《重慶大學(xué)理論力學(xué)》課件

《重慶大學(xué)理論力學(xué)》ppt課件xx年xx月xx日目錄CATALOGUE課程簡(jiǎn)介力學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)動(dòng)力學(xué)系統(tǒng)剛體動(dòng)力學(xué)彈性力學(xué)專題研究01課程簡(jiǎn)介理論力學(xué)是物理學(xué)、工程學(xué)、航天科學(xué)等學(xué)科的重要基礎(chǔ)，是研究物體運(yùn)動(dòng)規(guī)律和力的作用的綜合性學(xué)科。在物理學(xué)中，理論力學(xué)是經(jīng)典力學(xué)部分，主要研究質(zhì)點(diǎn)和剛體的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，以及彈性力學(xué)、流體力學(xué)等力學(xué)現(xiàn)象的原理和基礎(chǔ)。在工程學(xué)中，理論力學(xué)是工程力學(xué)的重要組成部分，為各種工程結(jié)構(gòu)和機(jī)械的運(yùn)動(dòng)規(guī)律和受力分析提供理論基礎(chǔ)。課程背景課程目標(biāo)01掌握理論力學(xué)的基本概念、原理和方法。02學(xué)會(huì)運(yùn)用理論力學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問題和進(jìn)行科學(xué)研究。培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維、分析問題和解決問題的能力。03課程內(nèi)容質(zhì)點(diǎn)和剛體的運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)。流體力學(xué)的基本原理和應(yīng)用。彈性力學(xué)的基本原理和應(yīng)用。相對(duì)論力學(xué)的基本原理和應(yīng)用。02力學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)總結(jié)詞闡述了牛頓運(yùn)動(dòng)定律的基本概念和原理，包括慣性定律、動(dòng)量定律和動(dòng)能定律。詳細(xì)描述介紹了牛頓運(yùn)動(dòng)定律的基本思想，即物體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律可以通過力的作用來描述。慣性定律說明了物體保持其運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原理，動(dòng)量定律和動(dòng)能定律則分別描述了力和速度變化之間的關(guān)系以及力和能量變化之間的關(guān)系。牛頓運(yùn)動(dòng)定律VS闡述了動(dòng)量、角動(dòng)量和動(dòng)能定理的基本概念和原理，以及它們?cè)诹W(xué)中的重要應(yīng)用。詳細(xì)描述介紹了動(dòng)量定理、角動(dòng)量定理和動(dòng)能定理的基本思想和應(yīng)用。動(dòng)量定理說明了力的作用與物體動(dòng)量的變化之間的關(guān)系，角動(dòng)量定理則描述了力矩的作用與物體角動(dòng)量的變化之間的關(guān)系。動(dòng)能定理則揭示了能量守恒的原理，即一個(gè)系統(tǒng)在力的作用下運(yùn)動(dòng)時(shí)，其動(dòng)能的變化等于外力所做的功?？偨Y(jié)詞動(dòng)量、角動(dòng)量、動(dòng)能的定理闡述了力矩、角力和扭矩定理的基本概念和原理，以及它們?cè)诹W(xué)中的重要應(yīng)用。介紹了力矩定理、角力定理和扭矩定理的基本思想和應(yīng)用。力矩定理說明了力矩的作用與物體角動(dòng)量的變化之間的關(guān)系，角力定理則描述了扭矩的作用與物體角速度的變化之間的關(guān)系。扭矩定理則揭示了轉(zhuǎn)矩守恒的原理，即一個(gè)系統(tǒng)在力的作用下轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，其轉(zhuǎn)矩的變化等于外力所做的功。總結(jié)詞詳細(xì)描述力矩、角力、扭矩的定理總結(jié)詞介紹了彈性力學(xué)的基本概念和原理，包括應(yīng)力和應(yīng)變的關(guān)系、彈性模量等。詳細(xì)描述闡述了彈性力學(xué)的基本思想和應(yīng)用，即通過應(yīng)力和應(yīng)變的關(guān)系來描述物體的彈性行為。