《大学物理学》习岗主编农科教材课件pdf01连续体力学
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(大学物理基础)第一章连续体力学
液体的结构特征是近程有序、远程无序。
液体的分类：
（1）极性液体(polar liquid)：由带极性的分子组成的液体。 这种液体分子的正负电部分不相重合而使分子具有极性。
（2） 非极性液体(non-polar liquid)又称范德瓦耳斯液体。 特征是液体的分子不带电荷或没有极性,分子之间主要依靠 微弱的分子力联系起来。
重点例题
第一章P28 例题1-3 P31 例题1-5 第二章P75 例题2-1 P86例题2-3 P97 例题2-6 第三章P121例题3-2 P124例题3-3 P128例题34 P134例题3-5 第四章P164例题4-3 P164例题4-4 P165例题45 P169 例题4-6 P170 例题4-7 P171例题4-8 P176例题4-10 P176例题4-11 P178 例题4-12 P181 例题4-13 第六章P240例题6-1 P241例题6-2 P242例题63 P251例题6-4 P251例题6-5 第八章P315例题8-4 P345例题8-6 第九章P378例题9-1 P383例题9-2 P399例题9-5 P401例题9-6 共计30个。
物质的三态
固体 液体 气体 问题：固液之间的态是什么？有没有？（液 晶） 三态特点：固体：体积、形状固定，不易压 缩；液体：不易压缩，形状不定，容易流动， 各向同性 原因：结构决定
液体的结构：
结构特点：分子排列比晶体稍微松散。大多数液体都是 以分子为基本结构单元，分子之间的键联较弱，主要是 范德瓦耳斯键。由杂乱分布的变动的微区构成。
参考书目
1，《现代农业和生物学中的物理学》
习岗，李伟昌
科学出版社
2，《物理学教程》马文蔚
高等教育出版社
3，《普通物理学》 程守洙 江之泳 高等教育出版社
液体的分类：
（1）极性液体(polar liquid)：由带极性的分子组成的液体。 这种液体分子的正负电部分不相重合而使分子具有极性。
（2） 非极性液体(non-polar liquid)又称范德瓦耳斯液体。 特征是液体的分子不带电荷或没有极性,分子之间主要依靠 微弱的分子力联系起来。
重点例题
第一章P28 例题1-3 P31 例题1-5 第二章P75 例题2-1 P86例题2-3 P97 例题2-6 第三章P121例题3-2 P124例题3-3 P128例题34 P134例题3-5 第四章P164例题4-3 P164例题4-4 P165例题45 P169 例题4-6 P170 例题4-7 P171例题4-8 P176例题4-10 P176例题4-11 P178 例题4-12 P181 例题4-13 第六章P240例题6-1 P241例题6-2 P242例题63 P251例题6-4 P251例题6-5 第八章P315例题8-4 P345例题8-6 第九章P378例题9-1 P383例题9-2 P399例题9-5 P401例题9-6 共计30个。
物质的三态
固体 液体 气体 问题：固液之间的态是什么？有没有？（液 晶） 三态特点：固体：体积、形状固定，不易压 缩；液体：不易压缩，形状不定，容易流动， 各向同性 原因：结构决定
液体的结构：
结构特点：分子排列比晶体稍微松散。大多数液体都是 以分子为基本结构单元，分子之间的键联较弱，主要是 范德瓦耳斯键。由杂乱分布的变动的微区构成。
参考书目
1，《现代农业和生物学中的物理学》
习岗，李伟昌
科学出版社
2，《物理学教程》马文蔚
高等教育出版社
3，《普通物理学》 程守洙 江之泳 高等教育出版社
大学物理力学ppt课件
应用实例
天体运动中行星绕太阳的角动量守恒，刚体定点转动的 角动量守恒等。
06
