力学的知识点总结.pptx

Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,8/1/2011,#,力学的知识点总结,目录,静力学基础,运动学概述,动力学基本原理,弹性力学简介,流体力学初步认识,振动与波动现象分析,静力学基础,01,01,力的定义,力是物体之间的相互作用，可以改变物体的运动状态或形状02,力的性质,力具有大小、方向和作用点三个要素；力是矢量，遵循平行四边形法则03,力的单位,国际单位制中，力的单位是牛顿（N）力的概念与性质,作用于同一物体上的一组力称为力系力系的概念,通过平移和旋转等操作，将力系简化为一个合力或一个合力和一个合力偶力系的简化,根据实际问题选择合适的简化方法，如正交分解法、力多边形法等简化方法的选用,力系及其简化方法,01,02,03,物体处于静止或匀速直线运动状态时，所受合力为零平衡条件,分析物体在受到微小扰动后能否恢复到原平衡状态的能力稳定性分析,对于刚体系统，还需考虑合力偶是否为零平衡条件的扩展,平衡条件与稳定性分析,阻碍物体相对运动的力称为摩擦力。

摩擦力的概念,静摩擦力、滑动摩擦力和滚动摩擦力摩擦力的分类,根据摩擦定律计算摩擦力的大小和方向摩擦力的计算,利用摩擦力实现传动、制动等功能；减小有害摩擦，提高机械效率摩擦力的应用,摩擦力及其应用,运动学概述,02,1,2,3,描述物体运动时，被选作标准的物体或物体群参照系定义,根据问题需求，可选择直角坐标系、极坐标系等坐标系种类,参照系是确定物体位置和运动状态的基准，而坐标系是用来定量描述物体位置和运动状态的工具参照系与坐标系关系,参照系与坐标系选择,描述物体位置变化的物理量，具有大小和方向位移,描述物体运动快慢的物理量，等于位移与时间的比值速度,描述物体速度变化快慢的物理量，等于速度变化量与时间的比值加速度,位移、速度和加速度描述,03,曲线运动分类,根据加速度特点，可分为匀变速曲线运动和变加速曲线运动01,曲线运动条件,物体所受合外力的方向与速度方向不在同一直线上02,曲线运动性质,速度方向时刻改变，加速度大小和方向可能改变也可能不变曲线运动特点分析,相对运动定义,同一参考系下，不同物体之间的位置变化关系相对速度计算,根据相对运动原理，可计算两物体之间的相对速度相对运动应用,在日常生活和工程实践中，广泛利用相对运动原理分析和解决问题。

相对运动原理,动力学基本原理,03,牛顿第一定律（惯性定律）,01,一个物体在不受外力作用时，将保持静止状态或匀速直线运动状态牛顿第二定律（加速度定律）,02,物体加速度的大小与作用力成正比，与物体质量成反比，方向与作用力方向相同牛顿第三定律（作用与反作用定律）,03,任何两个物体之间的作用力与反作用力总是大小相等、方向相反、作用在同一条直线上牛顿三定律内容解读,01,动量定理,02,动量守恒定律,物体动量的变化等于作用在物体上的合外力的冲量在一个封闭系统中，如果没有外力作用或外力作用的合冲量为零，则系统的总动量保持不变动量定理和动量守恒定律,在一个封闭系统中，能量的总量保持不变，不会增加或减少通过能量守恒定律可以分析和解决各种力学问题，如弹性碰撞、非弹性碰撞、机械能守恒等能量守恒定律及应用,应用,能量守恒定律,弹性碰撞,碰撞前后系统动能守恒，碰撞后两物体以相同的速度分离非弹性碰撞,碰撞后系统动能不守恒，部分动能转化为热能或其他形式的能量完全非弹性碰撞,碰撞后两物体粘合在一起，以相同的速度运动解决方法,根据动量守恒定律和能量守恒定律列方程求解，或应用恢复系数等概念进行分析碰撞问题分类与解决方法,弹性力学简介,04,弹性变形,物体在外力作用下发生形变，当外力撤去后能完全恢复原来形状的变形。

