《大学物理学》习岗主编农科教材课件pdf-01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
《大学物理力学课件》
层流与湍流 层流和湍流是黏性流体运动的两种基本形态，前 者流体质点做规则的层状运动，后者流体质点做 不规则的混乱运动。
黏性流体的流动特性 黏性流体的流动特性包括流动阻力、流动分离、 边界层等现象，这些现象对流体机械和工程应用 具有重要意义。
伯努利方程及其应用
伯努利方程
伯努利方程是理想流体定常流动的能量守恒方程，表达了流速、压强和高度之间的关系。
刚体基本运动形式
平动
刚体上任意两点间的连线在运动中始终保持平行且长度不变，这种运动形式称 为平动。
转动
刚体绕某一定点或定轴进行的旋转运动，称为转动。其中定点转动是指刚体绕 某一定点进行的旋转运动，而定轴转动则是指刚体绕某一定轴进行的旋转运动。
刚体平面运动分析
平面运动描述
刚体在平面内的运动可以分解为随基点的平动和绕基点的转动两部分。通过确定基 点的位置和刚体的转动角度，可以完整地描述刚体的平面运动状态。
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பைடு நூலகம்的能量，介质则将这种能量传播出去。
机械波的传播特性
作用在同一直线上。
动量定理与动量守恒
动量定理
物体动量的变化等于作用在物体上的 合外力的冲量。
动量守恒
在一个封闭系统中，若不受外力作用或 所受合外力为零，则系统总动量保持不 变。
角动量定理与角动量守恒
角动量定理
物体角动量的变化等于作用在物体上的合外力的冲量矩。
黏性流体的流动特性 黏性流体的流动特性包括流动阻力、流动分离、 边界层等现象，这些现象对流体机械和工程应用 具有重要意义。
伯努利方程及其应用
伯努利方程
伯努利方程是理想流体定常流动的能量守恒方程，表达了流速、压强和高度之间的关系。
刚体基本运动形式
平动
刚体上任意两点间的连线在运动中始终保持平行且长度不变，这种运动形式称 为平动。
转动
刚体绕某一定点或定轴进行的旋转运动，称为转动。其中定点转动是指刚体绕 某一定点进行的旋转运动，而定轴转动则是指刚体绕某一定轴进行的旋转运动。
刚体平面运动分析
平面运动描述
刚体在平面内的运动可以分解为随基点的平动和绕基点的转动两部分。通过确定基 点的位置和刚体的转动角度，可以完整地描述刚体的平面运动状态。
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பைடு நூலகம்的能量，介质则将这种能量传播出去。
机械波的传播特性
作用在同一直线上。
动量定理与动量守恒
动量定理
物体动量的变化等于作用在物体上的 合外力的冲量。
动量守恒
在一个封闭系统中，若不受外力作用或 所受合外力为零，则系统总动量保持不 变。
角动量定理与角动量守恒
角动量定理
物体角动量的变化等于作用在物体上的合外力的冲量矩。
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。
《大学物理》教学全套课件
物质的电磁性质
物质的导电性
阐述金属、半导体和绝缘体的导电机制及特点。
物质的介电性
介绍电介质的极化现象，以及介电常数和介电 损耗的概念。
物质的磁性
分析物质的抗磁性、顺磁性和铁磁性的产生机理及特点，并讨论磁性材料的应 用。
05
光学基础
几何光学基础
光的直线传播 光在同种均匀介质中沿直线传播，形 成影和像。
02
力学基础
质点运动学
质点的基本概念
定义、特点、适用条件
速度与加速度
定义、物理意义、计算方法及关系
位置矢量与位移
定义、物理意义、计算方法
运动学方程
建立方法、求解及应用
牛顿运动定律
牛顿第一定律
内容、意义及应用
牛顿第二定律
内容、表达式、意义及应用
牛顿第三定律
内容、表达式、意义及应用
牛顿运动定律的应用
重力势能、弹性势能等的计算方法
03
热学基础
温度与热量
1 2
温度的定义和测量 温度是物体热度的量度，通常使用温度计进行测 量。温度的SI单位是开尔文（K）。