功能原理和机械能守恒定律
功能原理内容解释
功能原理定义
系统所受外力的功等于系统动能的变化量。
公式表示
$W\_{ext}=\Delta E\_k$
物理意义
外力做功导致物体动能改变，是能量转化和 传递的基本规律之一。
机械能定义及分类
大学物理力学ppt课件
目
CONTENCT
录
• 力学基本概念 • 运动学基础 • 牛顿运动定律及应用 • 动量定理与动量守恒定律 • 角动量定理与角动量守恒定律 • 功能原理和机械能守恒定律
01
力学基本概念
质点与刚体
质点
具有一定质量，但没有形状和大小的理想化物理模型。质点模型 忽略了物体的形状和大小，只考虑其质量，便于研究物体的运动 规律。
动量定理表述及证明过程
动量定理表述
物体所受合外力的冲量等于物体动量的变化 量。
动量定理证明过程
通过牛顿第二定律和运动学公式推导得出。
动量守恒条件及应用实例
动量守恒条件
系统所受合外力为零或不受外 力作用。
动量守恒应用实例
碰撞问题、爆炸问题等。在这 些问题中，可以通过动量守恒 定律求解物体的速度、位移等 物理量。
、位移等物理量。
注意事项
当存在非保守力（如摩擦力 ）做功时，机械能不守恒， 需要考虑能量损失和转化。
THANK YOU
感谢聆听
03
牛顿运动定律及应用
牛顿三定律内容
第一定律
任何物体都要保持匀速直线运 动或静止状态，直到外力迫使 它改变运动状态为止。
第二定律
物体的加速度跟物体所受的合 外力成正比，跟物体的质量成 反比，加速度的方向跟合外力 的方向相同。
《大学物理》教学全套课件
课程内容
本课程涵盖力学、热学、电磁学 、光学和近代物理等多个领域， 通过系统的理论学习和实验训练 ，使学生掌握物理学的基本知识 和实验技能。
课程地位
《大学物理》为后续专业课程的 学习打下坚实的物理基础，对于 提高学生的科学素质和创新能力 具有重要意义。
教学目标与要求
知识目标
要求学生掌握物理学的基本概念、原理和方法，理解 物理现象的本质和规律。
领域的发展。
高能物理
探索宇宙的基本粒子和相互作用，如 大型强子对撞机（LHC）的实验研究 。
生物物理
应用物理学的方法和技术研究生物系 统的结构和功能，如蛋白质折叠、细 胞力学等领域的研究。
THANKS
感谢观看
阅读教材、参考书和相关文献，拓宽知识面 ，加深对物理学的认识。
理论与实践相结合
将所学的物理知识应用于实际生活和实验中 ，提高分析问题和解决问题的能力。
物理学科前沿动态介绍
凝聚态物理
研究物质在极端条件下的性质和行为， 如高温超导、拓扑物态等领域的研究。
光学与光子学
研究光的产生、传输、控制和检测等 技术和应用，如量子通信、光计算等
观测远处物体的光学仪器，用于天文学、 地理学等领域。
照相机
光纤通信
利用光学原理制成的记录影像的仪器，广 泛应用于摄影、艺术等领域。
利用光波在光纤中传输信息的通信方式， 具有传输容量大、抗干扰能力强等优点。
06
近代物理基础
相对论简介
狭义相对论
阐述了时间膨胀、长度收缩、 质能关系等基本概念，以及爱 因斯坦的著名公式E=mc^2。
量子力学的重要应用
如原子结构、分子结构、固体物理、量子信息等领域的应用。
原子核物理简介原子核的基本质包括原子核的组成、大小、形状、质量等基本性质。
《大学物理力学课件》
非弹性碰撞
碰撞过程中有能量损失的碰撞，动能不守恒但动量守恒。根据能量损 失程度可分为完全非弹性碰撞和部分非弹性碰撞。
04
流体力学简介
流体静力学原理
01
流体静压力及其分布
流体静压力是指流体在静止状态下受到的压力，其分布遵循帕斯卡定律
。
02
浮力与阿基米德原理
浮力是流体对浸入其中的物体产生的向上的力，其大小等于物体所排开
简谐振动的定义和特性
简谐振动是物体在一定位置附近做周期性往返运动的现象，具有特定的频率、振幅和相位。
简谐振动的合成
当两个或多个简谐振动作用于同一物体时，它们的合成振动遵循矢量合成原则，结果振动的频率、振幅和相位由 各个分振动的特性共同决定。
