《理论力学章》课件.pptx

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1、$number01理论力学章ppt课件豹襟厉烊呲睹搭脬久毯目目录录绪论牛顿运动定律动量守恒定律和角动量守恒定律机械能守恒定律万有引力定律和天体运动弹性力学基础01绪论123理论力学的研究对象相对论力学基于爱因斯坦相对论，研究高速运动和强引力场中的物体运动规律。经典力学研究物体运动规律和力的作用机制，包括静力学、动力学和运动学。分析力学以数学分析为工具，研究质点和刚体的运动规律，包括质点和刚体的运动微分方程、拉格朗日方程等。代数和几何方法数学分析微分几何理论力学的研究方法运用代数和几何的方法，研究质点和刚体的运动规律，包括欧拉角、四元数等。运用数学分析的方法，建立质点和刚体的运动微分方程，求解物

2、体的运动规律。运用微分几何的方法，研究曲线、曲面和刚体的几何性质，以及刚体的转动和变形。理论力学的应用领域工程领域理论力学在机械工程、航空航天工程、土木工程等领域有着广泛的应用，如结构分析、机械振动、车辆动力学等。物理领域理论力学在物理领域中也有着重要的应用，如量子力学、光学、电磁学等。其他领域理论力学在其他领域也有着广泛的应用，如天文学、生物学、经济学等。02牛顿运动定律总结词：基础理论详细描述：牛顿运动定律是理论力学的基础，包括第一定律（惯性定律）和第二定律（动量定律）。这些定律描述了物体运动的基本规律，是理解和分析力学问题的关键。牛顿运动定律的基本概念总结词：实践应用详细描述：牛顿运动定

3、律在日常生活和工程实践中有着广泛的应用。例如，汽车和航空器的运动分析、建筑结构的稳定性分析等都离不开牛顿运动定律。牛顿运动定律的应用总结词：理论联系详细描述：虽然牛顿力学在许多情况下都能给出准确的预测，但在高速或强引力场等极端情况下，相对论力学则更为适用。相对论力学是牛顿力学的扩展和修正，它提供了更广泛和精确的物理模型。相对论力学与牛顿力学的关系03动量守恒定律和角动量守恒定律动量守恒定律是描述系统在不受外力作用或外力作用相互抵消时，系统总动量保持不变的规律。总结词动量守恒定律指出，如果一个系统在某个方向上不受外力作用，或者外力作用相互抵消，则该系统在任何时刻、任何方向上的总动量都保持不变。这

4、个定律适用于宏观和微观系统，是经典力学中最基本的定律之一。详细描述动量守恒定律的基本概念VS动量守恒定律在日常生活和科学实验中有着广泛的应用，如碰撞、火箭推进、行星运动等。详细描述在碰撞过程中，动量守恒定律可以用来预测碰撞后的速度和方向；在火箭推进中，通过燃烧燃料产生高速气体，根据动量守恒定律计算火箭的发射速度；在行星运动中，动量守恒定律可以用来研究行星之间的相互作用力和运动规律。总结词动量守恒定律的应用角动量守恒定律是描述系统在不受外力矩作用或外力矩作用相互抵消时，系统总角动量保持不变的规律。角动量守恒定律指出，如果一个系统在某个轴上不受外力矩作用，或者外力矩作用相互抵消，则该系统在任何时刻

5、、任何方向上的总角动量都保持不变。这个定律同样适用于宏观和微观系统，是经典力学中最基本的定律之一。总结词详细描述角动量守恒定律的基本概念04机械能守恒定律123一个孤立系统的机械能（动能和势能）在过程中保持不变的性质。机械能守恒定律定义适用于没有外力做功或外力做功为零的孤立系统。机械能守恒定律的适用范围E_k1+E_p1=E_k2+E_p2，其中E_k为动能，E_p为势能。机械能守恒定律的数学表达形式机械能守恒定律的基本概念自由落体运动中，物体只受重力作用，没有其他外力做功，因此机械能守恒。自由落体运动弹性碰撞单摆弹性碰撞过程中，系统动能和势能相互转化，总机械能保持不变。单摆运动中，摆球在摆动

6、过程中只有重力做功，机械能守恒。030201机械能守恒定律的应用能量守恒定律的微观解释能量守恒定律可以从微观角度解释为粒子数守恒和粒子能量守恒的宏观表现。能量守恒定律的意义能量守恒定律是自然界的基本规律之一，是研究各种物理现象的基础。能量守恒定律的普适性能量守恒定律不仅适用于机械能，还适用于其他形式的能量，如热能、电能等。能量守恒定律的推广05万有引力定律和天体运动总结词万有引力定律是描述物体之间相互作用的基本定律，它指出任何两个物体都受到相互之间的引力作用，大小与它们的质量成正比，与它们之间距离的平方成反比。详细描述万有引力定律由艾萨克牛顿提出，是经典力学中的基本定律之一。它指出任何两个物体

7、都受到相互之间的引力作用，这个力的大小与它们的质量成正比，与它们之间距离的平方成反比。这个定律适用于任何两个物体，无论它们之间的距离有多远，只要它们之间没有其他力作用。万有引力定律的基本概念天体运动的基本规律是开普勒三定律，即行星绕太阳运动的定律。第一定律是行星轨道是椭圆形的，太阳位于其中一个焦点；第二定律是行星在轨道上运动的速率不均匀，平均速度为恒定的，但经过近日点和远日点时速度发生变化；第三定律是行星绕太阳运动的周期的平方与其轨道半径的立方成正比。总结词天体运动的基本规律是由德国天文学家约翰内斯开普勒发现的。开普勒三定律是描述行星绕太阳运动的定律，也适用于其他天体运动。第一定律指出行星轨道

8、是椭圆形的，太阳位于其中一个焦点。第二定律指出行星在轨道上运动的速率不均匀，平均速度为恒定的，但经过近日点和远日点时速度发生变化。第三定律指出行星绕太阳运动的周期的平方与其轨道半径的立方成正比。详细描述天体运动的基本规律行星和卫星的运动规律行星和卫星的运动规律是由万有引力和天体之间的相互作用决定的。行星绕太阳运动，同时也会受到其他行星引力的影响，导致它们的轨道发生变化。卫星绕行星运动，受到行星引力的控制。总结词行星和卫星的运动规律非常复杂，是由万有引力和天体之间的相互作用决定的。行星绕太阳运动，同时也会受到其他行星引力的影响，导致它们的轨道发生变化。卫星绕行星运动，受到行星引力的控制。这些运动

9、规律可以通过数学模型进行描述和预测。详细描述06弹性力学基础弹性力学是研究弹性物体在外力和其他力作用下产生的变形和内力的学科。弹性力学定义物体在外力作用下发生形变，除去外力后能恢复原状的性质称为弹性。弹性体的性质物体内部相邻质点之间的相互作用力称为应力，物体形状或尺寸的改变称为应变。应力与应变弹性力学的基本概念表示弹性体内力的平衡条件。平衡方程描述物体变形的几何关系。几何方程描述应力与应变的关系，涉及到材料的物理性质。本构方程弹性力学的基本方程通过数学解析方法求解弹性力学问题，得到精确解。解析法将连续的弹性体离散为有限个小的单元，通过求解这些单元的力学行为来近似求解整体的力学行为。有限元法通过在边界上离散化求解弹性力学问题，适用于具有复杂边界形状和边界条件的弹性力学问题。边界元法弹性力学问题的解法THANKS