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。
3
热力学第零定律 如果两个系统分别与第三个系统达到热平衡，那 么这两个系统之间也将达到热平衡。
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
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$E_{机} = E_k + E_p = text{常数}$。
《大学物理课件——力学》
3
第三定律
探索牛顿第三定律，了解力的作用与反 作用，并学习如何计算力对物体的影响。
矢量运算与坐标系
为了描述物体的运动，我们将引入矢量运算和坐标系的概念，帮助你准确地 描述和分析各种力学问题。
力的定义与分类
力的定义
我们将解释力的概念，并探 讨力如何影响物体的运动。
接触力和距离力
详细介绍不同类型的力，包 括接触力和距离力，并讨论 它们的特性和应用。
动量定理及难点解析
动量定理是力学中的重要定理，我们将详细探讨它的原理，并分析一些相关 的难题。
矩量定理及转动难点解析
我们将介绍矩量定理的概念和应用，以及涉及转动的难题的解析和分析。
动能定理及应用
动能定理是力学中的关键理论，我们将详细解释其原理，并通过实例展示如何应用动能定理解决问题。
动量守恒定律
重力和弹力
深入研究两个重要的力：重 力和弹力，包括它们的工作 原理和实际应用。
牛顿第一定律与惯性系
我们将详细解释牛顿第一定律，同时探讨什么是惯性系，并通过实例说明惯 性对物体运动的影响。
牛顿第二定律及应用
我们将全面介绍牛顿第二定律，并通过例题演示如何应用它来解决各种力学 问题。牛顿第三定与反作用力1 牛顿第三定律
探索牛顿第三定律，了解力的作用与反作用 的基本原理。
2 反作用力示例
通过具体实例演示反作用力对物体的影响， 并解释如何计算反作用力的大小。
浮力定律与浮力的应用
我们将介绍浮力定律的原理和应用，以及浮力对物体浸没和浮出的影响。
质点的运动规律
给定力的情况下，我们将讨论质点的运动规律，包括匀速直线运动和自由落 体等。
大学物理课件——力学
力学是物理学的一个分支，研究物体的运动与力的关系。本课件将系统地介 绍力学的基础知识，让你轻松掌握这一重要领域。
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
大学物理学课件完整ppt全套课件
现代物理学
以相对论和量子力学为代表，揭示了 微观世界和高速运动物体的规律。
经典物理学
以牛顿力学、热力学和电磁学为代表 ，建立了完整的经典物理理论体系。
大学物理学的课程目标
01
掌握物理学的基本概念和基本原理
通过学习大学物理课程，使学生掌握物理学的基本概念和基本原理，为
后续专业课程的学习打下基础。
02
气体动理论
气体分子运动论的基本假设
气体由大量分子组成，分子之间存在间隙；分子在永不停息地做无规则运动；分子之间存 在相互作用的引力和斥力。
气体压强与温度的微观解释
气体压强是由大量分子对容器壁的频繁碰撞产生的；温度是分子平均动能的标志。
气体动理论的应用
气体动理论可以解释许多宏观现象，如气体的扩散、热传导等。同时，它也为研究其他物 质的微观结构提供了重要的思路和方法。
物理学的研究方法
观察和实验
01
通过观察自然现象和进行实验研究，获取物理现象的数据和信
息。
数学建模
02
运用数学工具对物理现象进行描述和建模，以便更深入地理解
物理规律。
理论分析
03
通过逻辑推理和演绎，对物理现象进行深入分析，揭示其内在
规律。
物理学的发展历史
古代物理学
以自然哲学为主要形式，探讨宇宙的 本质和构成。
位置矢量的定义、位移的计算、路程与位移 的区别。
02
速度与加速度
平均速度与瞬时速度、平均加速度与瞬时加 速度、速度与加速度的矢量性。
04
03
01
牛顿运动定律
1 2
牛顿第一定律
惯性定律、力的概念、力的性质。
牛顿第二定律
