(8.1)--9-1 动力学绪论理论力学.pdf

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1、第三篇 动力学 同学们好，从本次课开始，我们来学习理论力学第三部分内容，动力学 目目 录录 1 静力学和运动学回顾静力学和运动学回顾 2 动力学基本概念及案例动力学基本概念及案例 3 解决动力学问题的途径解决动力学问题的途径 在本讲中，我们首先回顾一下静力学和运动学的内容，然后介绍一下动力学的基本概念，并给出解决动力学的途径。1.静力学和运动学回顾静力学和运动学回顾 静力学研究物体在力系作用下的平衡规律及力系的简化。静力学研究物体在力系作用下的平衡规律及力系的简化。物体的受物体的受 力分析力分析 力系的力系的简化简化 平衡条平衡条件与平件与平衡方程衡方程 在静力学中，我们研究了物体在力系作用下

2、的平衡规律及力系的简化，包括三部分内容，一是。，二是。，三是。运动学从几何观点研究物体的运动，而不涉及物体所受的力。运动学从几何观点研究物体的运动，而不涉及物体所受的力。点的点的 运动学运动学 刚体的简刚体的简单运动单运动 点的合点的合成运动成运动 刚体的平刚体的平面运动面运动 运动学仅从几何观点研究物体的运动，而不涉及物体所受的力。在该部分，我们也解决了三个问题，一是建立了。各类运动的运动方程，二是求解了质点或刚体的。等运动量，三是研究了运动的合成与分解规律。2.动力学的基本概念动力学的基本概念 什么是动力学？什么是动力学？研究状态变量与作用量的关系。研究状态变量与作用量的关系。机械动力学机

3、械动力学 心脏动力学心脏动力学 药物动力学药物动力学 流行病学动力学流行病学动力学 经济动力学经济动力学 那么什么是动力学？从系统论的角度来讲，动力学研究状态变量与作用量的关系，其在力学、生物学、医学、经济学、社会学等领域均具有广泛应用，比如机械。等等。机械动力学机械动力学:研究机械运动与作用力的关系。研究机械运动与作用力的关系。机械动力学研究机械运动与作用力的关系。比如人造卫星、宇宙飞船在轨道运行的过程中，常常需要变轨。变轨过程中，万有引力和线速度、周期、向心加速度具有对应关系，只要上述物理量之一发生变化，另外几个也必将随之变化。变轨除了能规避“太空垃圾”对其伤害外，主要是为了保证其运行的寿

4、命。再比如，工业制造4.0已经实现了机器人下象棋和写毛笔字等精准定位。载人飞船的载人飞船的交会与对接交会与对接 A v1 B v2 工程实际中的动力学问题工程实际中的动力学问题 载人飞船的交会与对接。交会即变轨靠拢过程，对接即可控的碰撞过程，航天器在对接过程中推进器均处于关闭状态，设对接前他们的速度分别为v1、v2，那么对接之后速度是多少呢？这是典型的机械动力学问题。心脏动力学心脏动力学 在生物力学领域，比如心脏动力学问题。心脏在血液循环中起着动力泵的作用。心脏是个很精密有很复杂的器官，他的功能的正常发挥是生化、心电、机械运动等多种过程的综合。从动力学角度来看，心率变化和心肌收缩率等都会影响动

5、力输出行为。只有掌握了心脏的动力学特性，才能制造出具有良好性能的心脏起搏器。药物动力学药物动力学 在药物动力学里面，药物作用时间对血液浓度的影响，降压药服用时间与血压的关系等，也是动力学问题。流行病学动力学流行病学动力学 流行病学模型是由密切相关的流行病学因素组成,能反映出流行过程的动力学体系。建立预测模型能够更合理地提出预防和治疗措施,改进传染性疾病的控制和治疗。比如2003年非典疫情各类人群的变化就是各种作用量的综合作用结果。经济动力学经济动力学 经济动力学运用动力学的原理和方法研究经济运动及其规律。比如运用牛顿第一定律研究经济惯性问题，运用牛顿第二定律研究经济加速度问题，根据万有引力定律

