大学物理力学14章习题.ppt
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大学物理-力学课件(全)
详细描述
牛顿第二定律
总结词
描述力对物体转动效应的定律。
详细描述
力的矩与转动定律指出，力矩是力和力臂的乘积，其方向垂直于力和力臂所在的平面。公式表示为M=FL，其中M表示力矩，F表示作用力，L表示力臂。转动定律则说明，对于定轴转动系统，系统的角加速度与作用于转轴上的合力矩成正比，与转动惯量成反比。
力的矩与转动定律
万有引力定律
04
CHAPTER
弹性力学
能够恢复其原始形状和大小的物体。
弹性体定义
线弹性体、非线弹性体、超弹性体等。
弹性体的分类
杨氏模量、泊松比等。
弹性体的物理属性
拉伸、压缩、弯曲、剪切等。
弹性体的变形
弹性体的基本性质
物体内部相邻部分之间的相互作用力。
弹性体的应力与应变
应力定义
正应力和剪应力。
应力的分类
动量的计算方法
动量与动量守恒定律
在没有外力作用的情况下，一个系统内各个物体的动量总和保持不变。这一定律是经典力学中重要的基本定律之一，适用于宏观低速的物体系统。
动量守恒定律
通过分析系统的受力情况和动量变化情况，根据动量守恒定律可以求出系统内各个物体的动量和速度变化情况。在解决实际问题时，通常需要先对系统进行受力分析和动量分析，然后根据动量守恒定律列方程求解。
应用方法
动量与动量守恒定律
02
CHAPTER
运动学
描述物体位置变化的物理量，表示为矢量，由起点指向终点的有向线段。
位移
描述物体运动快慢的物理量，等于位移对时间的导数，表示为矢量。
速度
位移与速度
加速度
描述物体速度变化快慢的物理量，等于速度对时间的导数，表示为矢量。
牛顿第二定律
总结词
描述力对物体转动效应的定律。
详细描述
力的矩与转动定律指出，力矩是力和力臂的乘积，其方向垂直于力和力臂所在的平面。公式表示为M=FL，其中M表示力矩，F表示作用力，L表示力臂。转动定律则说明，对于定轴转动系统，系统的角加速度与作用于转轴上的合力矩成正比，与转动惯量成反比。
力的矩与转动定律
万有引力定律
04
CHAPTER
弹性力学
能够恢复其原始形状和大小的物体。
弹性体定义
线弹性体、非线弹性体、超弹性体等。
弹性体的分类
杨氏模量、泊松比等。
弹性体的物理属性
拉伸、压缩、弯曲、剪切等。
弹性体的变形
弹性体的基本性质
物体内部相邻部分之间的相互作用力。
弹性体的应力与应变
应力定义
正应力和剪应力。
应力的分类
动量的计算方法
动量与动量守恒定律
在没有外力作用的情况下，一个系统内各个物体的动量总和保持不变。这一定律是经典力学中重要的基本定律之一，适用于宏观低速的物体系统。
动量守恒定律
通过分析系统的受力情况和动量变化情况，根据动量守恒定律可以求出系统内各个物体的动量和速度变化情况。在解决实际问题时，通常需要先对系统进行受力分析和动量分析，然后根据动量守恒定律列方程求解。
应用方法
动量与动量守恒定律
02
CHAPTER
运动学
描述物体位置变化的物理量，表示为矢量，由起点指向终点的有向线段。
位移
描述物体运动快慢的物理量，等于位移对时间的导数，表示为矢量。
速度
位移与速度
加速度
描述物体速度变化快慢的物理量，等于速度对时间的导数，表示为矢量。
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。
理论力学第14章
双侧约束
单侧约束
单侧约束
双侧约束
定常约束
非定常约束
2.虚位移 在某瞬时,质点系在约束允许的条件下,可能实现的 任何无限小的位移称为虚位移。与约束条件有关。
虚位移用变分符号 δ表示
虚位移: δ r , δx, δ
实位移是质点系真实实现的位移，它与约束条件、 时间、主动力以及运动的初始条件有关 .
δ xC
hδ sin2
Fh
M sin 2
例14-5
求图所示无重组合梁支座Ａ的约束力.
解：解除A处约束，代之 FA ，给虚位移，如图
列虚功方程：
δWF FAδsA F1δs1Mδ F2δs2 0
δ δsA ,
8
δs1
3δ
3 8
δsA,
δsM
11δ
11 8 δsA
δs2
4 7
δ
sM
约束方程中不包含坐标对时间的导数，或者约 束方程中的积分项可以积分为有限形式的约束为 完整约束.
例如：车轮沿直线轨道作纯滚动时
xA r 0 微分形式
积分 xA r C
完整约束
约束方程是等式的，称双侧约束（或称固执约束）. 约束方程为不等式的，称单侧约束（或称非固执单 侧约束）
本章只讨论定常的双侧、完整、几何约束.