动量定理的推导、质点系的牛顿第二定律。
大学基础物理学答案(习岗) 流体力学基础
第一章 连续体力学
第 4 章 流体力学基础
本章提要
1．固体的弹性 · 在常温常压下，固体分为晶体和非晶体。晶体在宏观上具有规则对称的外 形，在微观上具有远程有序的特点，在物理性质上呈现各向异性，并且加热熔化 时具有确定的熔点。 · 固体的形变包括拉伸压缩、剪切、扭转和弯曲四种。拉伸压缩和剪切形变 为基本形变。 · 物体在外力作用下发生的相对形变称应变，拉伸应变为
3
第一章 连续体力学
体称为空间点阵，点阵中通过任一结点所作的一簇簇直线称晶列，同一平面上的 晶列就构成晶面，晶格中最小的平行六面体称晶胞。晶体中分子呈现有序排列， 从而使整个晶体处于一个能量最低的状态。完全有序的周期性排列是固体分子聚 集的最稳定的状态。由于晶体中某种规则的结构周期性地重复出现，因而在微观 结构上晶体的本质特征就是远程有序。 非晶体没有规则对称的外形，没有确定的熔点。非晶体的微观结构呈现出远 程无序的结构状态。 1-2 么？ 答：对于一般的固体材料，若形变不超过一定的限度，应力与相关的应变成 正比。在拉伸应变中 在固体的形变中，弹性模量是一个重要的参数，杨氏模量的意义是什
v
泊肃叶流量为公式
p1 p2 2 2 R r 4l
qV
R 4 p1 p2 8 l
·泊肃叶公式只适用于层流的情况。 5．物体在黏滞液体中的运动 ·斯托克斯公式描述了球形物体在液体中运动速度不太大时所受黏滞阻力的基 本规律，其为
f 6πηrν
其中，f 是球体所受到的黏滞阻力，r 和 v 分别为球体的半径和运动速度。 ·小球在液体中匀速垂直沉降运动时的速度称收尾速度，用 v T 表示，黏滞系 数可以通过下式求出
5
第一章 连续体力学
f f 2 S r
第 4 章 流体力学基础
本章提要
1．固体的弹性 · 在常温常压下，固体分为晶体和非晶体。晶体在宏观上具有规则对称的外 形，在微观上具有远程有序的特点，在物理性质上呈现各向异性，并且加热熔化 时具有确定的熔点。 · 固体的形变包括拉伸压缩、剪切、扭转和弯曲四种。拉伸压缩和剪切形变 为基本形变。 · 物体在外力作用下发生的相对形变称应变，拉伸应变为
3
第一章 连续体力学
体称为空间点阵，点阵中通过任一结点所作的一簇簇直线称晶列，同一平面上的 晶列就构成晶面，晶格中最小的平行六面体称晶胞。晶体中分子呈现有序排列， 从而使整个晶体处于一个能量最低的状态。完全有序的周期性排列是固体分子聚 集的最稳定的状态。由于晶体中某种规则的结构周期性地重复出现，因而在微观 结构上晶体的本质特征就是远程有序。 非晶体没有规则对称的外形，没有确定的熔点。非晶体的微观结构呈现出远 程无序的结构状态。 1-2 么？ 答：对于一般的固体材料，若形变不超过一定的限度，应力与相关的应变成 正比。在拉伸应变中 在固体的形变中，弹性模量是一个重要的参数，杨氏模量的意义是什
v
泊肃叶流量为公式
p1 p2 2 2 R r 4l
qV
R 4 p1 p2 8 l
·泊肃叶公式只适用于层流的情况。 5．物体在黏滞液体中的运动 ·斯托克斯公式描述了球形物体在液体中运动速度不太大时所受黏滞阻力的基 本规律，其为
f 6πηrν
其中，f 是球体所受到的黏滞阻力，r 和 v 分别为球体的半径和运动速度。 ·小球在液体中匀速垂直沉降运动时的速度称收尾速度，用 v T 表示，黏滞系 数可以通过下式求出
5
第一章 连续体力学
f f 2 S r
大学物理学ppt课件
衍射分类
根据障碍物或孔的尺寸与光波长的相对大小，可分为菲涅尔衍射和 夫琅禾费衍射。
常见衍射现象
单缝衍射、圆孔衍射、光栅衍射等。
偏振光及其产生和检测
1 2
偏振光
光波中电矢量振动方向保持不变的光称为偏振光。
偏振光的产生 通过偏振片、反射和折射、散射、双折射等方法 可以获得偏振光。
3
偏振光的检测
利用偏振片、马吕斯定律、偏振光干涉等方法可 以检测偏振光。偏振光在光学、光电子学、光通 信等领域有广泛应用。
波的反射、折射和衍射
波在传播过程中遇到障碍物或不同介质界面时会发生反射、折射和 衍射现象。