阻尼振动、受迫振动和共振现象
阻尼振动
当振动系统受到摩擦、空气阻力等阻尼力的作用时，振动幅度会 逐渐减小，直至最终停止振动。
受迫振动
当振动系统受到周期性外力的作用时，系统会以该外力的频率进 行振动，称为受迫振动。
共振现象
当受迫振动的频率接近或等于系统固有频率时，振幅会显著增大 ，产生共振现象。
机械波产生条件与传播特性
机械波的产生条件
机械波的产生需要波源和介质两个条件，波源提供振动的能量，介质则将这种能量传播出去。
机械波的传播特性
03
弹性力学基础
弹性形变与胡克定律
弹性形变定义
物体在受到外力作用后，形状或体积发 生改变，当外力撤去后，物体能恢复原 状的形变。
VS
劲度系数k
表示弹簧“软硬”程度的物理量，由弹簧 本身的性质决定，与形变量和弹力无关。
弹性势能及能量守恒
弹性势能定义
发生弹性形变的物体具有的势能，其大小与形变量有 关。
碰撞过程中有能量损失的碰撞，动能不守恒但动量守恒。根据能量损 失程度可分为完全非弹性碰撞和部分非弹性碰撞。
04
流体力学简介
流体静力学原理
01
流体静压力及其分布
流体静压力是指流体在静止状态下受到的压力，其分布遵循帕斯卡定律
。
02
浮力与阿基米德原理
浮力是流体对浸入其中的物体产生的向上的力，其大小等于物体所排开
简谐振动的定义和特性
简谐振动是物体在一定位置附近做周期性往返运动的现象，具有特定的频率、振幅和相位。
简谐振动的合成
当两个或多个简谐振动作用于同一物体时，它们的合成振动遵循矢量合成原则，结果振动的频率、振幅和相位由 各个分振动的特性共同决定。
阻尼振动、受迫振动和共振现象
阻尼振动
当振动系统受到摩擦、空气阻力等阻尼力的作用时，振动幅度会 逐渐减小，直至最终停止振动。
受迫振动
当振动系统受到周期性外力的作用时，系统会以该外力的频率进 行振动，称为受迫振动。
共振现象
当受迫振动的频率接近或等于系统固有频率时，振幅会显著增大 ，产生共振现象。
机械波产生条件与传播特性
机械波的产生条件
机械波的产生需要波源和介质两个条件，波源提供振动的能量，介质则将这种能量传播出去。
机械波的传播特性
03
弹性力学基础
弹性形变与胡克定律
弹性形变定义
物体在受到外力作用后，形状或体积发 生改变，当外力撤去后，物体能恢复原 状的形变。
VS
劲度系数k
表示弹簧“软硬”程度的物理量，由弹簧 本身的性质决定，与形变量和弹力无关。
弹性势能及能量守恒
弹性势能定义
发生弹性形变的物体具有的势能，其大小与形变量有 关。
大学物理力学第一章ppt课件
质点系的动量定理
质点系所受外力的矢量和等于质点系动量的变化率。
质心运动定理
质点系的质量中心的运动与外力有关，外力主矢量等 于质点系质量与质心加速度的乘积。
2024/1/25
14
牛顿第三定律
作用力与反作用力
两个物体之间的作用力和反作用力总是大小相等 、方向相反，作用在同一条直线上。
动量守恒定律
如果一个系统不受外力，或者所受外力的矢量和 为零，这个系统的总动量保持不变。
任务
揭示物质运动的普遍规律，探索物质的基本结构和 相互作用机制，为其他自然科学和工程技术提供基 础理论支持。
2024/1/25
4
物理力学的研究方法
2024/1/25
实验方法
01
通过设计和实施实验，观察和测量物质在特定条件下的运动现
象和规律。
理论方法
02
运用数学和物理学理论，建立物质运动的数学模型，通过逻辑
9
速度与加速度
速度定义
质点在某时刻的运动快慢和方向
瞬时速度定义
质点在某一时刻或某一位置的速 度
平均速度定义
质点在某段时间内位移与时间的 比值
平均加速度定义
质点在某段时间内速度变化量与 时间的比值
2024/1/25
瞬时加速度定义
质点在某一时刻或某一位置的加 速度
加速度定义
质点速度变化快慢的物理量
10
2024/1/25
势能的概念