FBx
3 2
F
cot
k 0
cot
例14-3
已知：如图所示椭圆规机构中,连杆AB长为l,滑
块A ,B与杆重均不计,忽略各处摩擦,机构在图示
位置平衡.
求：主动力 F与A F之B 间的关系。
解: (1)几何法 给虚位移 δrA , δrB ,
由虚功方程 Fi δ,r有i ：0
高等教育大学本科课件 材料力学 第14章 静不定问题分析
M
l
A
B
HA RA HC
相当系统
x1 l
A
l x2 C RC B
l x2 1C
单位载荷状态
真实载荷状态(相当系统)：
HA HC
RA
M l
HC
M ( x1 )
(
M l
HC
) x1
M ( x2 ) HC x2
C 0
单位载荷状态：
M( x1 ) x1 M( x2 ) x2
C
1 EI
[
l
0 M( x1 ) M( x1 )dx1
§14-2 用力法分析静不定问题
➢ 几个概念： 基本系统： 解除多余约束后的静定结构（静定基）
相当系统： 作用有载荷和多余反力的基本系统。
Page11
BUAA
MECHANICS OF MATERIALS
➢ 第一类静不定问题：存在多余的外部约束
解除多余的外部约束，代之以支反力
相当系统
在解除约束处，建立变形协调条件
Page3
BUAA
➢ 内力静不定
MECHANICS OF MATERIALS
存在多余内部约束 平面桁架：
内力静不定度 = m - 2n + 3 m: 杆数 n: 节点数
外力静定 内力静不定(一度)
几何可变
4 - 24 + 3 = -1
5 - 24 + 3 = 0
6 - 24 + 3 = 1
Page4
例1：已知EI为常数，求A
A
M l
B
解： 解静不定，求解多余未知力
l
存在1个多余外部约束：
一度外力静不定
C
高考物理大一轮复习课件：第十四单元 选修34 142
考点二 波动图像的理解和应用 1．通过波动图像能直接得到的信息 (1)直接读取振幅 A 和波长 λ，以及该时刻各质点的位移． (2)确定该时刻各质点加速度的方向，并能比较其大小．
2．波的传播方向与质点振动方向的互判方法 “上下坡”法：如图：沿波的传播方向，“上坡”时质点向 下振动，“下坡”时质点向上振动． (1)若已知某时刻 A 点振动方向向上，则波向 x 轴负方向传 播． (2)若已知波向 x 轴正方向传播，则该时刻 B 点向上振动．
四、机械波的特性
波的干涉和衍射
波的干涉
波的衍射
两列波的频率相同，相位差保持 障碍物或孔的尺寸比波长小或相
条件
不变
差不多
形成稳定的相间隔的振动加强 波能够绕过障碍或孔继续向前传
现象
区和减弱区
播
多普勒效应 (1)条件：声源和观察者之间有相对运动； (2)现象： a．波源和观察者相互靠近，接收到的频率比波源频率增大． b．波源和观察者相互远离，接收到的频率比波源频率减 小．(3)实质：声源频率不变，观察者接收到的频率变化．
的起振方向与每个点的起振方向一致，选项 C 错误；该时刻 M π
点向 y 轴负方向振动，设经时间 t1 运动到平衡位置，由 3＝5sin( 2 t1)，得 t1＝3970 s，故 M 点第一次到达 y＝－3 m 处所需时间为3475 s， 选项 D 错误．
考点三 波动图像与振动图像综合
振动图像和波的图像的比较
(1)简谐波的周期、波速和波长； (2)质点 O 的位移随时间变化的关系式．
【答案】 (1)4 s 7.5 cm/s 30 cm (2)见解析
【解析】 (1)设振动周期为 T，由于质点 A 在 0 到 1 s 内由
力学总结与习题 PPT课件
大学物理——力学部分总结与习题2014春季一、两类运动问题线运动22d d d d d =d r t a t r t==v v 角运动（圆周）r r a∆v ∆θθωα运动学类比22d d d d d =d ==t t tθωωαθR ω=v =a R α注 r ∆s ∆与 的区别。
r ∆与 r∆r ∆、 的区别。
运动方程 的意义。
()t r r∆r∆1r 2r S∆yxzo(1) 已知运动方程（ r ）求运动（v , a ） ——微分(2) 已知运动（v , a ）求运动方程——积分运动学两类问题的计算⏹线运动⏹角运动F m PM J L动力学类比d d W d d F ma P m P F t F r I F t====⋅=⋅⎰⎰v d d W d d =====⋅⎰⎰M J L J L M t M I M tαωθ平动动能 212k E m =v转动动能 212=k E J ωL r P=⨯M r F=⨯二、两个动力学定律1、牛顿运动定律F ma ⇒=∑2dd =====x x t y yz z n F ma F m tF ma F ma F mrvv2、刚体转动定律方向均沿轴线方向。
