí)下一節(jié)課的內(nèi)容，了解基本概念和定理。課前預(yù)習(xí)認(rèn)真聽(tīng)講，積極參與課堂討論，加深對(duì)知識(shí)點(diǎn)的理解。課堂參與及時(shí)復(fù)習(xí)和鞏固所學(xué)內(nèi)容，通過(guò)做習(xí)題加深對(duì)知識(shí)點(diǎn)的掌握。課后復(fù)習(xí)學(xué)習(xí)方法建議02牛頓運(yùn)動(dòng)定律總結(jié)詞慣性定律，描述了物體保持其運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不變的性質(zhì)。詳細(xì)描述牛頓第一定律，也被稱(chēng)為慣性定律，指出如果沒(méi)有外力作用，一個(gè)物體將保持靜止?fàn)顟B(tài)或者勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不變。這是對(duì)物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的客觀(guān)描述，不受其他物體的影響。牛頓第一定律動(dòng)量定理，描述了物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變與作用力之間的關(guān)系?？偨Y(jié)詞牛頓第二定律，也被稱(chēng)為動(dòng)量定理，指出物體的加速度與作用力成正比，與物體的質(zhì)量成反比。公式表示為F=ma，其中F表示作用力，m表示物體的質(zhì)量，a表示物體的加速度。詳細(xì)描述牛頓第二定律總結(jié)詞作用力與反作用力定律，描述了作用力與反作用力之間的關(guān)系。詳細(xì)描述牛頓第三定律，也被稱(chēng)為作用力與反作用力定律，指出對(duì)于每一個(gè)作用力，都有一個(gè)大小相等、方向相反的反作用力。這個(gè)定律說(shuō)明了力的傳遞和相互作用的本質(zhì)。牛頓第三定律力學(xué)單位制是描述力學(xué)量大小的一種規(guī)定?？偨Y(jié)詞力學(xué)單位制是物理學(xué)中規(guī)定物理量大小的一種制度。在國(guó)際單位制中，力的單位是牛頓（N），根據(jù)牛頓第二定律定義的，質(zhì)量的單位是千克（kg），加速度的單位是米每秒平方（m/s^2）。這些單位構(gòu)成了力學(xué)單位制的基礎(chǔ)，是描述力學(xué)量大小的標(biāo)準(zhǔn)。詳細(xì)描述力學(xué)單位制03功與能總結(jié)詞功是力對(duì)位移的累積效應(yīng)，是描述力在空間上的積累效果的物理量。詳細(xì)描述在力學(xué)中，功被定義為力與力的方向上位移的乘積，表示力在空間上的積累效果。功的計(jì)算公式為$W=Fscostheta$，其中$F$表示力的大小，$s$表示力的方向上的位移，$theta$表示力與位移之間的夾角。功VS動(dòng)能定理是描述物體動(dòng)能變化的定理，其表述為合外力的功等于物體動(dòng)能的增量。詳細(xì)描述動(dòng)能定理指出，一個(gè)質(zhì)點(diǎn)或質(zhì)點(diǎn)系在力的作用下發(fā)生的位移與所受力的乘積等于該質(zhì)點(diǎn)或質(zhì)點(diǎn)系動(dòng)能的變化量。數(shù)學(xué)表達(dá)式為$DeltaKE=W_{合}$，其中$DeltaKE$表示動(dòng)能的變化量，$W_{合}$表示合外力的功?？偨Y(jié)詞動(dòng)能定理勢(shì)能是物體由于位置或狀態(tài)而具有的能量，機(jī)械能守恒定律則表述了系統(tǒng)機(jī)械能守恒的條件和規(guī)律。勢(shì)能分為重力勢(shì)能、彈性勢(shì)能和電勢(shì)能等。在只有重力做功的情況下，物體的重力勢(shì)能和動(dòng)能之間相互轉(zhuǎn)化，總機(jī)械能保持不變。機(jī)械能守恒定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式為$DeltaE=W_{G}+W_{E}$，其中$DeltaE$表示機(jī)械能的變化量，$W_{G}$表示重力所做的功，$W_{E}$表示其他力所做的功。總結(jié)詞詳細(xì)描述勢(shì)能與機(jī)械能守恒04角動(dòng)量質(zhì)點(diǎn)繞某點(diǎn)以角速度ω轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的動(dòng)量矩。計(jì)算公式為L(zhǎng)=r×p=mr^2ω，其中r為質(zhì)點(diǎn)到轉(zhuǎn)動(dòng)軸的矢徑，p為質(zhì)點(diǎn)的動(dòng)量。質(zhì)點(diǎn)角動(dòng)量剛體繞定軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的動(dòng)量矩。