波动方程与波速公式
波动方程
描述波在介质中传播时各质点振动状态的数学表达式。
波速公式
波速与介质性质及波的类型有关，一般表示为v=fλ，其中v为波速，f为频率，λ为波长。
声波、光波和多普勒效应
01
02
03
声波
由物体振动产生的机械波， 可在气体、液体和固体中 传播。
热力学第一定律表述
热力学第一定律，即能量守恒定律在热力学中的应用。它表明，一个热力学系统内能的增量等于外界对该系统所 做的功与该系统所吸收的热量之和。
应用举例
热力学第一定律广泛应用于各种能量转换和传递过程的分析，如热机、制冷机、热力发电等。通过计算系统内外 能量的变化和传递情况，可以评估系统的能效和性能。
牛顿运动定律
牛顿第一定律
又称惯性定律，指
牛顿第二定律
指出物体加速度与所受合外力成 正比，与物体质量成反比；公式 表示为F=ma。
牛顿第三定律
又称作用与反作用定律，指出两 个物体之间的作用力和反作用力 大小相等、方向相反、作用在同 一直线上。
根据障碍物或孔的尺寸与光波长的相对大小，可分为菲涅尔衍射和 夫琅禾费衍射。
常见衍射现象
单缝衍射、圆孔衍射、光栅衍射等。
偏振光及其产生和检测
1 2
偏振光
光波中电矢量振动方向保持不变的光称为偏振光。
偏振光的产生 通过偏振片、反射和折射、散射、双折射等方法 可以获得偏振光。
3
偏振光的检测
利用偏振片、马吕斯定律、偏振光干涉等方法可 以检测偏振光。偏振光在光学、光电子学、光通 信等领域有广泛应用。
波的反射、折射和衍射
波在传播过程中遇到障碍物或不同介质界面时会发生反射、折射和 衍射现象。
波动方程与波速公式
波动方程
描述波在介质中传播时各质点振动状态的数学表达式。
波速公式
波速与介质性质及波的类型有关，一般表示为v=fλ，其中v为波速，f为频率，λ为波长。
声波、光波和多普勒效应
01
02
03
声波
由物体振动产生的机械波， 可在气体、液体和固体中 传播。
热力学第一定律表述
热力学第一定律，即能量守恒定律在热力学中的应用。它表明，一个热力学系统内能的增量等于外界对该系统所 做的功与该系统所吸收的热量之和。
应用举例
热力学第一定律广泛应用于各种能量转换和传递过程的分析，如热机、制冷机、热力发电等。通过计算系统内外 能量的变化和传递情况，可以评估系统的能效和性能。
牛顿运动定律
牛顿第一定律
又称惯性定律，指
牛顿第二定律
指出物体加速度与所受合外力成 正比，与物体质量成反比；公式 表示为F=ma。
牛顿第三定律
又称作用与反作用定律，指出两 个物体之间的作用力和反作用力 大小相等、方向相反、作用在同 一直线上。
大学物理力学部分课件
机械能守恒定律
在没有外力或外力做功为零的情况下，质点或系统的动能和势能之和保持不变。
THANKS
感谢观看
冲量
描述力作用效果的物理量，等于力的 作用时间与力的乘积。
动能与势能
动能
物体由于运动而具有的能量，等于物体质量与速度平方的一 半的乘积。
势能
物体由于位置而具有的能量，如重力势能、弹性势能等。
力的矩与扭矩
力的矩
描述力对物体转动效应的物理量，等 于力的大小、力臂（从转动轴到力的 垂直距离）的乘积。
扭矩
力的分解
将一个力分解为两个或多个分力，这些分力共同产生与原力相同的效应。
02
运动学
直线运动01ຫໍສະໝຸດ 020304
定义
物体在直线上运动时，其位置 可以用一个坐标来描述。
性质
直线运动是最简单的运动形式 ，具有方向性和可重复性。
分类
根据速度是否变化，直线运动 可分为匀速直线运动和变速直
线运动。
应用
在日常生活中，许多物体的运 动都可以近似为直线运动，例
如火车在铁轨上的运动。
曲线运动
定义
物体在空间中沿曲线轨迹的运 动。
性质
曲线运动具有方向性和不可重 复性。
分类
根据物体受到的力是否恒定， 曲线运动可分为匀速曲线运动 和变速曲线运动。
应用
行星绕太阳的运动、篮球的投 篮等都是曲线运动的实例。
相对运动与绝对运动
相对运动
描述一个物体相对于另一个物体的运 动状态。
绝对运动