势能是物体间相互作用而具有的能量，与物体间的相对位 置有关。常见的势能包括重力势能和弹性势能。
机械能守恒定律的表述
在只有重力或弹力做功的物体系统内，动能与势能可以相 互转化，而总的机械能保持不变，即$E_{机} = E_k + E_p = text{常数}$。
大学物理学(农科)》复习 课件
压强: P P0 gh 表面张力: f(两种测l量方法)
拉普拉斯公式: pin pout(气 2泡R、毛细现象）
连续性原理：v1ds1 v2ds2 C
（质量守恒）
伯努利方程：p1 （功能原理）
1 2
v12
gh1
p2
1 2
v22
gh2
泊肃叶公式
v p1 p2 R 2 r 2 4l
无限长载流圆柱体：0 r R,
B
0Ir
2π R2
r R, B 0I
2π r
无限长载流圆柱面：0 r R, B 0 r R, B 0I
2π r
第八章 振动与波动
1.主要概念:简谐振动、振幅、周期、频率、相位、 初相，波速，波的干涉， 波的衍射，简谐波。
2.主要公式:
简谐振动:
x Acos t
T
2
2
m k
2
T 2
1
T
y A
u
O
A
x
波动:
1 T
u
T
yx,t Acos[(t x) ]
u
yx,t Acos[2 ( t x )]
T
y(t,
x)
A cos
ωt-
2π λ
x
3.主要定律及重点:
（1）简谐振动方程的求解。 （2）振动能量的变化特征。 （3）相干条件：频率相同，振动方向相同，相差恒定 （4）简谐波的相关计算。
第四章 静电场
1.主要概念:点电荷、电场强度、电通量、电势。
2.主要公式: 库仑定律:
f
q1q2
4 0r 2
r
电场强度:
叠加原理：E
dE 1
4 0
拉普拉斯公式: pin pout(气 2泡R、毛细现象）
连续性原理：v1ds1 v2ds2 C
（质量守恒）
伯努利方程：p1 （功能原理）
1 2
v12
gh1
p2
1 2
v22
gh2
泊肃叶公式
v p1 p2 R 2 r 2 4l
无限长载流圆柱体：0 r R,
B
0Ir
2π R2
r R, B 0I
2π r
无限长载流圆柱面：0 r R, B 0 r R, B 0I
2π r
第八章 振动与波动
1.主要概念:简谐振动、振幅、周期、频率、相位、 初相，波速，波的干涉， 波的衍射，简谐波。
2.主要公式:
简谐振动:
x Acos t
T
2
2
m k
2
T 2
1
T
y A
u
O
A
x
波动:
1 T
u
T
yx,t Acos[(t x) ]
u
yx,t Acos[2 ( t x )]
T
y(t,
x)
A cos
ωt-
2π λ
x
3.主要定律及重点:
（1）简谐振动方程的求解。 （2）振动能量的变化特征。 （3）相干条件：频率相同，振动方向相同，相差恒定 （4）简谐波的相关计算。
第四章 静电场
1.主要概念:点电荷、电场强度、电通量、电势。
2.主要公式: 库仑定律:
f
q1q2
4 0r 2
r
电场强度:
叠加原理：E
dE 1
4 0
大学物理力学(全)ppt课件
碰撞后两物体粘在一起以 共同速度运动的碰撞。此 时机械能损失最大，动能
之和最小。
05
流体力学基础
流体的性质与分类
流体的定义
流体是指在外力作用下，能够连续变形且不能恢复原 来形状的物质。
流体的性质
流动性、压缩性、黏性。
流体的分类
按物理性质可分为气体和液体；按化学性质可分为纯 净物和混合物。
流体静力学
重力势能
重力做功与路径无关，只与初末 位置的高度差有关。 03
机械能守恒定律
04 只有重力或弹力做功的物体系统 内，动能与势能可以相互转化， 而总的机械能保持不变。
刚体定轴转动动力学
刚体定轴转动的描述
角速度、角加速度和转动惯量等物理量的定义和 计算。
刚体定轴转动的动能定理
刚体定轴转动时，合外力矩对刚体所做的功等于 刚体转动动能的变化。
