第一篇：连续体力学

(P0
gh)ldh
sin 60。
P0
lh
1 2
glh2
sin 60。
7.3108 N
20
五、流体的表面张力: （重点）
1、液体的表面现象：由液体与其它物质存在接触界面而产 生的 有关现象。
2、表面层：液面下厚度等于分子力作用半径的一薄层液体。
3、表面能：表面层中所有分子高出液体内部分子的那部分 势能的总和。
1-12.3
5
6
3、物质的四种形态： （1）固体：晶体、非晶体、准晶体。 （2）液体。 （3）气体。 （4）等离子体。
4、物质的能量： （1）能量守恒定律。 （2）物质和能量。
E mC2 7
二、 应变与应力
1、固体的形变包括拉伸压缩、剪切、扭转和弯曲四种。
2、拉伸应变（tensile strain）：在外力作用下发生的
相对形变。
l
l0
3、 应力（stress） ：作用在物体内部单位面积上的
作用力。
f
S
lim f d f S0 S d S
图1-7
8
9
在拉伸应变中
拉＝E
l l0
在体应变中 在剪切应变中
体＝K
V V0
剪＝G
x d
E、K、G分别称杨氏模量（Young modulus）、体积
模量（bulk modulus）和切变模量（shear modulus）。
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简介
当时诺贝尔的遗产约有三千三百万瑞典克朗。 诺贝尔奖奖项包括物理、化学、生理或医学、文学 及和平奖５项， 1901年首次颁发，诺贝尔在遗嘱 中表示，获奖人不分国籍、种族、宗教信仰和意识 形态影响，只看其对世界科学文化事业发展的贡献； 奖励包括金质奖章、证书和奖金支票。诺贝尔经济 学奖并非诺贝尔遗嘱中提到的五大奖项之一，它是 由瑞典银行在1968年为纪念诺贝尔而增设的，其评 选标准与其它奖项是相同的，1969年第一次颁奖。
四种相互作用：引力相互作用，电磁相互作用，强 相互作用和弱相互作用。
3
2. 非晶体(amorphous)
无规则对称的外形，加热熔化时也没有确 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。
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。
4
30
诺贝尔奖章
诺贝尔物理奖
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物 理 学 拓 展 介 绍：
环境物理学主要研究范围是大自然中的物理变化 引起人类生存环境的改变，污染物迁移及分布的规律， 以及研究环境问题时所采用的物理原理与方法。其中 最主要的是应用物理手段研究和解决在环境中存在的 污染问题，物理污染的产生机理、发展变化、对人类 的影响以及预防和治理对策等等，目的是为人类创造 一个适宜的物理环境。 环境物理学根据研究的对象 可分为环境声学、环境光学、环境热学、环境电磁学 和环境空气动力学等分支学科。
(2)高度相差h的两点间压强差为 gh
PBS ghS PCS 0
PB
B S
PB SB PC S C
PC PB gh
P P0 gh
P0
Ph
17
3、帕斯卡原理：作用在密闭容器中流体 上的压强等值地传到流体各处和器壁上。
P f S
应用：夜压机
f
As
h
B
P
PS2
PS1 S2 S1
p
PS2 PS1
14
15
四、静止流体内的压强：
1、 静止流体内一点的压强：
应力：
f
T lim
S0 s
流体静压力垂直器壁
压强：静止流体内部应力的大小
单位：SI “帕” “Pa”
P lim f S0 s
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2、静止流体内压强分布: （掌握）
(1)等高的地方压强相等
PA
A
PAs PBS 0
S
PA PB
静止流体中所有等高的地方压强相都等
4、表面张力:液体与液体或液体与气体分界面上存在的 应力。
f
f l
l
f
21
22
23
f
l
is called coefficient of surface tension. The unit of it is N • m1
标志着通过单位长度分界线两边液面之间的相互作用力
外力作功 A fx 2lx S
27
小结
1、掌握应变、应力及杨氏模量的概念及计算。
f
S
拉＝E
l l0
2、静止流体内压强分布 （掌握）。
PC PB gh
3、流体的表面张力及表面张力系数 （重点）。
f E A
l
S S
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物 理 学 史 介 绍：
诺贝尔
瑞典著名化学家阿尔弗里德. 伯恩纳德.诺贝尔（Alfred Bernhard Nobel）(1833-1896)， 一生致力于化学方面的研究和化 学工业的发展.1895年11月，诺贝 尔在其签署的遗嘱中表示：将遗 产作为设立诺贝尔奖金的基金， 每年用基金的利息，奖励那些对 人类文化科学事业做出巨大重大 贡献的人。
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例1： 弹跳蛋白是一种存在于跳蚤的弹跳机构和昆