剛體角動(dòng)量等于剛體對(duì)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量乘以角速度。剛體角動(dòng)量質(zhì)點(diǎn)和定軸轉(zhuǎn)動(dòng)剛體的角動(dòng)量質(zhì)點(diǎn)所受的力對(duì)某點(diǎn)的力矩對(duì)時(shí)間的積分等于質(zhì)點(diǎn)角動(dòng)量的變化量。即dL/dt=M。剛體所受的力對(duì)某點(diǎn)的力矩對(duì)時(shí)間的積分等于剛體角動(dòng)量的變化量。即dL/dt=M。角動(dòng)量定理剛體角動(dòng)量定理質(zhì)點(diǎn)角動(dòng)量定理角動(dòng)量守恒定律質(zhì)點(diǎn)角動(dòng)量守恒定律在沒(méi)有外力矩作用的情況下，質(zhì)點(diǎn)繞某點(diǎn)的角動(dòng)量保持不變。即L=常量。剛體角動(dòng)量守恒定律在沒(méi)有外力矩作用的情況下，剛體繞定軸的角動(dòng)量保持不變。即L=常量。05萬(wàn)有引力定律03開(kāi)普勒第三定律行星繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的周期的平方與其軌道半長(zhǎng)軸的立方成正比。01開(kāi)普勒第一定律行星繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的軌道是橢圓，太陽(yáng)位于橢圓的一個(gè)焦點(diǎn)上。02開(kāi)普勒第二定律行星與太陽(yáng)的連線(xiàn)在相等的時(shí)間內(nèi)掃過(guò)相等的面積。開(kāi)普勒行星運(yùn)動(dòng)定律

萬(wàn)有引力定律的推導(dǎo)牛頓通過(guò)觀(guān)察蘋(píng)果落地等現(xiàn)象，提出了萬(wàn)有引力定律的基本思想。通過(guò)分析行星繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的規(guī)律，牛頓推導(dǎo)出萬(wàn)有引力定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式。萬(wàn)有引力定律指出，任何兩個(gè)物體之間都存在相互吸引的力，其大小與兩物體的質(zhì)量之積成正比，與它們之間的距離的平方成反比。根據(jù)萬(wàn)有引力定律，行星繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的向心力由太陽(yáng)對(duì)行星的萬(wàn)有引力提供。通過(guò)分析天體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律，可以推導(dǎo)出開(kāi)普勒行星運(yùn)動(dòng)定律和牛頓萬(wàn)有引力定律之間的關(guān)系。天體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律還包括了行星的軌道偏心率、近地點(diǎn)幅角、軌道平面傾角等參數(shù)的計(jì)算和預(yù)測(cè)。天體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律06材料力學(xué)基礎(chǔ)材料在受到外力作用時(shí)發(fā)生形變，外力消失后能恢復(fù)原狀的性質(zhì)。彈性材料在受到外力作用時(shí)發(fā)生形變，外力消失后不能恢復(fù)原狀，但不會(huì)破裂的性質(zhì)。塑性材料抵抗外力作用而不被破壞的最大應(yīng)力極限。強(qiáng)度材料在受到外力作用時(shí)吸收能量和抵抗沖擊的能力。韌性材料的基本力學(xué)性能拉伸材料在拉力作用下沿軸線(xiàn)伸長(zhǎng)的形變過(guò)程。壓縮材料在壓力作用下沿軸線(xiàn)縮短的形變過(guò)程。拉伸與壓縮材料在剪切力作用下，沿垂直于作用面的方向產(chǎn)生的相對(duì)位移。剪切材料在扭力作用下，繞自身軸線(xiàn)旋轉(zhuǎn)的形變過(guò)程。扭轉(zhuǎn)剪切與扭轉(zhuǎn)07彈性力學(xué)基礎(chǔ)假設(shè)物質(zhì)是連續(xù)的，沒(méi)有空隙或間隙。連續(xù)性假設(shè)假設(shè)材料在受力后能完全恢復(fù)到原來(lái)的狀態(tài)，沒(méi)有塑性變形或能量耗散。完全彈性假設(shè)假設(shè)材料在各個(gè)方向上具有相同的物理性質(zhì)，沒(méi)有方向性。各向同性假設(shè)假設(shè)物體在外力作用下產(chǎn)生的變形較小，可以忽略不計(jì)。小變形假設(shè)彈性力學(xué)的基本假設(shè)描述物體在力作用下的平衡狀態(tài)。平衡方程幾何方程物理方程邊界條件描述物體在變形過(guò)程中的幾何關(guān)系。描述材料在受力