《理论力学》PPT课件

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1、理论力学多媒体课件•教材蓝本(面向21世纪课程教材)金尚年,马永利编著.理论力学.第二版.北京：高等教育出版，2002•主要参考书：1.陈世民.理论力学简明教程.北京：高等教育出版社，2001.2.H.Goldstein.ClassicalMechanics(SecondEdition).Cambridge:Addison-Wesley,1980.3.蒋士亮.理论力学学习导引.桂林:广西师范大学出版社,1997.•内容设计蒋士亮教授何良明•脚本蒋士亮教授何良明•多媒体制作赵迎新老师、刘杰、何良明•动画制作吴礼燕老师•文字录入盘佳秀一、力学、与理论力学经典力学绝对时空v《光速一般力学固体力学

2、流体力学交缘力学微观宇观量子力学相对论力学(质量与尺寸随v而变化)宏观绪论研究杆状构件的强度，刚度和稳定性。研究杆系结构的强度，刚度和稳定性。流体力学：弹性力学：固体力学材料力学：结构力学：研究非杆结构在弹性阶段的强度、刚度和稳定性。研究流体受力与运动规律。理论力学：(属于一般力学)包括：研究质点系机械运动一般规律。静力学、运动学和动力学绪论二、研究内容包括几何静力学、分析静力学应用:变形固体块、板、壳.杆与杆结构.三大关系(1)静力学:研究物体所受力系的简化平衡规律及其应用。质点系、刚体、流体平衡、几何、物理绪论(2)运动学:(与力无关、也是变形体运动基础)(3)动力学:包括质点系、刚体

3、，变形体的动力效应。研究点与刚体运动的几何性质研究物体所受力与运动间的关系变形(包含刚体位移和相对位移)刚体运动包括位移、轨迹、速度、加速度。绪论三、力学模型1、基本模型:2、一般模型:理想流体(无粘性)。质点系→基本理论(包括一切模型)质点:具有质量的几何点。刚体:任何两点距离不变的几何体。变形固体:连续、均匀、各向同性或各向异性假设。分为宏、细、微三层次。流体:绪论地震学中视为多相变形固体。土木工程中视为弹性半空间。.地球:天文学中视为质点或刚体。绪论3、特殊模型:温度变化、电磁效应、支座移动，加工误差等。工程系统的计算简图(结构与机构)①形状轮廓线、杆轴线②联结铰接:限制平移、可转动

4、刚结:限制平移与转动弹性:可变形③荷载恒载与活载静载与动载表面力与体积力分布力与集中力④其它外因:绪论基本模型（质点系）普遍定理力学模型数学模型理论解答误差检验结果实际对象抽象简化是否实验模拟基本定律公理化修改力学模型解析计算四、研究途径与方法1、途径:分理论体系与工程应用两条。绪论分析力学：从两个基本原理出发.②公理化:静力学：从5条公理出发.动力学：从牛顿三大定律出发.③数学方法:矢量分析、代数方程、微分方程。④计算机方法:数值计算、过程仿真。⑤实验方法:机械测试、电测、光测等。⑥开拓新方法:校核优化设计响应参数识别(系统几何物理特性)逆问题培养能力:抽象与逻辑思维；运动、变形与受力分

5、析；计算模型与方法的选择。1、经典方法分析能力绪论2、创新能力创造新思想、新方法、新产品的能力。创新思维特点:发散性:多向性开放性:一题多解、多问、多变探索性:寻找新问题与新途径。由被动接收主动索取想象性:想象力比知识更重要。3、考研土木、力学、机械、航天研究生必考课程之一.科技创新，需要高级力学人才。绪论第一章牛顿动力学方程内容:·经典力学立论的理论基础·牛顿力学的基本定律和定理·牛顿动力学方程及其应用·解题指导重点:牛顿动力学方程及其应用难点:角动量概念和角动量定理牛顿在伽利略、开普勒工作的基础上建立了完整的经典力学理论，这是现代意义下的物理学的开端。经典力学理论的基础是质点运动三条定

6、律，其核心是牛顿动力学方程。1、1经典力学立论的理论基础包括：三个观点（物质观、时空观、运动观）和四条推理规则（简单性原理、因果性原理、统一性原理、真理性原理）•物质观。所有的物质都由原子的微粒组成，原子间存在互相吸引力和排斥力，可以凝聚分离，构成万物及运动。•时空观（绝对时空观）。时间是一维的、均匀的、无限的，与空间和物质都无关——牛顿的绝对时间。可用一条长的直线表示时间：左右过去现在未来图1.1空间是三维的，各向同性的、均匀的、无限的，与时间和物质都无关——牛顿的绝对空间。可用一直角坐标系表示空间。原点为空间任一点，正交的三个坐标轴方向可以任意选取且可向正负方向无限延伸，任一质点在空间

7、的位置均可用坐标系中的三个坐标值表出。绝对时间和绝对空间构成了牛顿力学的绝对时空观。·运动观.内容包括①力学的最高原理——牛顿三定律和力学相对性原理的确立；②万有引力定律的发现。·简单性原理.凡科学上正确的东西都是简单的，因此，力求用简单的方法和形式解决科学问题，表述科学结论。·因果性原理.即决定论。·绝对性原理.指物质观、时空观、运动观对整个自然都是普遍适用的，是自然哲学的根本所在。·真理性原理.既承认客观真理的存在，