虫的飞翔机构中的弹性蛋白，其杨氏模量接近于橡 皮。今有一个截面积为 30cm2的弹跳蛋白，施加 270N的力后其长度为原长的 1.5倍，求弹跳蛋白的 杨氏模量。
解： 物体内部某截面上的应力
拉＝E
l l0
f
S
E
Fl0 Sl
270 1 30104 (1.5 1)
1.8105 N m2
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三、液体的结构：（了解）
1、结构：大多数液体都是以分子为基本结构单元。 分子之间的键联主要是范德瓦耳斯键。
液体的结构特征是近程有序、远程无序。
2、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 液体润湿固体 0 完全润湿 / 2 液体不润湿固体 完全不润湿
应用：农药、犁、除草剂、金属陶瓷。
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3、毛细现象:液体在毛细管中上升或下降的现象(掌握）
原因：（1）润湿与不润湿 （2）表面张力
r Rcos
PA
P0
2
R
PB PA gh PB PC P0
PB
PC
第一章：连续体力学
连续体力学又称连续介质力学，包括固体的弹 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 有形变或非均匀流动。处理连续体的办法是不再把 它看成一个个离散的质点，而是取“质元”，即有 质量的体积元。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。
3、毛细现象: （重点）。
4、朱伦公式 ： （重点）
h 2 2 cos
gR
gr
5、液体的定常流动： （掌握）。
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物 理 学 史 介 绍：
1957年荣获诺贝尔物理学奖。
杨 振 宁（1922~ ）
主要贡献：
李政道、杨振宁（华裔美 国人）否定了弱相互作用 下的宇称守恒定律，使基 本粒子研究获重大进展。
f sinl lsin
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f p外 r2 p内 r2
p内－p外＝2 sin /r
凸形球面液膜 p内－p外＝2 /R
凹形球面液膜 p内－p外＝-2 /R
平面
P内 P外 ?
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问题1： 一个膜厚度很薄的圆形肥皂泡， 假定泡内外均为空气,泡内外的压 强差为多少？
问题2：已知 R1 、 R2、 求：h
美籍华裔物理学家。
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1957年荣获诺贝尔物理学奖。
李 政 道（1926~ ）
主要贡献：
李政道、杨振宁（华裔美 国人）否定了弱相互作用 下的宇称守恒定律，使基 本粒子研究获重大进展。
美籍华裔物理学家。
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预习：§3液体的流动性质(伯努力方程) §4流体的粘滞性
作业：P58页
练习题:第1-9题。
注意：做题要规范，要独立、及时完成作业。
3、水（H2O ）：水分子是极性分子 ，是溶剂。
在植物体的总重量中，80％～90％是水，在动物体中 水也要占70％之多。
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4、液晶：在一定温度下，晶体变成清亮透明的液态。 特点：1）力学性质象液体。2）光学性质象晶体。 应用：1）LCD 2）液晶热象技术
5、液晶与生物膜：细胞膜即为液晶态，生物液晶。 调节与外界的物质、能量、信息的传输。相变将造 成膜结构与功能的破坏，可研究疾病的防治和治疗。
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4、阿基米得原理：物体在流体中所受的浮力等于该物 体排开同体积流体的重量。
面元ds受力
df
ghds
f g dV
应用：比重计
h
ds
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例题: 水坝长1.0km，水深5.0m，坡度角60º，求水对 坝身的总压力。
解: dF Pds (P0 ρgh)ldh/ sin θ
F
dF
5 0
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预习：毛细现象、§3液体的流动性质
作业：P58页
练习题: 第1-6题，第1-7题。
注意：做题要规范，注重分析和逻辑。
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六、拉普拉斯公式（Laplace formula） ：
1、推导：
球冠形液体在外部大气压力
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱp外 r2
球冠形液体在内部大气压力
p内 r2
f f fsin
f 2 r sin
（2） 非极性液体(non-polar liquid)又称范德瓦耳斯液体。特