描述一个物体相对于固定参考系（如 地球）的运动状态。
关系
相对运动和绝对运动是相互关联的， 一个物体的绝对运动会通过相对运动 反映到另一个物体上。
在没有外力或外力做功为零的情况下，质点或系统的动能和势能之和保持不变。
THANKS
感谢观看
冲量
描述力作用效果的物理量，等于力的 作用时间与力的乘积。
动能与势能
动能
物体由于运动而具有的能量，等于物体质量与速度平方的一 半的乘积。
势能
物体由于位置而具有的能量，如重力势能、弹性势能等。
力的矩与扭矩
力的矩
描述力对物体转动效应的物理量，等 于力的大小、力臂（从转动轴到力的 垂直距离）的乘积。
扭矩
力的分解
将一个力分解为两个或多个分力，这些分力共同产生与原力相同的效应。
02
运动学
直线运动01ຫໍສະໝຸດ 020304
定义
物体在直线上运动时，其位置 可以用一个坐标来描述。
性质
直线运动是最简单的运动形式 ，具有方向性和可重复性。
分类
根据速度是否变化，直线运动 可分为匀速直线运动和变速直
线运动。
应用
在日常生活中，许多物体的运 动都可以近似为直线运动，例
如火车在铁轨上的运动。
曲线运动
定义
物体在空间中沿曲线轨迹的运 动。
性质
曲线运动具有方向性和不可重 复性。
分类
根据物体受到的力是否恒定， 曲线运动可分为匀速曲线运动 和变速曲线运动。
应用
行星绕太阳的运动、篮球的投 篮等都是曲线运动的实例。
相对运动与绝对运动
相对运动
描述一个物体相对于另一个物体的运 动状态。
绝对运动
描述一个物体相对于固定参考系（如 地球）的运动状态。
关系
相对运动和绝对运动是相互关联的， 一个物体的绝对运动会通过相对运动 反映到另一个物体上。
大学物理学ppt课件
电势差与电场强度的关系
电势的定义及计算
电势与电势差
01
03 02
静电场与恒定电场
01
静电场中的导体与电介质
02
导体的静电平衡
03
电介质的极化
静电场与恒定电场
01 02 03
恒定电场与电流 欧姆定律与焦耳定律
电流密度与电动势
恒定磁场与电磁感应
磁感应强度与磁场力
磁场对电流的作用力
磁感应强度的定义及 计算
动量与冲量的定义及性质
动量守恒定律的条件与表 达式
动量定理的推导与应用
碰撞问题中的动量守恒定 律
角动量定理与角动量守恒定律
角动量与力矩的定义及 性质
角动量守恒定律的条件 与表达式
01
02
03
角动量定理的推导与应 用
04
刚体定轴转动中的角动 量守恒定律
功、能、机械能守恒定律
功的定义及计算方法
机械能守恒定律的条件与表 达式
热力学第一定律
热力学第一定律的表述
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，能量的总值保持不 变。
热力学第一定律的数学表达式
ΔU=Q+W，其中ΔU表示系统内能的变化，Q表示系统与外 界交换的热量，W表示外界对系统所做的功。
热力学第二定律
热力学第二定律的表述
现状
当代物理学正在探索宇宙起源、物质 反物质不对称、暗物质与暗能量等前 沿问题，同时也在发展新的理论和实 验技术。
大学物理学的课程目标
01
掌握物理学的基本概念和基本原理，理解物理现象的本 质和规律。
02
培养分析和解决物理问题的能力，掌握物理学的研究方 法和实验技能。
《大学物理学》课件
《大学物理学》课件一、教学内容1. 牛顿运动定律：介绍牛顿第一定律、牛顿第二定律和牛顿第三定律，解释物体的运动状态和受力关系。
2. 力的合成与分解：讲解力的合成、力的分解以及力的平行四边形法则，引导学生理解力的合成与分解的原理。
3. 重力、弹力和摩擦力：介绍重力、弹力和摩擦力的概念及其作用，分析不同力的作用效果和应用场景。
4. 牛顿运动定律的应用：通过实例分析，让学生学会运用牛顿运动定律解决实际问题，培养学生的动手能力和创新能力。
二、教学目标1. 理解牛顿运动定律的内容，掌握力的合成与分解方法，能运用牛顿运动定律分析物体的运动状态和受力情况。
2. 培养学生的实验操作能力，提高观察和分析问题的能力，增强解决实际问题的信心。