弹性势能与动能之间的转化
在振动过程中，物体的动能和弹性势能不断相互转化。
弹性碰撞与非弹性碰撞
弹性碰撞
碰撞过程中，物体间无机 械能损失的碰撞。碰撞后 两物体以相同的速度分开
，且动能之和不变。
非弹性碰撞
碰撞过程中，物体间有机 械能损失的碰撞。碰撞后 两物体以不同的速度分开
，且动能之和减小。
完全非弹性碰撞
伯努利方程的应用
伯努利方程在流体力学中有广泛的应用，如计算管道中流体的流速和流量、分析机翼升力原理、解释 喷雾器工作原理等。同时，伯努利方程也是一些工程领域（如水利工程、航空航天工程等）中设计和 分析的重要依据。
06
分析力学基础
约束与自由度
约束的概念
约束是对物体运动的一种限制，它减少了物体的自 由度。
牛顿运动定律
牛顿第一定律（惯性定律）
之和最小。
05
流体力学基础
流体的性质与分类
流体的定义
流体是指在外力作用下，能够连续变形且不能恢复原 来形状的物质。
流体的性质
流动性、压缩性、黏性。
流体的分类
按物理性质可分为气体和液体；按化学性质可分为纯 净物和混合物。
流体静力学
重力势能
重力做功与路径无关，只与初末 位置的高度差有关。 03
机械能守恒定律
04 只有重力或弹力做功的物体系统 内，动能与势能可以相互转化， 而总的机械能保持不变。
刚体定轴转动动力学
刚体定轴转动的描述
角速度、角加速度和转动惯量等物理量的定义和 计算。
刚体定轴转动的动能定理
刚体定轴转动时，合外力矩对刚体所做的功等于 刚体转动动能的变化。
弹性势能与动能之间的转化
在振动过程中，物体的动能和弹性势能不断相互转化。
弹性碰撞与非弹性碰撞
弹性碰撞
碰撞过程中，物体间无机 械能损失的碰撞。碰撞后 两物体以相同的速度分开
，且动能之和不变。
非弹性碰撞
碰撞过程中，物体间有机 械能损失的碰撞。碰撞后 两物体以不同的速度分开
，且动能之和减小。
完全非弹性碰撞
伯努利方程的应用
伯努利方程在流体力学中有广泛的应用，如计算管道中流体的流速和流量、分析机翼升力原理、解释 喷雾器工作原理等。同时，伯努利方程也是一些工程领域（如水利工程、航空航天工程等）中设计和 分析的重要依据。
06
分析力学基础
约束与自由度
约束的概念
约束是对物体运动的一种限制，它减少了物体的自 由度。
牛顿运动定律
牛顿第一定律（惯性定律）
大学物理教程ppt课件
光的量子性
黑体辐射和光电效应
黑体辐射定律，光电效应实验和爱因斯坦光电效应方程。
康普顿效应
康普顿散射实验和康普顿效应的意义。
波粒二象性
德布罗意波，电子衍射实验，波粒二象性的统一。
量子力学基础
测不准原理，薛定谔方程，原子结构和光谱。
06
近代物理学基础
狭义相对论基础
洛伦兹变换
推导及物理意义
相对论动力学基础
热力学第一定律可以应用于各种热力学过程和现象的分析，如热机的效
率、制冷机的性能、热传导和热辐射等。
热力学第二定律
热力学第二定律的表述
热力学第二定律指出，不可能从单一热源取热，使之完全转换为有用的功而不产生其他影响。换句话说，热力学过程总是 伴随着一些不可逆的损失。
熵和熵增加原理
熵是表示系统无序程度的物理量，熵增加原理则指出，在孤立系统中发生的任何过程，总是向着熵增加的方向进行。这意 味着自然界中的过程总是向着更加无序的方向发展。
热量的定义和性质 热量是物体之间由于温度差异而进行的能量转移。热量总 是从高温物体流向低温物体，直到两者温度相等。
热传导、热对流和热辐射 热传导是物体内部或物体之间直接接触时的热量传递方式； 热对流是流体中由于温度差异引起的热量传递；热辐射则 是通过电磁波传递热量的方式。
热力学第一定律
01
热力学第一定律的表述
热力学第一定律指出，热量可以从一个物体传递到另一个物体，也可以
与机械能或其他能量互相转换，但是在转换过程中，能量的总量保持不
变。
02
内能、功和热量
内能是物体内部所有分子热运动的动能和分子间相互作用的势能之和；
