《物理力學(xué)》課件

物理力學(xué)課程PPT歡迎來到物理力學(xué)課程。本課程將深入探討力學(xué)的基本原理，涵蓋牛頓運動定律、能量守恒、動量守恒等重要概念。課程簡介11.課程名稱本課程名稱為“物理力學(xué)”，是一門基礎(chǔ)物理課程。22.課程性質(zhì)本課程是理工科專業(yè)的基礎(chǔ)課程，是后續(xù)學(xué)習(xí)更深層次物理知識的基礎(chǔ)。33.學(xué)習(xí)內(nèi)容本課程涵蓋了經(jīng)典力學(xué)的基礎(chǔ)知識，包括牛頓運動定律、能量守恒定律、動量守恒定律、轉(zhuǎn)動運動、振動和波等內(nèi)容。44.學(xué)習(xí)目標(biāo)通過本課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生將掌握經(jīng)典力學(xué)的理論基礎(chǔ)，并能夠運用這些知識解決實際問題。學(xué)習(xí)目標(biāo)理解力學(xué)基本概念掌握力的定義、分類、合成和分解等知識。理解牛頓運動定律和萬有引力定律。掌握運動學(xué)和動力學(xué)學(xué)習(xí)物體運動的描述和分析方法。理解動量、能量、功和功率等概念。課程大綱1緒論物理力學(xué)導(dǎo)論2運動學(xué)速度、加速度等3動力學(xué)牛頓運動定律4功和能功、能、動量5轉(zhuǎn)動角速度、角動量本課程將深入探討物理力學(xué)的基本概念和原理，涵蓋運動學(xué)、動力學(xué)、功和能、轉(zhuǎn)動等多個主題。力的定義和分類力的定義力是物體之間的相互作用，是改變物體運動狀態(tài)的原因。力的分類力可以分為兩類：接觸力和非接觸力。接觸力接觸力是指物體之間直接接觸產(chǎn)生的力，例如摩擦力、彈力等。非接觸力非接觸力是指物體之間不直接接觸產(chǎn)生的力，例如萬有引力、磁力等。牛頓第一定律慣性定律物體保持靜止或勻速直線運動狀態(tài)的性質(zhì)。物體保持靜止或勻速直線運動不受外力作用時，物體將保持其原始運動狀態(tài)。靜止或勻速直線運動物體處于平衡狀態(tài)，其加速度為零。牛頓第二定律加速度與合力牛頓第二定律表明物體的加速度與合力成正比，與物體的質(zhì)量成反比。力的作用效果力是改變物體運動狀態(tài)的原因，它使物體產(chǎn)生加速度，從而改變物體速度的大小或方向。運動規(guī)律牛頓第二定律是經(jīng)典力學(xué)中的基本定律，它解釋了物體在力作用下的運動規(guī)律。牛頓第三定律作用力與反作用力任何兩個物體之間力的作用是相互的，作用力和反作用力大小相等，方向相反，作用在不同的物體上。同時出現(xiàn)作用力與反作用力同時出現(xiàn)，同時存在，同時消失，兩者是相互依存的。物體間相互作用作用力和反作用力總是作用在不同的物體上，它們是不同物體之間相互作用的結(jié)果。力的合成平行四邊形法則將兩個力作為平行四邊形的兩邊，合力為該平行四邊形的對角線。三角形法則將兩個力作為三角形的兩邊，合力為該三角形的第三邊。矢量法將力分解成水平和垂直方向的兩個分力，然后分別相加。力的分解1力的分解概念將一個力分解為兩個或多個力的過程。這些分解力合成的結(jié)果就是原力。2分解方法平行四邊形法則或三角形法則，將分解力畫在平行四邊形的兩邊或三角形的兩邊上。分解后的力矢量之和等于原力矢量。3分解應(yīng)用力的分解在解決實際問題中非常有用，例如分析斜坡上的物體受力情況、物體在流體中的運動等。摩擦力定義和類型摩擦力是一種阻礙物體相對運動或相對運動趨勢的力。常見類型包括靜摩擦力、滑動摩擦力和滾動摩擦力。靜摩擦力當(dāng)物體處于靜止?fàn)顟B(tài)時，它與接觸面之間存在靜摩擦力，阻止物體運動。滑動摩擦力當(dāng)物體在接觸面上滑動時，會產(chǎn)生滑動摩擦力，阻礙物體運動。滾動摩擦力當(dāng)物體在接觸面上滾動時，會產(chǎn)生滾動摩擦力，阻礙物體滾動。滾動摩擦力1滾動摩擦力滾動摩擦力是指物體在另一個物體表面滾動時產(chǎn)生的摩擦力。2滾動摩擦力大小滾動摩擦力的大小取決于接觸面的粗糙程度，接觸面積的大小以及滾動物體的重量。3滾動摩擦力的方向滾動摩擦力的方向與滾動物體的運動方向相反，它會阻礙物體滾動。4滾動摩擦力的應(yīng)用滾動摩擦力在日常生活和工業(yè)生產(chǎn)中有著廣泛的應(yīng)用，例如，汽車輪胎的滾動，軸承的滾動等。重力和重力加速度重力地球?qū)ξ矬w引力，方向指向地心，大小與物體的質(zhì)量成正比。重力加速度重力產(chǎn)生的加速度，大小約為9.8m/s2，方向指向地心。重力加速度與重力關(guān)系重力加速度與重力成正比，但重力加速度是一個矢量，而重力是一個標(biāo)量。