《理論力學(xué)課件》課件

理論力學(xué)課件歡迎學(xué)習(xí)理論力學(xué)課程。本課程將為您深入探索力學(xué)原理，幫助您建立堅實的物理學(xué)基礎(chǔ)。課程簡介基礎(chǔ)知識介紹力學(xué)基本概念和原理應(yīng)用能力培養(yǎng)解決實際問題的能力思維方法訓(xùn)練物理思維和數(shù)學(xué)分析能力課程目標(biāo)1掌握力學(xué)基礎(chǔ)2建立物理直覺3培養(yǎng)問題解決能力4為進(jìn)階學(xué)習(xí)打基礎(chǔ)先修知識回顧高等數(shù)學(xué)微積分、線性代數(shù)基礎(chǔ)普通物理基本物理概念和定律向量分析向量運算和空間幾何力的概念定義力是物體間相互作用的度量，可引起物體運動狀態(tài)的改變。特征力是矢量，具有大小、方向和作用點。力的分類主動力直接施加在物體上的外力，如推力、拉力。約束力由物體間的約束產(chǎn)生，如支持力、摩擦力。慣性力非慣性系中引入的虛擬力，如離心力。受力分析1識別作用力確定物體受到的所有外力2繪制受力圖用矢量表示各個力的大小和方向3建立坐標(biāo)系選擇合適的坐標(biāo)系進(jìn)行分析4列寫方程根據(jù)力學(xué)定律建立數(shù)學(xué)方程力的合成與分解確定力識別需要合成或分解的力選擇方法平行四邊形法或三角形法圖解或計算繪圖或利用三角函數(shù)計算驗證結(jié)果檢查合力或分力的正確性平衡力系1定義平衡條件合力為零，合力矩為零2建立方程列出力平衡和力矩平衡方程3求解未知量解方程組得到未知力或反作用力靜摩擦力特點阻止相對運動大小可變有最大值計算最大靜摩擦力=靜摩擦系數(shù)×正壓力滑動摩擦力方向總是與物體運動方向相反大小滑動摩擦力=動摩擦系數(shù)×正壓力特點大小恒定，不隨接觸面積變化重力定義地球?qū)ξ矬w的吸引力大小與物體質(zhì)量和重力加速度有關(guān)方向總是指向地心離心力1定義旋轉(zhuǎn)參考系中的慣性力2方向沿徑向指向旋轉(zhuǎn)中心外側(cè)3大小與角速度和半徑的平方成正比慣性力概念非慣性系中引入的虛擬力，用于解釋加速運動系中的現(xiàn)象。應(yīng)用在分析加速電梯、轉(zhuǎn)彎汽車等問題時常用。剛體的定義和基本假設(shè)定義形狀和大小在運動中保持不變的理想物體假設(shè)忽略內(nèi)部變形，質(zhì)點間距離不變應(yīng)用簡化復(fù)雜物體的力學(xué)分析剛體的位移和平移位移剛體上各點位置的改變平移剛體上所有點位移相等特點保持剛體形狀和方向不變剛體的轉(zhuǎn)動1定軸轉(zhuǎn)動2角速度和角加速度3轉(zhuǎn)動慣量4動能和動量矩剛體的平面運動定義剛體的任意點都在平行平面內(nèi)運動分解可分解為平移和轉(zhuǎn)動的疊加瞬心瞬時旋轉(zhuǎn)中心，用于運動分析力矩及其性質(zhì)定義力對點的轉(zhuǎn)動效應(yīng)，等于力與力臂的叉積。性質(zhì)矢量量可加性平行移動不變性剛體動力學(xué)基本方程1質(zhì)心運動方程描述剛體整體平動2轉(zhuǎn)動方程描述剛體繞軸轉(zhuǎn)動3歐拉方程描述剛體任意空間運動動量定理定義沖量等于動量的變化量應(yīng)用分析碰撞和沖擊問題公式Ft=m(v-u)角動量定理定義外力矩等于角動量對時間的導(dǎo)數(shù)守恒性外力矩為零時，角動量守恒應(yīng)用分析旋轉(zhuǎn)運動，如陀螺、人造衛(wèi)星動能定理定義外力做功等于動能的增量公式W=ΔEk=?mv2-?mu2應(yīng)用分析能量轉(zhuǎn)換問題勢能定義由物體在力場中的位置決定的能量類型重力勢能彈性勢能電勢能哈密頓原理1最小作用量原理系統(tǒng)沿實際路徑運動時，作用量取極值2變分法利用變分原理求解動力學(xué)問題3應(yīng)用解決復(fù)雜力學(xué)系統(tǒng)和量子力學(xué)問題拉格朗日方程1建立選擇廣義坐標(biāo)2計算求動能和勢能表達(dá)式3代入將表達(dá)式代入拉格朗日方程4求解解出運動方程電磁力磁力由運動電荷或電流產(chǎn)生電力由靜止電荷產(chǎn)生統(tǒng)一理論麥克斯韋方程組描述電磁場重要物理量及其單位物理量國際單位制(SI)符號力牛頓N功焦耳J功率瓦特W動量千克·米/秒kg·m/s課程總結(jié)1力學(xué)基礎(chǔ)力的概念、分類和分析2運動學(xué)位移、速度、加速度3動力學(xué)牛頓定律、動