功是力在力的方向上移动的距离的乘积；热量则是物体之间由于温度差
大学基础物理学农科用教材自作pdf课件热力学
将(1)式代入(2)式，并化简,即可得
PV γ = const.
将其与理想气体状态方程结合，可得另两个方程。
（以上推导过程方程的方法有典型性）
海南大学
第三章 热力学
♦ 绝热线: 理想气体的绝热线比等温线“更
陡” 。
【证明】设一等温线和一绝热线在
海
Ａ点相交,（注意绝热线上各点温度不同）大
M
μ
CV
dT
=
M
μ
CV
(T2
−
T1
)
= νCV ΔT
=
V R
CV ( p2
−
p1 )
海南大学
第三章 热力学
2.等压过程
P一定 d P = 0 P 12
• P-V图上对应一直线
海
• 过程方程
纳
V =ν R = 恒量
Tp
O
大
V
道
百 • 能量转换关系 Δ E p = ν C v (T2 − T1 ) 致
CV
=
3R 2
Cp
=
5 2
R
致 远
双原子分子气体
CV
=
5R 2
Cp
=
7 2
R
单双多
γ 5/3 7/5 4/3
海南大学
第三章 热力学
3.等温过程
T一定 d T = 0 P
• P-V图上对应一曲线
海 纳
•过程方程
pV = M RT = 恒量
μ
O V1
V V2
大 道
百 • 能量转换关系 dU = 0 Q T = A
道
百 §3.2 热力学第二定律
致
川
《大学基础物理学》农科用教材自作ppt课件-00绪论
大 道 致
00绪论 物理学与人类文明 绪论-物理学与人类文明 绪论
物理学还为所有其他的科学提供了强有力的研究工具: 物理学还为所有其他的科学提供了强有力的研究工具:
海 纳 百
五十年代就已经把X光用于生物分子的结构分析， 五十年代就已经把 光用于生物分子的结构分析，最重要 光用于生物分子的结构分析 的是它在五十年代首次分析了DNA的双螺旋结构; 的双螺旋结构; 的是它在五十年代首次分析了 的双螺旋结构
*
生物物理 有机体遗传程序的研究
** 有机体遗传程序的研究（须运用量子力学、统计 有机体遗传程序的研究（须运用量子力学、
物理、 射线 射线、 和核磁共振技术等 技术等）。 物理、X射线、电子能谱 和核磁共振技术等）。 ** 非平衡热力学及统计物理
海 南 大 学
00绪论 物理学与人类文明 绪论-物理学与人类文明 绪论
海 南 大 学
二十世纪以古典物理学为基础， 二十世纪以古典物理学为基础，还有很多 重要的发明与应用： 重要的发明与应用
海 纳 百
00绪论 物理学与人类文明 绪论-物理学与人类文明 绪论
1901年马可尼成功地发射了无线电波，无 年马可尼成功地发射了无线电波， 年马可尼成功地发射了无线电波 线电广播和通讯就得到了大规模的推广应用； 线电广播和通讯就得到了大规模的推广应用； 1936年又发明了磁带录音； 年又发明了磁带录音； 年又发明了磁带录音 1937年发明了雷达； 年发明了雷达； 年发明了雷达 1939年开始调频广播； 年开始调频广播； 年开始调频广播 年发明了晶体管； 1947年发明了晶体管； 年发明了晶体管 1958年超声技术开始在医疗中间应用。 年超声技术开始在医疗中间应用。 年超声技术开始在医疗中间应用 1960年发明了红宝石激光器； 年发明了红宝石激光器； 年发明了红宝石激光器 1975年液晶显示用于计算器 年液晶显示用于计算器； 年液晶显示用于计算器 1982年激光唱盘问世 .大 学 年激光唱盘问世 海 南
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在晶体中，原子或离子周期性重复排列，形成晶格(crystal
lattice)，或称为空间点阵(spatial lattice)。点阵中通过任一
海 格点所作的一簇簇直线称为晶列(crystal column)，同一平
面上的晶列构成晶面(crystal plane).