3. 培养学生的团队合作精神，学会与他人分享和交流学习心得，提高学生的综合素质。
三、教学难点与重点1. 教学难点：力的合成与分解的原理，牛顿运动定律在实际问题中的应用。
2. 教学重点：牛顿运动定律的内容，力的合成与分解方法，重力、弹力和摩擦力的概念及其作用。
四、教具与学具准备1. 教具：多媒体课件、黑板、粉笔、实验器材（如弹簧测力计、滑轮组等）。
2. 学具：教材、笔记本、三角板、直尺、实验报告册。
五、教学过程1. 实践情景引入：通过展示一个滑轮组实验，让学生观察物体在滑轮组作用下的运动状态，引发学生对力的合成与分解的好奇心。
2. 知识讲解：讲解牛顿运动定律的内容，力的合成与分解原理，重力、弹力和摩擦力的概念及其作用。
3. 实例分析：分析生活中常见物体的运动状态和受力情况，让学生学会运用牛顿运动定律解决问题。
4. 课堂练习：布置随堂练习题，让学生巩固所学知识，提高运用牛顿运动定律分析问题的能力。
5. 实验操作：安排学生进行滑轮组实验，亲身体验力的合成与分解，培养学生的动手操作能力。
六、板书设计板书设计如下：力的合成与分解1. 力的合成定义：多个力共同作用于一个物体时，所产生的效果相当于一个力的作用。
2024年大学物理力学ppt课件
弹性力学的基本方程和边界条件
弹性力学的应用举例
平衡方程、几何方程、物理方程及边界条 件的提法
杆件的拉伸与压缩、扭转与弯曲等问题的求 解方法
2024/2/29
12
03
流体力学基础
Chapter
2024/2/29
13
理想流体与粘性流体
1 2
理想流体
无摩擦、无粘性的流体，符合欧拉方程和连续性 方程。
粘性流体
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
2024/2/29
39
量子物理力学发展前沿
2024/2/29
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
40
生物物理力学研究进展
生物物理力学的基本概念与 原理
生物物理力学的研究对象与 方法
抛体运动、圆周运动、一般曲线运动
9
刚体定轴转动
刚体的基本概念
定义、性质、与实际的联系
刚体定轴转动的描述
角位移、角速度、角加速度
2024/2/29
刚体定轴转动的动力学
转动惯量、转动定律、转动动能定理
刚体定轴转动的实例分析
飞轮转动、陀螺仪原理等
10ห้องสมุดไป่ตู้
刚体平面平行运动
2024/2/29
刚体平面平行运动的描述
5
角动量定理与角动量守恒
角动量定理
质点所受合外力矩等于质点角动量的 变化率，即M=dL/dt。
角动量守恒
在不受外力矩或所受合外力矩为零的 系统中，系统总角动量保持不变。
2024/2/29
6
功、能及能量守恒
大学物理学(第一册)力学(第二版)(二)
大学物理学（第一册）力学（第二版）（二）引言概述：大学物理学（第一册）力学（第二版）是一本广泛使用的教材，旨在介绍大学物理学中的力学内容。
本文档将按照以下五个大点来详细阐述该教材的内容，包括力学的基本概念、运动学、动力学、静力学和动力学应用。
通过这些内容，读者将能够全面了解力学的理论和应用，进一步提升其物理学知识水平。
正文：1. 力学的基本概念：- 引力和重力：介绍引力和重力的概念及其作用力的计算方法。
- 质点和刚体：解释质点和刚体的定义，以及它们在力学中的重要性。
- 受力分析：讨论如何进行受力分析，并介绍常见的力的分类。
2. 运动学：- 位移和速度：解释位移和速度的概念，并介绍如何计算和描述它们。
- 加速度和匀变速运动：介绍加速度的概念，并讨论匀变速运动的特点和相关公式。
- 二维运动：介绍二维运动的概念，并讨论如何描述和计算平面运动。
3. 动力学：- 牛顿定律：解释牛顿定律的三个基本原理，并介绍如何应用它们解决力学问题。
- 动量和冲量：介绍动量和冲量的概念，并讲解它们与力学的关系。
- 力学能量：讨论力学能量的概念和转化规律，并介绍动能和势能的计算方法。
4. 静力学：- 平衡和力矩：解释平衡和力矩的概念，并介绍如何应用它们解决静力学问题。