介紹了應(yīng)力和應(yīng)變的概念以及它們之間的關(guān)系，彈性模量的定義和分類，以及彈性力學(xué)在工程實(shí)踐中的應(yīng)用。彈性力學(xué)基礎(chǔ)03動(dòng)力學(xué)系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)系統(tǒng)的定義一個(gè)動(dòng)力學(xué)系統(tǒng)是一個(gè)由一組變量和它們之間的關(guān)系所構(gòu)成的模型，用于描述物體的運(yùn)動(dòng)和變化。動(dòng)力學(xué)系統(tǒng)的分類根據(jù)不同的分類標(biāo)準(zhǔn)，動(dòng)力學(xué)系統(tǒng)可以分為線性與非線性、連續(xù)與離散、保守與耗散等類型。動(dòng)力學(xué)系統(tǒng)的研究方法通過分析系統(tǒng)的狀態(tài)、性質(zhì)和行為，研究其運(yùn)動(dòng)規(guī)律和變化特性，為實(shí)際應(yīng)用提供理論支持。動(dòng)力學(xué)系統(tǒng)的基本概念動(dòng)力學(xué)系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)方程中最基本的方程，描述了物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的變化規(guī)律。牛頓第二定律拉格朗日方程哈密頓原理適用于分析多自由度系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)，通過系統(tǒng)的動(dòng)能和勢(shì)能來建立運(yùn)動(dòng)方程。從系統(tǒng)的能量角度出發(fā)，建立了系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)方程，為分析動(dòng)力學(xué)系統(tǒng)的行為提供了新的視角。030201動(dòng)力學(xué)系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)方程穩(wěn)定性的分類根據(jù)不同的分類標(biāo)準(zhǔn)，穩(wěn)定性可以分為線性穩(wěn)定性和非線性穩(wěn)定性、局部穩(wěn)定性和全局穩(wěn)定性等類型。穩(wěn)定性分析的方法通過分析系統(tǒng)的平衡點(diǎn)、線性化、能量等特性，研究其穩(wěn)定性，為實(shí)際應(yīng)用提供理論支持。穩(wěn)定性的定義一個(gè)動(dòng)力學(xué)系統(tǒng)在受到外部干擾時(shí)，能夠保持其原有狀態(tài)或恢復(fù)到原有狀態(tài)的能力。動(dòng)力學(xué)系統(tǒng)的穩(wěn)定性04剛體動(dòng)力學(xué)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的定義轉(zhuǎn)動(dòng)慣量是描述剛體轉(zhuǎn)動(dòng)慣性大小的物理量，等于剛體質(zhì)量與質(zhì)心到旋轉(zhuǎn)軸距離平方的乘積。轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的計(jì)算根據(jù)剛體的質(zhì)量和質(zhì)心位置，可以計(jì)算出剛體的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量。轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的性質(zhì)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量是定值，與剛體的轉(zhuǎn)速和角速度無關(guān)，只與剛體的質(zhì)量和質(zhì)心位置有關(guān)。剛體的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量剛體的運(yùn)動(dòng)方程是描述剛體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)變化的數(shù)學(xué)模型，包括平動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)兩個(gè)部分。剛體的運(yùn)動(dòng)方程描述剛體平動(dòng)狀態(tài)的方程，包括速度和加速度的表示方法。