大
纳
道
百
晶胞(crysal unit cell)：晶 格中最小的平行六面体。 致
第一章 连续体力学（Mechanics of continuous medium)
二、帕斯卡原理
f
1.原理的表述及推证
海 A点： P0
对活塞加力f:
B点: P0 + ρgh
As
h
大
B
纳
A点：
P0
+
f S
=
P0
+ ΔP
B点:
海 大
纳 道
百
致
川
远
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第一章 连续体力学（Mechanics of continuous medium)
§1.2 静止液体的力学性质
一、液体的结构与分类
海 1.结构(structure)
大
纳
近程有序和远程无序是液体结构的基本特征
道
百
致
川
远
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第一章 连续体力学（Mechanics of continuous medium)
第一章 连续体力学（Mechanics of continuous medium)
2. 应力（stress）
海
纳 作用在物体内部单位面积
百
上的作用力称应力，应力 是内力。
川
应力的数学表达：
Δf n
Δf 大
道
ΔS Δft
致
远
σ = Δf
ΔS
σ = lim Δf = d f ΔS→0 ΔS d S
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第一章 连续体力学（Mechanics of continuous medium)
海 第一章 连续体力学
大
纳 （Mechanics of continuous medium)
道
百
致
川
远
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第一章 连续体力学（Mechanics of continuous medium)
引言
海
连续体力学又称连续介质力学，包括固体的弹 大
P
=
lim
ΔS →0
Δf Δs
静止流体内一点的压强等于当面元面积趋于零时该点任意假 想面元上正压力大小与面元面积之比的极限。 单位：SI “帕” “Pa”
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第一章 连续体力学（Mechanics of continuous medium)
2.静止流体内压强分布
(1)等高的地方压强 相等
PA PB
致
川
拉伸应变
σ
拉＝E
Δl l0
远
剪切应变
σ
剪＝G
x d
E 和G 分别称杨氏模量和切变模量，它们反
映了材料对形变的抵抗能力。
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第一章 连续体力学（Mechanics of continuous medium)
三、固体的拉伸与压缩
海 大
纳
l
道
百
l0
致
川
远
b
b0
低碳钢的应力－应变图
固体的形变
应力－应变图swf
大
纳 道
百
致
川
远
动画：应力与应变
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第一章 连续体力学（Mechanics of continuous medium)
应变是描述固体形变程度的 物理量，它是指物体在外力 海 作用下发生的相对形变。
纳 百
拉伸应变
ε = Δl
l0
x
川
γ
剪切应变
γ=x
d
d
体应变
θ = ΔV
V
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l0 l
大
道 致 远
海 大
纳 道
百
致
川
远
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第一章 连续体力学（Mechanics of continuous medium)
趣闻：千姿百态的水结晶
海 大
纳 道
百
致
川
远
日本泉水的结晶
布宜诺斯艾利斯 的水结晶
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第一章 连续体力学（Mechanics of continuous medium)
海 大
纳 道
百
致
海
高温超导体
大
纳
YBaCuO 晶体的
道
百
结构
致
川
远
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第一章 连续体力学（Mechanics of continuous medium)
海 大
纳 道
百
致
川
远
图描绘了Be2O3晶体和 Be2O3玻璃的内部结构。 由图可以看出，两者间具有显著的不同，组成
Be2O3晶体的粒子在空间的排列具有周期性，是 长程有序的。
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第一章 连续体力学（Mechanics of continuous medium)
2. 非晶体(amorphous)
海 大
纳
无规则对称的外形，加热熔化时也没有确 道
百
定的熔点，在微观上分子排列无序（或近程有 序），这类固体称非晶体。
致
川
远
非晶体有许多类型，玻璃体、弹性体和塑 性体是其中最主要的类型。生物材料大多属于 非晶体。
种形变中，拉伸压缩和剪切为基本形变，扭转和
致
川 弯曲可视为前两种形变的组合。
远
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第一章 连续体力学（Mechanics of continuous medium)
如果外力去除后，固体的形变也随之消失，这 种形变称弹性形变(elastic deformation)；反之则 海 称塑性形变 （plastic deformation）.
