理论力学教程周衍柏第三版课件

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1、理论力学教程（第三版）周衍柏编高等教育出版社1§0.1力学的研究对象力学（mechanics）的研究对象是机械运动（mechanicalmotion）经典力学研究在弱引力场中宏观物体的低速运动力学:运动学、（静力学）、动力学•••Natureandnature’slawlayhidinnight:Godsaid:letNewtonbe!Andallwaslight！2理论力学与普物力学的关系•••理论力学是力学的延续与提高主要的概念和定律一样理论力学用高等数学方法处理物理问题分析力学•3理论力学的任务研究物体机械运动的一般规律理论力学的研究

2、对象有限个自由度的力学体系质点刚体两个模型4理论力学研究的条件宏观低速下①质量不变②绝对时间③绝对空间5*vc*物体的尺度原子,分子尺度理论力学的学习••预备知识:普通力学+高等数学以公理、定律为依据，应用数学推演的方法导出其他定理和结论偏重于问题的提出、求解严格基础训练、强化现代技术应用注重问题的延拓分析培养科学精神••••6科学是一种方法，它教导人们：一些事物是怎样被了解的，什么事情是已知的，现在了解到什么程度（因为没有事情是绝对已知的），如何对待疑问和不确定性，证据服从什么法则，如何去思考事物，做出判断，如何区别真伪和表面——

3、理查德.费曼现象。参考书梁昆淼.梁昆淼.赵凯华.卢德馨.力学.力学.力学.(上册)第四版,高等教育出版社,2009(下册)第四版,高等教育出版社,2010第二版,高等教育出版社,2004大学物理学.第二版,高等教育出版社,20037§0.2理论力学的内容结构矢量力学（即牛顿力学）＋分析力学矢量力学是以牛顿运动定律为基础，从分析质量和物体受•力情况，由此探讨物体的机械运动规律.在矢量力学中，涉及的量多数是矢量，如力、动量、动量矩、力矩、冲量等.力是分析力学中最关键的量.分析力学以达朗贝尔原理为基础，从分析质量和质量系能量情•况，由此探讨物体机

4、械运动规律.分析力学中涉及的量多数是标量，如动能、势能、拉格朗日函数、哈密顿函数等。动能和势能是最关键的量.8§0.3力学简史牛顿力学的建立：在哥白尼(日心说)推翻了托勒密的地心说，和在第谷布拉赫积累的天文观察资料基础上,开普勒发现了行星三定律——总结万有引力定律，牛顿总结了三定律(《自然哲学的数学原理》,1687).分析力学:（1788）拉格朗日力学建立(至此认为力学天衣无缝).近代力学：19世纪末、20世纪初出现了经典力学无法解释的矛盾.1）高速（与c比）：相对论（爱因斯坦）；2）微观粒子：量子力学（薛定谔）；3）纳米技术：0.1~10

5、0nm尺度起关键作用(原子直径10-10m;人头发10-4m；人100m).9•••§0.4力学单位制物理理论组成：概念、概念的数学表示假定、方程组（物理量的关系）单位制通过以下步骤建立：••选出几个相互独立的物理量作为基本量；选取可以直接测量的物理量.通常基本量都是1.由物理规律或定义推出用基本量表示的其他量（导出量）的关系式（称为导出关系式）.确定出基本量的单位（基本单位）；力学常用基本量为长度：米（m）、质量：千克（kg）、时间：秒（s）102.3.由导出关系式确定出导出量的单位（导出单位）；基本量的量纲为其本身，并规定用基本量的符号

6、的正体大写字母作为基本量的量纲的符号.导出量的量纲通过导出关系式用基本量的量纲表示.单位制：按照上述方法制定的一套单位.常用单位制:MKS、CGS、自然单位制.单位制制订要考虑不易变化以及测量的方便程度.4.5.6.•••1112时间(time)的计量以前定义:1秒为地球绕自身轴线转动一周(1天)的1/86400.目前时间标准：1秒的长度等于与铯133原子基态两个超精细能级之间跃迁相对应的辐射周期的9192631770倍.未来定义:原子氢微波激射器？因为它比铯原子钟稳定度高100倍.•••13时钟的改进14长度(length)的计量空间反映

7、物质运动的广延量,在三维空间里位置可由三个相互独立的坐标来确定.空间中两点间的距离为长度.1889年，第一届国际计量大会:法国国际计量局铂铱合金棒在0oC时两条刻线间的距离定义为1米.1960年，第十一届国际计量大会：采用氪86原子橙黄光波长的1650763.73倍定义为1米,实现了自然基准.1983年，第十七届国际计量大会：1米定义为光在真空中传播(1/299792458)秒的时间间隔内所经路程的长度.••••15质量(mass)的计量物体所含物质的多少.惯性质量引力质量1889年，第一届国际计量大会：1千克质量的实物基准是保存在法国巴黎

8、国际计量局中的一个特制的、直径和高均为39mm的铂钇合金圆柱体，称为国际千克原器.未来标准:是否采用自然基准?•••••16物质世界的层次和数量级17物质世界的层次和数量级mic