《工学理论力学》课件

《工学理论力学》ppt课件目录CONTENTS•绪论•牛顿运动定律•功与能•角动量•万有引力定律•材料力学基础•弹性力学基础01绪论课程简介课程目标掌握理论力学的基本原理和应用，培养分析和解决工程问题的能力课程内容静力学、动力学、弹性力学、流体力学等模块，涵盖了基本概念、定理、公式和实例课程安排每周两次课，共16周，每周布置适量作业，期末进行闭卷考试力学发展史古代力学古希腊和中国的力学思想，如阿基米德和墨子的贡献经典力学牛顿、伽利略等科学家的发展，以及与哲学的关系近代力学材料力学、弹性力学、流体力学等分支的发展和应用学习方法建议课前预习提前预习下一节课的内容，了解基本概念和定理1课堂参与认真听讲，积极参与课堂讨论，加深对知识点的2理解课后复习及时复习和巩固所学内容，通过做习题加深对知3识点的掌握02牛顿运动定律牛顿第一定律总结词惯性定律，描述了物体保持其运动状态不变的性质详细描述牛顿第一定律，也被称为惯性定律，指出如果没有外力作用，一个物体将保持静止状态或者匀速直线运动状态不变这是对物体运动状态的客观描述，不受其他物体的影响牛顿第二定律总结词动量定理，描述了物体运动状态改变与作用力之间的关系详细描述牛顿第二定律，也被称为动量定理，指出物体的加速度与作用力成正比，与物体的质量成反比公式表示为F=ma，其中F表示作用力，m表示物体的质量，a表示物体的加速度牛顿第三定律总结词作用力与反作用力定律，描述了作用力与反作用力之间的关系详细描述牛顿第三定律，也被称为作用力与反作用力定律，指出对于每一个作用力，都有一个大小相等、方向相反的反作用力这个定律说明了力的传递和相互作用的本质力学单位制总结词力学单位制是描述力学量大小的一种规定详细描述力学单位制是物理学中规定物理量大小的一种制度在国际单位制中，力的单位是牛顿（N），根据牛顿第二定律定义的，质量的单位是千克（kg），加速度的单位是米每秒平方（m/s^2）这些单位构成了力学单位制的基础，是描述力学量大小的标准03功与能功总结词功是力对位移的累积效应，是描述力在空间上的积累效果的物理量详细描述在力学中，功被定义为力与力的方向上位移的乘积，表示力在空间上的积累效果功的计算公式为$W=Fscostheta$，其中$F$表示力的大小，$s$表示力的方向上的位移，$theta$表示力与位移之间的夹角动能定理总结词详细描述动能定理是描述物体动能变化的定理，动能定理指出，一个质点或质点系在力的其表述为合外力的功等于物体动能的增作用下发生的位移与所受力的乘积等于该量VS质点或质点系动能的变化量数学表达式为$Delta KE=W_{合}$，其中$DeltaKE$表示动能的变化量，$W_{合}$表示合外力的功势能与机械能守恒总结词详细描述势能是物体由于位置或状态而具有的能量，势能分为重力势能、弹性势能和电势能等机械能守恒定律则表述了系统机械能守恒的在只有重力做功的情况下，物体的重力势能条件和规律和动能之间相互转化，总机械能保持不变机械能守恒定律的数学表达式为$Delta E=W_{G}+W_{E}$，其中$Delta E$表示机械能的变化量，$W_{G}$表示重力所做的功，$W_{E}$表示其他力所做的功04角动量质点和定轴转动刚体的角动量质点角动量质点绕某点以角速度ω转动时的动量矩计算公式为L=r×p=mr^2ω，其中r为质点到转动轴的矢径，p为质点的动量刚体角动量刚体绕定轴转动时的动量矩刚体角动量等于刚体对轴的转动惯量乘以角速度角动量定理质点角动量定理质点所受的力对某点的力矩对时间的积分等于质点角动量的变化量即dL/dt=M刚体角动量定理刚体所受的力对某点的力矩对时间的积分等于刚体角动量的变化量即dL/dt=M角动量守恒定律质点角动量守恒定律在没有外力矩作用的情况下，质点绕某点的角动量保持不变即L=常量刚体角动量守恒定律在没有外力矩作用的情况下，刚体绕定轴的角动量保持不变即L=常量05万有引力定律开普勒行星运动定律开普勒第一定律01行星绕太阳运动的轨道是椭圆，太阳位于椭圆的一个焦点上开普勒第二定律02行星与太阳的连线在相等的时间内扫过相等的面积开普勒第三定律03行星绕太阳运动的周期的平方与其轨道半长轴的立方成正比万有引力定律的推导万有引力定律指出，任何两个物体之牛顿通过观察苹果落地等现象，提出间都存在相互吸引的力，其大小与两了万有引力定律的基本思想物体的质量之积成正比，与它们之间的距离的平方成反比通过分析行星绕太阳运动的规律，牛顿推导出万有引力定律的数学表达式天体运动的规律根据万有引力定律，行星绕太阳运动的向心力由太阳对行星的万有引力提供通过分析天体运动的规律，可以推导出开普勒行星运动定律和牛顿万有引力定律之间的关系天体运动的规律还包括了行星的轨道偏心率、近地点幅角、轨道平面倾角等参数的计算和预测06材料力学基础材料的基本力学性能弹性强度材料在受到外力作用时发生形材料抵抗外力作用而不被破坏变，外力消失后能恢复原状的的最大应力极限性质塑性韧性材料在受到外力作用时发生形材料在受到外力作用时吸收能变，外力消失后不能恢复原状，量和抵抗冲击的能力但不会破裂的性质拉伸与压缩拉伸压缩材料在拉力作用下沿轴线伸长的形变过程材料在压力作用下沿轴线缩短的形变过程剪切与扭转剪切扭转材料在剪切力作用下，沿垂直于作用面的方向产生的材料在扭力作用下，绕自身轴线旋转的形变过程相对位移07弹性力学基础弹性力学的基本假设连续性假设完全弹性假设假设物质是连续的，没有空隙或间隙假设材料在受力后能完全恢复到原来的状态，没有塑性变形或能量耗散各向同性假设小变形假设假设材料在各个方向上具有相同的物理性质，假设物体在外力作用下产生的变形较小，可没有方向性以忽略不计弹性力学的基本方程平衡方程几何方程描述物体在力作用下的平衡状态描述物体在变形过程中的几何关系物理方程边界条件描述材料在受力时的物理性质描述物体边界上的受力情况弹性力学的简单问题平面应力问题在平面内受力的情况，适用于薄板、薄壳等结构平面应变问题在平面内变形的情况，适用于细长杆、梁等结构轴对称问题物体在中心轴对称的受力或变形情况，适用于圆筒、圆盘等结构。