6、原理研究经济引力作用问题。股市走向就是一个复杂的动力学问题。2.动力学的基本概念动力学的基本概念 动力学研究物体的机械运动与作用力之间的关系。动力学研究物体的机械运动与作用力之间的关系。动力学动力学就是从因果关系上论述物体的机械运动就是从因果关系上论述物体的机械运动。是理论力学中最具普是理论力学中最具普遍意义的部分遍意义的部分，静力学静力学、运动学则是动力学的特殊情况运动学则是动力学的特殊情况。（理论力学）（理论力学）下面我们介绍动力学的基本概念。理论力学涉及机械动力学问题。研究物体的机械运动与作用力之间的关系。相比静力学和运动学部分，动力学就是从因果关系上论述物体的机械运动。是理论力学中最具

7、普遍意义的部分，静力学、运动学则是动力学的特殊情况。动力学的研究对象：低速、宏观物体的机械运动。动力学的研究对象：低速、宏观物体的机械运动。动力学的研究对象是运动速度远小于光速的宏观物体。原子和亚原子粒子的动力学研究属于量子力学，可以比拟光速的高速运动的研究则属于相对论力学。绝大部分的工程运动都属于低速、宏观物体的机械运动。2.动力学的基本概念动力学的基本概念 动力学的理论基础：牛顿的运动三定律，简称牛顿定律或动力学基本定律。动力学的理论基础：牛顿的运动三定律，简称牛顿定律或动力学基本定律。动力学的研究以牛顿运动定律为基础；牛顿运动定律又称动力学基本定律，它的建立是以实验为依据。动力学是牛顿力

8、学或经典力学的一部分，但自20世纪以来，动力学又常被人们理解为侧重于工程技术应用方面的一个力学分支。动力学的主要任务（解决的基本问题）：动力学的主要任务（解决的基本问题）：第一类：已知作用在物体上的力求此物体产生什么样的运动。第一类：已知作用在物体上的力求此物体产生什么样的运动。航空航天器航空航天器 的变轨问题的变轨问题 在动力学部分，我们要解决两类问题，第一类是：已知作用在物体上的力求此物体产生什么样的运动。比如万有引力作用下天体的运动，或航空航天器的变轨问题。第二类：已知物体的运动规律，求作用在此物体上的力；第二类：已知物体的运动规律，求作用在此物体上的力；第二类问题是：已知物体的运动规律

9、，求作用在此物体上的力。比如万有引力的发现和计算公式的建立就属于这一类的问题。质点动力学质点动力学 质点系动力学质点系动力学 动力学分类动力学分类 动力学又分为质点动力学和质点系动力学。质点是组成复杂物体系统的基础，研究质点动力学的基础就是牛顿第二定律，质点系动力学的基本定理称为动力学普遍定理，它包括动量定理、动量矩定理、动能定理以及由这三个基本定理推导出来的其他一些定理。本课程重点放在质点系动力学。质点动力学 质点系动力学 直接应用牛顿定律建立质点的运动微分方程；从牛顿定律出发，通过数学演绎，推导动力学的普遍定理。包括动量定理、动量矩定理和动能定理。综合应用动力学普遍定理；或者在牛顿定律的基

10、础上引入惯性力的概念，从而用静力学中研究平衡问题的方法来研究动力学中不平衡的问题，我们称为达朗伯定理。在动静法和虚位移原理的基础上，应用动力学普遍方程和拉格朗日方程解决问题。3.解决解决动力学问题的途径动力学问题的途径 牛顿定律牛顿定律 动量定理动量定理 动量矩定理动量矩定理 动能定理动能定理 达朗贝尔原理达朗贝尔原理-动静法动静法 虚位移原理虚位移原理 动力学普遍方程和拉格朗日方程动力学普遍方程和拉格朗日方程 PPT模板下载： We have many PowerPoint templates that has been specifically designed to help anyone that is stepping into the world of PowerPoint for the very first time.企业推介 项目展示 计划总结 商业融资 YOURLOGO