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大学物理力学课件

目录力学基本概念与原理质点运动学质点动力学刚体力学基础弹性力学简介流体力学基础

01力学基本概念与原理

力学是研究物体机械运动规律的科学，其研究对象是物体的机械运动，包括平衡和不平衡、直线和曲线、定常和非定常等各种运动形式。力学的主要任务是揭示物体机械运动的基本规律，建立描述物体运动状态和运动过程的基本概念和物理量，以及研究物体间相互作用的基本规律。力学的研究对象和任务任务研究对象

牛顿第一定律任何物体都保持静止或匀速直线运动的状态，直到受到其他物体的作用力迫使它改变这种状态为止。牛顿第二定律物体加速度的大小跟作用力成正比，跟物体的质量成反比，且与物体质量的倒数成正比；加速度的方向跟作用力的方向相同。牛顿第三定律两个物体之间的作用力和反作用力，在同一条直线上，作用在相互作用的两个物体上，大小相等，方向相反。牛顿运动定律

力的性质与分类力的性质力是物体间的相互作用，具有物质性、相互性和矢量性。力不能离开物体单独存在，且力的作用是相互的，施力物体同时也是受力物体。力的分类根据力的性质可分为重力、弹力、摩擦力等；根据力的作用方式可分为接触力和场力；根据力的作用效果可分为拉力、压力、支持力、动力、阻力等。

单位制在力学中，基本单位是长度、质量和时间，其他物理量可以通过这三个基本单位推导出来。国际单位制（SI）是现代科学中最常用的单位制，其中长度的单位是米（m），质量的单位是千克（kg），时间的单位是秒（s）。量纲分析量纲分析是研究物理量之间关系的一种方法，通过比较不同物理量的量纲可以确定它们之间的关系。在力学中，常用的量纲有长度、质量、时间和力等。通过量纲分析可以推导出一些重要的力学公式和定理，如牛顿第二定律、动量定理和动能定理等。单位制与量纲分析

02质点运动学

质点的定义参考系与坐标系位置矢量与位移速度与加速度具有一定质量而忽略其形状和大小的理想化物理模型。描述质点运动时所选的参考物体和坐标系，包括惯性参考系和非惯性参考系。质点在空间中的位置用位置矢量表示，位移则是质点位置的变化量。速度是质点位置矢量随时间的变化率，加速度则是速度随时间的变化率。0401质点运动的描述0203

010203匀速直线运动质点在直线上以恒定速度进行的运动，其位移与时间成正比。匀变速直线运动质点在直线上以恒定加速度进行的运动，其速度、位移与时间的关系遵循匀变速直线运动公式。自由落体运动在重力作用下，物体从静止开始下落的运动，其加速度为重力加速度。直线运动

03圆周运动质点沿圆周进行的运动，其速度方向始终指向圆心，加速度为向心加速度。01曲线运动的描述质点在曲线上的运动，其速度方向时刻改变，需要用矢量来描述。02抛体运动质点在重力作用下沿曲线进行的运动，如平抛运动和斜抛运动。曲线运动

相对运动的概念描述两个质点相对于彼此的运动状态，需要选择合适的参考系。相对速度与牵连速度相对速度是某质点相对于另一质点的速度，牵连速度则是两质点相对于同一参考系的速度。加速度合成定理质点在平面内运动时，其加速度等于相对加速度与牵连加速度的矢量和。相对运动

03质点动力学

动量守恒定律如果一个系统不受外力，或者所受外力的矢量和为零，这个系统的总动量保持不变。碰撞两个或两个以上物体在运动中发生相互作用，且相互作用时间极短，作用力极大，通常伴有机械能损失的现象。动量定理物体所受合外力的冲量等于它的动量的变化。动量定理与动量守恒定律

角动量定理质点系对某点（或某轴）的角动量对时间的导数等于外界对该质点系作用的力矩之和。角动量守恒定律一个系统如果不受外力矩作用，或者所受外力矩的矢量和为零，这个系统的角动量保持不变。刚体的定轴转动刚体绕固定轴的转动，称为刚体的定轴转动。角动量定理与角动量守恒定律030201

功能原理与机械能守恒定律保守力做功与路径无关，只与始末位置有关；非保守力做功与路径有关。保守力与非保守力物体系统的机械能增量等于外力对系统所作的总功和系统内耗散力所作的功的代数和。功能原理在只有重力或弹力做功的物体系统内（或者不受其他外力的作用下），物体系统的动能和势能（包括重力势能和弹性势能）发生相互转化，但机械能的总能量保持不变。机械能守恒定律

自然界中任何两个物体都有互相吸引的力，这个力的大小与两个物体的质量乘积成正比，与它们之间的距离的平方成反比。万有引力定律万有引力定律在天文学和宇宙航行中有着广泛的应用，如行星绕太阳的运动、卫星绕地球的运动等。天体运动月球和太阳对地球的引力作用导致地球上海洋水位的周期性涨落现象。潮汐现象万有引力定律及其应用

04刚体力学基础

刚体内任意两点间的连线在运动中始终保持平行。平动刚体内任意两点间的连线在运动中不保持平行。转动刚体既作平动又作转动的运动。复合运动刚体的基本运动形式

刚体绕固定轴作的转动。定轴转动的定义描述刚体定轴