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周衍柏理论力学课件(PPT可修改版本).ppt

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,,,理论力学,,,z —— 配套电子教案y Ox 周衍柏 编,高等学校试用教材,高等教育出版社,,,预备知识: 普通力学+高等数学理论力学:两个深化+两个面向•方法上: 严谨的数学描述 •理论体系上:经典力学 •面向学科发展前沿和应用 •面向实际体系,学习内容:第一章:质点力学(20学时) 第二章:质点组力学(10学时) 第三章:刚体力学(24学时) 第四章:非惯性系动力学(8学时) 第五章:分析力学(12学时),学习成绩: 平时成绩(20%)+其中考试成绩(20%)+期末 (60%) 期末考试:闭卷 平时作业: 1. 习题 (周衍柏理论力学) 2. Project 报告 (基于阅读多篇文献后的读书报 告,必须附文献) 提交方式:书面 或 电子(PDF or PS 格式)( 独立完成),绪 言,,,Nature and nature’s law lay hid in night: God said: let Newton be! And all was light!自然和自然规律为黑暗 所蒙蔽上帝说,让牛 顿来!一切遂臻光 明!,一、理论力学研究对象,物理学是研究物质性质、结构、运动规律的科学。世界物质可分 为不同层次、不同运动级别,因而有相应的主要研究科学:,理论力学是研究宏观物体低速运动情况机械运动(即一个物体,相对另一个物体发生位移变化)的科学。 机械运动指物体的位形随时间变化。包括:平动、转动、流动、 变形、静止等。 根据研究对象性质分:质点力学、刚体力学、连续介质力学 (流体弹性、塑性) 理论力学主要研究:质点、质点组、刚体。,二、理论力学研究方法观察、实验, 总结实验规律,,建立物理模型, 提出合,理假设, 数学演译、逻辑推理 , 探讨规律, 实验验 证 。 理论力学与普通物理的力学不同点是:逻辑推理、数学演译 更强。主要数学要求是:微积分和解常系数微分方程。,理论力学分为矢量力学(即牛顿力学)和分析力学两大部 分。 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。 分析力学以达朗伯原理为基础,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。本书中这两部分内容如下:,三、理论力学的内容结构,,矢量力学,质点运动学:第一章,1.1—1.3,质点动力学:第一章,1.4—1.9,质点组动力学:第二章,2.1—2.8,刚体运动学 :第三章,3.1—3.3,刚体动力学:第三章,3.4—3.10,非惯性系动力学:第四章:4.1—4.5,,分析力学,质点系运动状态的描述:第五章 5.1 分析力学的理论基础: 第五章 5.2 分析力学的基本方程 第五章 分析力学的基本定理 第五章 分析力学的基本方法 第五章,5.3—5.5,5.6—5.7,5.8—5.11,三.发展简史:,,① 我国—墨翟(前468-382)学派著作《墨经》有重心、力 的 概念。“力,形之奋也”。古希腊亚里士多德(前 384—322)“力是维持速度的原因”。阿基米德杠杆平衡等。 地恒动而人不知,譬如闭舟而行,不觉舟之远也。 (孙毅), Ming dynasty 阿基米德 (公元前287-前212),古希腊伟大的 数学家、力学家。后人对阿基米德给以极高 的评价,常把他和I.牛顿、C.F.高斯并列为有 史以来三个贡献最大的数学家。他的生平没 有详细记载,但关于他的许多故事却广为流 传。据说他确立了力学的杠杆定律之后,曾 发出豪言壮语:“给我一个立足点,我就可 以移动这个地球!”,,Zhaozhou Bridge,apply the structure of low arc, built in Sui dynasty,,,Earthquake detection instrument,apply the theory of inertia force. Produced by Zhangheng, In DongHan dynasty.,,Ligneous tower , Shanxi province, built in 1056. It is the earliest higher tower which use wood as the main material. Implies the basic theory of equilibrium and the carrying capacity of materials.,②牛顿力学的建立:在哥白尼(日心说)推翻了托勒玫的地心 说, 和在第谷布拉赫积累的天文观察资料基础上
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