萬有引力定律公式萬有引力定律描述了宇宙中任何兩個物體之間的引力相互作用。引力萬有引力與物體的質(zhì)量成正比，與它們之間距離的平方成反比。應(yīng)用萬有引力定律解釋了地球上的重力、月球繞地球的運動以及行星繞太陽的運動。機械能概念動能動能是指物體由于運動而具有的能量。動能的大小與物體的質(zhì)量和速度的平方成正比。勢能勢能是指物體由于其位置或狀態(tài)而具有的能量。勢能分為重力勢能和彈性勢能。動能定理11.定義動能定理描述物體動能的變化與外力做功的關(guān)系。22.公式動能定理公式為：動能變化等于外力做功。33.應(yīng)用動能定理可用于分析物體的運動，計算物體的動能變化。44.意義動能定理是力學(xué)中的重要定理，揭示了功與能之間的關(guān)系。勢能定理定義勢能定理指出，保守力做功等于物體勢能的減少量。它是能量守恒定律的一個重要應(yīng)用。應(yīng)用勢能定理可以用于分析物體在保守力作用下的運動，例如重力場中的物體運動。推導(dǎo)通過對物體做功的積分，可以得到勢能定理的表達式。該表達式反映了能量守恒的本質(zhì)。功和功率功力的作用點在力的方向上移動的距離，是標(biāo)量。功率物體做功的快慢程度，是標(biāo)量。動量概念物體運動的慣性質(zhì)量和速度決定動量大小。運動的物體具有動量。動量的變化動量是矢量，方向與速度一致。動量改變意味著物體速度變化。動量的傳遞物體之間相互作用，動量可以傳遞。動量傳遞遵循動量守恒定律。動量守恒定律定義在沒有外力的情況下，系統(tǒng)的總動量保持不變。動量是物體質(zhì)量和速度的乘積。應(yīng)用解釋碰撞、爆炸等現(xiàn)象。應(yīng)用于火箭發(fā)射、衛(wèi)星軌道控制等。角動量定義11.旋轉(zhuǎn)運動角動量描述物體的旋轉(zhuǎn)運動狀態(tài)。22.慣性矩角動量與物體的質(zhì)量分布和旋轉(zhuǎn)軸有關(guān)。33.角速度角動量與物體的角速度成正比。44.矢量量角動量是一個矢量量，方向由右手定則確定。剛體轉(zhuǎn)動旋轉(zhuǎn)軸剛體繞固定軸轉(zhuǎn)動時，軸線位置固定不變，稱為固定軸轉(zhuǎn)動。角速度剛體繞固定軸轉(zhuǎn)動時，單位時間內(nèi)轉(zhuǎn)過的角度，稱為角速度。角加速度剛體繞固定軸轉(zhuǎn)動時，單位時間內(nèi)角速度的變化量，稱為角加速度。慣性力矩定義慣性力矩是物體抵抗轉(zhuǎn)動加速度的趨勢。公式慣性力矩等于物體慣性矩乘以角加速度。影響因素慣性力矩的大小取決于物體的質(zhì)量分布和轉(zhuǎn)軸的位置。作用慣性力矩在許多物理現(xiàn)象中起著重要作用，例如旋轉(zhuǎn)運動和振動。平衡條件靜力平衡物體處于靜止?fàn)顟B(tài)或勻速直線運動狀態(tài)，稱為靜力平衡。力矩平衡物體受到多個力的作用，但合力為零，合力矩也為零，稱為力矩平衡。平衡條件物體處于平衡狀態(tài)，其合外力和合外力矩都必須為零。穩(wěn)定與平衡平衡狀態(tài)物體保持靜止或勻速直線運動狀態(tài)。穩(wěn)定平衡物體受到微小擾動后，能自動恢復(fù)到原來的平衡狀態(tài)。不穩(wěn)定平衡物體受到微小擾動后，不能恢復(fù)到原來的平衡狀態(tài)，反而會偏離平衡位置。中性平衡物體受到微小擾動后，可以保持新的平衡狀態(tài)。非慣性系中的力慣性力非慣性系中物體受到的慣性力，大小與物體的質(zhì)量和加速度成正比，方向與加速度方向相反。離心力圓周運動中，物體受到的離心力是物體慣性力的表現(xiàn)形式，大小與物體的質(zhì)量、速度平方和圓周半徑成正比，方向指向圓心?？评飱W利力旋轉(zhuǎn)參考系中，物體受到的科里奧利力是由于參考系的旋轉(zhuǎn)而產(chǎn)生的，方向垂直于物體的運動方向和旋轉(zhuǎn)軸。相對運動相對速度相對速度是指一個物體相對于另一個物體的速度。例如，一輛汽車相對于地面的速度，或一個人的速度相對于一輛行駛的火車。參考系選擇不同的參考系，觀察者會看到不同的運動情況。例如，站在地面上的人觀察到一輛汽車在行駛，而坐在汽車上的人觀察到自己處于靜止?fàn)顟B(tài)。運動學(xué)分析1運動學(xué)分析研究物體運動規(guī)律2位移物體位置變化3速度物體位移變化率4加速度物體速度變化率5運動軌跡物體運動路徑運動學(xué)分析是物理力學(xué)中重要的組成部分，通過研究物體運動的位移、速度、加速度和運動軌跡，可以了解物體的運動規(guī)律。運動學(xué)分析為進一步研究動力學(xué)和力學(xué)問題奠定了基礎(chǔ)。機械振動基礎(chǔ)11.簡諧運動簡諧運動是最基本的振動形式,其回復(fù)力與位移成正比,方向相反。22.振動周期與