转动惯量是刚体转动惯性大小的量度，其大小决定于刚体质量及转轴的位置。
刚体的一般运动可看作质心的平动加绕通过质心的轴的转动。
=∑M J α转动惯量2d =⎰J r m三、三个守恒定律1、机械能守恒在只有保守力做功的系统中机械能守恒Const.0FE =∑∑非保守力＝，常见保守力：重力（万有引力），弹簧弹性力，静电场力功能原理：非保守力作的等于系统机械能增量21d F r E E =-∑∑∑⎰非保守力2、动量守恒在只有内力作用的系统中，总动量守恒Const.0FP =∑∑外力＝，动量定理：合外力的冲量等于系统动量的增量12d F t P P =-∑∑∑⎰外力注：内力不改变系统的总动量。
系统总动量由外力改变。
当外力<<内力，动量近似守恒。
全国版高考物理一轮复习第14章鸭部分52热力学定律能量守恒定律课件
自__发__地___从__低__温__物__体__传__到__高__温__物__体___。 (2)开尔文表述：不可能从单一热源 _吸__收__热__量__，使之完
全变成功，而不产生 _其__他__影__响__。或表述为“第二类永动机
不可能制成”。
第十四页，共30页。
(3)用熵的概念表述：在任何自然过程中，一个孤立系统 的总熵不会 ___减__小____(热力学第二定律又叫做熵增加原 理)。
第三十页，共30页。
第十六页，共30页。
解析 第一类永动机违背能量守恒定律，A 正确；能量 耗散过程中能量也是守恒的，B 错误；电冰箱的制冷系统能 够不断地把冰箱内的热量传到外界，因为它消耗了电能，所 以不违背热力学第二定律，C 错误；能量耗散反映了能量转 化的方向性，D 正确；在产生了其他影响的情况下，物体从 单一热源吸收的热量可以全部用于做功，E 正确。
2．热力学第二定律的微观意义：一切自发过程总是沿着 分子热运动的无序性 ___增__大____的方向进行。
第十五页，共30页。
1．(2017·南昌模拟)(多选)下列叙述和热力学定律相关， 其中正确的是( )
A．第一类永动机不可能制成，是因为违背了能量守恒 定律
B．能量耗散过程中能量不守恒 C．电冰箱的制冷系统能够不断地把冰箱内的热量传到 外界，违背了热力学第二定律 D．能量耗散是从能量转化的角度反映出自然界中的宏 观过程具有方向性 E．物体从单一热源吸收的热量可全部用于做功
程中，能量的□10 ___总__量____保持不变。
(2)第一类永动机：违背能量守恒定律的机器被称为第一
类永动机。它是□11 __不__可__能___制成的。
第五页，共30页。
[例 1] 一定质量的气体，在从状态 1 变化到状态 2 的过 程中，吸收热量 280 J，并对外做功 120 J，试问：
全变成功，而不产生 _其__他__影__响__。或表述为“第二类永动机
不可能制成”。
第十四页，共30页。
(3)用熵的概念表述：在任何自然过程中，一个孤立系统 的总熵不会 ___减__小____(热力学第二定律又叫做熵增加原 理)。
第三十页，共30页。
第十六页，共30页。
解析 第一类永动机违背能量守恒定律，A 正确；能量 耗散过程中能量也是守恒的，B 错误；电冰箱的制冷系统能 够不断地把冰箱内的热量传到外界，因为它消耗了电能，所 以不违背热力学第二定律，C 错误；能量耗散反映了能量转 化的方向性，D 正确；在产生了其他影响的情况下，物体从 单一热源吸收的热量可以全部用于做功，E 正确。
2．热力学第二定律的微观意义：一切自发过程总是沿着 分子热运动的无序性 ___增__大____的方向进行。
第十五页，共30页。
1．(2017·南昌模拟)(多选)下列叙述和热力学定律相关， 其中正确的是( )
A．第一类永动机不可能制成，是因为违背了能量守恒 定律
B．能量耗散过程中能量不守恒 C．电冰箱的制冷系统能够不断地把冰箱内的热量传到 外界，违背了热力学第二定律 D．能量耗散是从能量转化的角度反映出自然界中的宏 观过程具有方向性 E．物体从单一热源吸收的热量可全部用于做功
程中，能量的□10 ___总__量____保持不变。
(2)第一类永动机：违背能量守恒定律的机器被称为第一
类永动机。它是□11 __不__可__能___制成的。
第五页，共30页。
[例 1] 一定质量的气体，在从状态 1 变化到状态 2 的过 程中，吸收热量 280 J，并对外做功 120 J，试问：
《大学物理习题》课件