塑性变形,物体在外力作用下发生形变，当外力撤去后不能恢复原来形状而保留下来的一部分变形弹性变形和塑性变形概念区分,应变,物体由于外因（载荷、温度变化等）引起的形变，用于描述物体各点在不同方向上的相对位移关系,应力和应变之间存在一一对应关系，通过胡克定律等可以相互转换应力,单位面积上所承受的附加内力，用于描述物体内部各点在不同方向上的受力状态应力、应变及其关系描述,弹性模量,描述材料在弹性阶段应力与应变成正比的比例系数，是表征材料抵抗弹性变形能力的指标泊松比,材料在单向受拉或受压时，横向正应变与轴向正应变的绝对值的比值，反映材料横向变形的弹性常数弹性模量和泊松比物理意义,01,02,03,04,拉伸是指杆件受到轴向拉力作用而伸长；压缩是指杆件受到轴向压力作用而缩短拉伸与压缩的概念,对杆件进行受力分析，确定其受到的轴向拉（压）力大小和方向受力分析,根据胡克定律计算杆件的变形量，包括伸长量或缩短量变形计算,根据材料的许用应力和实际应力进行强度校核，确保杆件在安全工作范围内强度校核,简单杆件拉伸压缩问题,流体力学初步认识,05,流体静压强计算方法,压强的定义与单位,压强是单位面积上的垂直作用力，常用单位是帕斯卡（Pa）。

流体静压强的计算,流体静压强等于流体的密度、重力加速度和液柱高度的乘积压强传递原理,在密闭容器内，由外力作用所产生的压强增量将毫无损失地传递至流体内部各点单位时间内流入、流出控制体的质量流量之差等于控制体内质量的变化率连续性方程,理想流体在重力场中作稳定流动时，具有压力能、位能和动能三种形式，它们之间可以相互转化，但总和保持不变伯努利方程,用于分析流体在管道中的流动状态，如水泵的工作原理、喷嘴的设计等伯努利方程的应用,连续性方程和伯努利方程,粘性流体的分类,根据粘度的大小，粘性流体可分为牛顿流体和非牛顿流体流体运动的两种状态,层流和湍流层流时流体分层流动，互不干扰；湍流时流体内部存在大量漩涡和随机运动牛顿内摩擦定律,粘性流体在流动时，相邻两层流体之间的内摩擦力与速度梯度成正比粘性流体运动规律探讨,管道中流体的流动受到管道形状、尺寸和粗糙度等因素的影响管道流动的特点,由于粘性摩擦和局部阻力等因素，流体在管道中流动时会产生能量损失管道流动的能量损失,通过合理设计管道的形状、尺寸和布局等参数，可以降低能量损失，提高流体的输送效率管道流动的优化设计,管道中流体流动现象,振动与波动现象分析,06,振幅,周期是振动体完成一次全振动所需的时间，频率是单位时间内完成全振动的次数，二者互为倒数关系。

周期和频率,相位,描述振动体在某一时刻所处的振动状态，包括初相位和相位差表示振动体离开平衡位置的最大距离，决定了振动的强度简谐振动特征参数确定,振动体在振动过程中受到阻力作用，振幅逐渐减小，最终停止振动阻尼振动的特点是振动能量不断耗散阻尼振动,振动体在周期性外力作用下产生的振动受迫振动的频率等于驱动力的频率，与振动体自身的固有频率无关当驱动力的频率接近振动体的固有频率时，会发生共振现象受迫振动,阻尼振动和受迫振动比较,VS,波在传播过程中，介质中的质点并不随波一起迁移，而是在各自的平衡位置附近振动波的传播速度与介质性质有关，与波的频率无关波动方程建立,波动方程是描述波在介质中传播规律的数学表达式对于简谐波，其波动方程可以表示为y=Acos(t-kx+)，其中y表示质点的振动位移，A表示振幅，表示角频率，k表示波数，x表示质点离波源的距离，表示初相位波传播特点,波传播特点及波动方程建立,声波,声波是由物体振动产生的机械波，需要介质传播声波在传播过程中具有反射、折射、干涉、衍射等现象光波,光波是一种电磁波，不需要介质传播光波具有波粒二象性，既可以表现出波的特性（如干涉、衍射），也可以表现出粒子的特性（如光电效应）。

光波在传播过程中速度不变，与介质性质无关声波、光波等典型波动现象,THANKS,。