平動(dòng)方程描述剛體轉(zhuǎn)動(dòng)狀態(tài)的方程，包括角速度和角加速度的表示方法。轉(zhuǎn)動(dòng)方程剛體的運(yùn)動(dòng)方程123動(dòng)力學(xué)分析是研究剛體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)變化的原因和規(guī)律，包括力和力矩對(duì)剛體運(yùn)動(dòng)的影響。動(dòng)力學(xué)分析的基本概念動(dòng)力學(xué)分析的方法包括牛頓第二定律、動(dòng)量定理、動(dòng)能定理等，用于分析剛體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)和變化規(guī)律。動(dòng)力學(xué)分析的方法動(dòng)力學(xué)分析在工程領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用，如機(jī)械設(shè)計(jì)、航空航天、交通運(yùn)輸?shù)?，是研究物體運(yùn)動(dòng)規(guī)律的重要手段。動(dòng)力學(xué)分析的應(yīng)用剛體的動(dòng)力學(xué)分析05彈性力學(xué)彈性力學(xué)定義彈性力學(xué)是一門研究彈性物體在外力作用下變形和內(nèi)力的科學(xué)。彈性體的基本性質(zhì)具有彈性、可變形性、連續(xù)性和各向同性。彈性力學(xué)的基本假設(shè)連續(xù)性假設(shè)、小變形假設(shè)、線彈性假設(shè)和非完全彈性假設(shè)。彈性力學(xué)的基本概念03平衡方程的應(yīng)用平衡方程用于求解彈性物體在各種外力作用下的內(nèi)力和變形。01平衡方程的推導(dǎo)根據(jù)牛頓第二定律和力的平衡條件，推導(dǎo)出彈性力學(xué)中的平衡方程。02平衡方程的形式根據(jù)不同的坐標(biāo)系和邊界條件，平衡方程有多種形式，如直角坐標(biāo)系下的形式和極坐標(biāo)系下的形式。彈性力學(xué)的平衡方程彈性力學(xué)的邊值問題邊值問題通常采用有限元法、有限差分法等數(shù)值方法進(jìn)行求解。邊值問題的求解方法邊值問題是指在彈性力學(xué)中，已知物體的某些物理量（如位移、應(yīng)變、應(yīng)力等）在邊界上的值，求解物體內(nèi)部的其他物理量的問題。邊值問題的定義根據(jù)已知邊界條件的不同，邊值問題可以分為第一類邊值問題、第二類邊值問題和第三類邊值問題。邊值問題的分類06專題研究非線性力學(xué)非線性力學(xué)概述非線性力學(xué)是理論力學(xué)的一個(gè)重要分支，主要研究非線性現(xiàn)象的規(guī)律和性質(zhì)。非線性振動(dòng)的特點(diǎn)非線性振動(dòng)具有多種復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)形式，如混沌、分岔等，其運(yùn)動(dòng)狀態(tài)與初始條件和外部激勵(lì)密切相關(guān)。非線性模型的建立為了研究非線性現(xiàn)象，需要建立非線性動(dòng)力學(xué)模型，如非線性振子、非線性彈簧等。非線性分析方法非線性分析方法包括解析方法和數(shù)值方法，解析方法用于求解簡(jiǎn)單的非線性模型，而數(shù)值方法則用于求解更復(fù)雜的非線性模型。振動(dòng)是物體在平衡位置附近的周期性運(yùn)動(dòng)，而波動(dòng)則是能量在介質(zhì)中的傳遞方式。振動(dòng)與波動(dòng)的基本概念振動(dòng)系統(tǒng)可以由彈簧、阻尼器和質(zhì)量塊等組成，通過分析其運(yùn)動(dòng)方程，可以得到系統(tǒng)的固有頻率、阻尼比和模態(tài)等參數(shù)。振動(dòng)系統(tǒng)分析波動(dòng)方程描述了波動(dòng)在介質(zhì)中的傳播規(guī)律，可以根據(jù)不同的物理情境建立一維波動(dòng)方程或二維波動(dòng)方程。波動(dòng)方程的建立波的傳播特性包括波速、波長(zhǎng)、頻率和相位等，這些特性可以通過波動(dòng)方程求解得到。波的傳播特性振動(dòng)與波動(dòng)相對(duì)論力學(xué)相對(duì)論力學(xué)的基本原理相對(duì)論力學(xué)是由愛因斯坦提出的，其基本原理包括相對(duì)性原理和光速不變?cè)?，這些原理對(duì)經(jīng)典力學(xué)進(jìn)行了修正和發(fā)展。相對(duì)論力學(xué)中的質(zhì)能關(guān)系相對(duì)論力學(xué)中提出了著名