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大学物理力学(全)ppt课件

CONTENTS

力学基本概念与原理

质点运动学

质点与刚体动力学

弹性力学基础

流体力学基础

分析力学基础

力学基本概念与原理

01

质点、刚体、质点系以及弹性体等物体的机械运动。

揭示物体机械运动的基本规律，探讨物体间相互作用以及能量转化与守恒等问题。

研究任务

研究对象

03

牛顿第三定律（作用与反作用定律）

两个物体间的作用力与反作用力大小相等、方向相反，且作用在同一直线上。

01

牛顿第一定律（惯性定律）

物体在不受外力作用时，将保持静止状态或匀速直线运动状态。

02

牛顿第二定律（动量定律）

物体加速度与作用力成正比，与物体质量成反比，且方向相同。

按性质分类

重力、弹力、摩擦力等。

按效果分类

拉力、压力、支持力等。

质点运动学

02

质点的定义与性质

参考系与坐标系的选择

位置矢量与位移

速度与加速度的定义及物理意义

匀变速直线运动的速度、位移与时间关系

自由落体运动的规律及特点

匀速直线运动的速度与位移关系

竖直上抛运动的规律及特点

曲线运动的速度与加速度方向关系

圆周运动的线速度、角速度及周期关系

向心加速度与向心力的概念及物理意义

万有引力定律与天体运动规律

02

04

01

相对运动的概念及物理意义

绝对运动与相对运动的关系

科里奥利力的概念及物理意义

03

牵连速度与相对速度的计算方法

7

7

7

7

质点与刚体动力学

03

物体动量的变化率等于作用在物体上的合外力。

如果系统不受外力或所受外力的矢量和为零，则系统的动量守恒。

完全弹性碰撞、非弹性碰撞和完全非弹性碰撞。

动量定理

动量守恒定律

碰撞

质点系对某点角动量的变化率等于作用在质点系上所有外力对该点的力矩的矢量和。

角动量定理

如果系统不受外力矩或所受外力矩的矢量和为零，则系统的角动量守恒。

角动量守恒定律

合外力对物体所做的功等于物体动能的变化。

01

02

03

04

恒力做功、变力做功和曲线运动中的功。

重力做功与路径无关，只与初末位置的高度差有关。

只有重力或弹力做功的物体系统内，动能与势能可以相互转化，而总的机械能保持不变。

功的定义和计算

重力势能

动能定理

机械能守恒定律

A

B

C

D

弹性力学基础

04

胡克定律

在弹性限度内，物体的形变与外力成正比，即F=kx，其中F为外力，x为形变量，k为劲度系数。

劲度系数

描述物体抵抗形变能力的物理量，其大小与物体的材料、形状、大小等因素有关。

弹性形变

物体在受到外力作用时，形状或体积发生改变，当外力撤去后，物体能恢复原状的形变。

发生弹性形变的物体具有的势能，其大小与形变量和劲度系数有关。

弹性势能

Ep=1/2kx^2，其中Ep为弹性势能，x为形变量，k为劲度系数。

弹性势能的表达式

在振动过程中，物体的动能和弹性势能不断相互转化。

弹性势能与动能之间的转化

碰撞过程中，物体间无机械能损失的碰撞。碰撞后两物体以相同的速度分开，且动能之和不变。

碰撞过程中，物体间有机械能损失的碰撞。碰撞后两物体以不同的速度分开，且动能之和减小。

碰撞后两物体粘在一起以共同速度运动的碰撞。此时机械能损失最大，动能之和最小。

弹性碰撞

非弹性碰撞

完全非弹性碰撞

流体力学基础

05

流体的定义

流体是指在外力作用下，能够连续变形且不能恢复原来形状的物质。

流体的性质

流动性、压缩性、黏性。

流体的分类

按物理性质可分为气体和液体；按化学性质可分为纯净物和混合物。

流体静压强是指流体在静止状态下，由于重力作用而产生的压强。其特性包括方向性、大小与受力面积无关、与流体的密度和高度有关。

流体静压强及其特性

描述流体静力学平衡状态的微分方程，包括重力场中的流体平衡方程和非重力场中的流体平衡方程。

流体平衡微分方程

在重力作用下，流体内部压强的分布规律以及计算方法，如液柱压强公式、液面压强公式等。

压强分布与计算

流体运动描述方法

描述流体运动的方法包括拉格朗日法和欧拉法。拉格朗日法以流体质点为研究对象，描述其运动轨迹和速度；欧拉法以流场为研究对象，描述流场中各点的速度、加速度等运动要素。

连续性方程

连续性方程是描述流体运动中质量守恒的方程，即单位时间内流入和流出控制体的质量差等于控制体内质量的增量。

动量方程与动量矩方程

动量方程是描述流体运动中动量守恒的方程，即单位时间内流入和流出控制体的动量差等于作用在控制体上的外力之和；动量矩方程是描述流体运动中动量矩守恒的方程，即单位时间内流入和流出控制体的动量矩差等于作用在控制体上的外力矩之和。

伯努利方程

伯努利方程是描述理想流体在重力作用下沿流线运动时，速度、压强和高度之间关系的方程。其物理意义是：在重力作用下，理想流体沿流线运动时，其速度增加则压强降低；反之速度减小则压强升高。

伯努利方程的应用

伯努利方程在流体力学中有广泛