海 大
纳 道
百
致
川
远
1-12.3
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第一章 连续体力学（Mechanics of continuous medium)
准晶体是1928年发现的，具有
3.准晶体
凸多面体规则外形的，但不同于 晶体的固态物质，它们具有晶体
物质不具有的五重轴。
海
1984 年 Shechtman
大
纳 等人报导了用快速冷却
川
远
听到美好祝词的 水结晶
听了贝多芬田园交响曲的水 呈现的结晶就像明快、清爽 的曲子一样美丽而工整
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第一章 连续体力学（Mechanics of continuous medium)
海 大
纳 道
百
致
川
远
听到对美充满深深祈望的 莫扎特的《第４０号交响 曲》的水，其结晶也竭尽 全力展现出一种华丽的美.
听到恶毒咒语的水结 晶显得杂乱而丑陋
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第一章 连续体力学（Mechanics of continuous medium)
（2）微观上分子呈有序排列（远程有序），
海 大
纳 道
百
致
川
远
立方结构-NaCl
面心立方结构-Cu
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第一章 连续体力学（Mechanics of continuous medium)
海 PA Δ s − PB Δ S = 0
A
B
ΔS ΔS
大
纳 PA = PB
道
静止流体中所有等高的地方压强相都等
百 川
(2) 高度相差h的两点间压强差为 ρgh PB ΔSB
PBΔS + ρghΔS − PCΔS = 0
PCΔS C
致 远
PC − PB = ρgh
P = P0 + ρgh
P0
Ph
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纳 性力学和流体力学。连续体的共同特点是其内部质 点之间可以有相对运动。从宏观上看，连续体可以 道
百 有形变或非均匀流动。处理连续体的办法是不再把 致
川 它看成一个个离散的质点，而是取“质元”，即有质 远 量的体积元。在连续体力学中，力不再看成是作用
在一个个离散的质点上，而看成是作用在质量元的
表面上。本章主要研究固体的弹性性质、液体的表
面性质、液体的流动性质和黏滞性质，这些性质无
疑对农业和生物学中是非常重要的。
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第一章 连续体力学（Mechanics of continuous medium)
§1.1 固体的弹性
海
(Elasticity of solid)
大
纳 一、固体的结构
道
百 固体是物质存在的一种状态。与液体和气体相比 致
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第一章 连续体力学（Mechanics of continuous medium)
2.泊松比(Poisson ratio)
固体的形变
横向相对形变或应变
海 纳
ε1
=
b − b0 b0
=
Δb b0
大 道
百 川
l 泊松比(Poisson ratio)
l0
μ = ε1
致 远
ε 纵向相方法制备的 AlMn 合金
道
百 中的电子衍射图中，发
致
川 现了具有五重对称的斑 点分布，斑点的明锐程
远
度不亚于晶体的情况，
提出介于晶体和非晶体
之间的新的状态 ——
称为准晶态
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第一章 连续体力学（Mechanics of continuous medium)
海 大