理论力学第7版第一章(免费阅读).ppt

理论力学 理论力学Theoretical Mechanics 1、课程性质和专业地位： 基础力学的重要组成部分，专业的重要基础课 2、与相关课程的联系 先修课： 高等数学——常微分方程 普通物理——力学部分基础知识 矢量代数——矢量代数知识 机械制图——机械制图的基础知识 后续课： 材料力学——用到本课程的静力学知识 机械原理——用到本课程的运动学知识 机械零件——用到本课程的静力学和材力的知识 机械振动——用到本课程的动力学知识 3、成绩评定 总成绩＝（期末考试80％＋实验5％＋作业与考勤及其他15％）实验 4、学时分配 5、教学参考书 范钦珊编，《理论力学》，高等教育出版社。 《理论力学》，（第三版），郝桐生编，高等教育出版社。 《理论力学解题指导及习题集》，哈工大，王铎编。 R.C. Hibeler, Engineering Mechanics – Statics, Dynamics 绪论 (preface) 一、理论力学的研究对象和内容 理论力学是研究物体机械运动一般规律的科学。 客观世界，物质运动形式是多种多样的。如：机械运动、发光、发声、发热等物理运动、化学运动、生命运动、社会运动。 机械运动 (Mechanical motion)－物体空间位置随时间的改变。包括静止、移动、转动、变形、振动、流动、波动、扩散等。 理论力学(广义)：在公理基础上通过数学推导建立运动与力的关系。 牛顿定律、Lagrange原理、Hamilton原理 理论力学(狭义)：研究质点、质点系和刚体系的平衡、移动、转动及振动等运动规律。不研究连续介质。 矢量力学（几何力学）：以伽利略、牛顿定律为基础。 分析力学：以变分原理为基础。 物质层次 线度(m) 运动形式 学科 宇观 108 天体运动 宇宙学，天体物理 宏观 10-3～103 机械运动 理论力学 ，经典力学 亚宏观 10-6～10-3 热运动 热学，统计物理 原子 10-10～10-9 电磁运动 电磁学，原子物理 核 10-14～10-13 核运动 核物理，高能物理 夸克 10-8 基本粒子运动 粒子物理，色动物理 理论力学研究速度远小于光速的宏观物体的机械运动。 经典力学的范畴：以伽利略和牛顿总结的基本定律为基础 相对论：速度接近于光速 量子力学：基本粒子的运动 （建议课外看看力学发展史方面的文献） 理论力学分为静力学、运动学、动力学三部分。 静力学 Statics　研究物体的平衡规律，同时也研究力的一般性质及其合成法则 运动学 Kinematics　研究物体运动的几何性质，而不考虑物体运动的原因。 动力学 Dynamics　研究物体的运动变化与其所受的力之间的关系。 抽象化：根据所研究问题的性质，抓住主要的、起决定作用的因素，撇开次要的、偶然的因素，深入事物的本质，了解其内部联系。 力学中研究的物体，被抽象化后得到的力学模型有： 质点：只有质量而无大小的几何点。如果物体的尺寸和形状与所研究的问题关系不大时，就可以把此物体抽象为质点。 质点系：由有限个或无限个质点组成的系统。质点系是最一般的力学模型 。 刚体：在力的作用下，其内部任意两点之间的距 离始终保持不变的物体，即刚体在力的作用下不发生变形。刚体是质点系的一个特例。 变形体：在力的作用下，发生变形的物体 三、力学学科分类 一般力学：研究质点、质点系、刚体、刚体系，都是离散系统。 理论力学 分析力学 外弹道学 振动学 刚体动力学 陀螺力学 连续介质力学：固体力学＋流体力学 固体力学 流体力学 材料力学 1. 水动力学 结构力学 2. 空气动力学 弹性力学 3. 多相流体力学 塑性力学 4. 非牛顿流体力学 断裂力学 交叉学科 天体力学、粘弹性理论、流变学、气动弹性力学、生物力学地质力学、地球动力学、地球构造动力学、地球流体力学等，计算力学 送给大家的话 勤于观察 学会学习 善于思考 学会关心 富于联想 学会反省 勇于创新 学会感激 二力构件 (Two-force member)（二力杆、二力体）：只受两个力的作用而处于平衡的构件。当构件为直杆时称为二力杆。 受力分析要点： 凡