量子力学中的基本概念包括波函 数、量子态、测量和算符等。
量子力学中的重要原理包括不确 定性原理和量子叠加态，它们限 制了我们对微观世界的精确描述 能力。
量子力学的应用广泛，包括原子 物理、固体物理、化学等领域。
原子与分子结构
详细描述
分子的结构和性质取决于组成原 子的电子排布和相互作用，包括 共价键、离子键和金属键等。
热力学第一定律
总结词
理解热力学第一定律的含义和应用，掌握能量守恒定律在热力学中的应用。
详细描述
热力学第一定律是能量守恒定律在热学中的具体应用，它指出在一个封闭系统中，能量不能凭空产生 也不能消失，只能从一种形式转化为另一种形式。热力学第一定律的应用非常广泛，例如在计算热传 导、热辐射和热力学过程等问题时都需要用到它。
《大学物理习题》PPT课件
目录
• 力学部分习题 • 电磁学部分习题 • 热学部分习题 • 光学部分习题 • 近代物理部分习题
01
力学部分习题
牛顿运动定律
总结词
掌握牛顿运动定律的基本概念 和原理，理解力和加速度之间
的关系。
牛顿第一定律
惯性定律，描述物体保持静止 或匀速直线运动的状态。
牛顿第二定律
也是判断一个过程是否可逆的重要依据。04ຫໍສະໝຸດ 光学部分习题光的干涉
干涉现象
光波在空间相遇时，会因为波前 的相互叠加产生明暗相间的干涉
条纹。
干涉条件
两束光波的频率相同、相位差恒 定、振动方向相同。
干涉公式
$Deltaphi = 2pifrac{nDelta d}{lambda}$，其中$Delta d$ 为两束光的光程差，$lambda$ 为光的波长，$n$为介质的折射
万有引力定律
大学物理力学ppt课件
02
非线性物理力学的研究对象与 方法
03
非线性物理力学的应用领域与 发展趋势
混沌现象与分形几何在物理力学中应用
01
02
03
混沌现象的基本概念与 原理
分形几何在物理力学中 的应用
混沌现象与分形几何在 物理力学中的联系与区
别
量子物理力学发展前沿
量子物理力学的基本概念与原理 量子物理力学的研究对象与方法 量子物理力学的发展前沿与未来趋势
E=mc^2，表示物体的能量与其质量成正比，其中c为光速。
02
能量与质量的等价性
质能方程揭示了能量与质量的等价性，即能量可以转化为质量，质量也
可以转化为能量。
03
核反应中的质量亏损与能量释放
在核反应中，反应前后的质量差乘以光速的平方即为释放的能量。
广义相对论简介
01
等效原理
在局部区域内，无法 区分均匀引力场和加 速参照系中的物理效 应。
感谢观看
02
时空弯曲
物质的存在会导致时 空的弯曲，物体的运 动轨迹受弯曲时空的 影响。
03
引力波
加速运动的物体会辐 射引力波，引力波是 时空弯曲中的涟漪效 应。
04
黑洞与宇宙学
广义相对论预言了黑 洞的存在，并为宇宙 学提供了理论框架。
06
现代物理力学进展与应用
Chapter
非线性物理力学概述
01
非线性物理力学的基本概念与 原理
应用场景
解释飞机升力、喷雾器原理、虹吸现象等。
注意事项
仅适用于不可压缩、无粘性的理想流体，且流动必须是定常的。
黏性现象与斯托克斯定律
01
黏性现象
流体内部由于分子间相互作用而 产生的内摩擦力，表现为流动阻 力。
大学物理PPT(力学部分)
(3)
FN1cos m2 g m2 (a2sin )
(4)
且
FN' 1 FN1
(5)
解以上方程组，可得
a1
m2 m1
gsincos m2sin 2
a2
(m1 m2 )gsin m1 m2sin 2
(2) 设沿水平方向给劈施加力F，且木块与劈以相同的加速 度a沿水平方向运动，方向如图所示。
解 受力如图所示 建立自然坐标
列方程
mgcos m dv (1)
dt
Байду номын сангаас
FN
mgsin
mv 2 R
(2)
R
A
en
FN
mg
et
变量代换
dv dt
dv d d dt
dv d
v dv
R d
分离变量 vdv Rgcos d
利用初始条件，积分
v
0 vdv 0 Rgcos d
即
1v 2 Rgsin
即
v
v
2 0
2gR
2 gR 2 x
所以
v0 2gR 11.2km s1 （第二宇宙速度）
例 如图所示，质量为m的小球与劲度系数为k的轻弹簧构成弹 簧振子系统。开始时，弹簧处于原长，小球静止，现以恒
力F向右拉小球，设小球与水平面间的摩擦系数为。
求 小球向右运动的最大距离。
k
y
mF
x
O
FN
m Fr Fe
2
由此可得
v 2Rgsin
R
A
en
FN
mg
et
由(2)式有
FN
mgsin
m 2Rgsin