- 力的合成和分解：讨论如何将多个力合成为一个力，并介绍如何将一个力分解为多个分力。
- 重力平衡和弹力：介绍重力平衡和弹力的概念，以及计算它们所需的公式。
5. 动力学应用：- 运动中的应用：介绍力学在运动中的应用，如自由落体、斜抛运动和圆周运动。
- 牛顿引力定律的应用：讨论牛顿引力定律在行星运动和天体力学中的应用。
- 动力学原理的工程应用：介绍动力学原理在工程领域中的应用，如桥梁和机械系统的设计。
总结：本文档以大学物理学（第一册）力学（第二版）为基础，按照引言概述-正文内容的格式详细阐述了力学的基本概念、运动学、动力学、静力学和动力学应用等五个大点。
通过学习本文档，读者将能够全面理解力学的理论和应用，并在物理学知识上取得更大的进步。
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海 南 大 学
第一章 连续体力学（Mechanics of continuous medium)
海 纳 百 川
应变是描述固体形变程度的 物理量，它是指物体在外力 作用下发生的相对形变。 拉伸应变
l0
l
大 道
Δl ε= l0
x d
致 远
剪切应变
体应变
x γ = d ΔV θ= V
海 南 大 学
γ
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
海 南 大 学
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 南 大 学
第一章 连续体力学（Mechanics of continuous medium)
（1）宏观上具有规则对称的外形
海 纳 道 百 致 川 远
（a）单晶体（monocrystal）：规则外形且各向异 性的单个大晶体。如水晶、金刚石、石英等。
大
水 晶
巴西蓝色黄宝石晶体
海 南 大 学
第一章 连续体力学（Mechanics of continuous medium)
海 南 大 学
第一章 连续体力学（Mechanics of continuous medium)
海 大 纳 道 百 致 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
海 南 大 学
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。
海 南 大 学
第一章 连续体力学（Mechanics of continuous medium)
海 大 纳 道 百 致 川 远
2.泊松比(Poisson ratio)
固体的形变
海 纳 百 川
横向相对形变或应变 b − b0 Δb ε1 = = b0 b0
大 道 致 远
l l0
泊松比(Poisson ratio) ε1 μ= ε 纵向相对应变
描述物体弹性性质的物理量 一般在0.2~0.5，小麦茎秆0.2 ~ 0.3。
海 南 大 学
海 南 大 学
第一章 连续体力学（Mechanics of continuous medium)
海 纳
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 称塑性形变 （plastic deformation）.
大 道 百 致 川 远
动画：应力与应变
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。
海 南 大 学
第一章 连续体力学（Mechanics of continuous medium)
2. 非晶体(amorphous)
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。
海 南 大 学
第一章 连续体力学（Mechanics of continuous medium)
三、固体的拉伸与压缩
海 大 纳 百 川 远
l
道 致
l0
b b0
低碳钢的应力－应变图 应力－应变图swf
海 南 大 学
固体的形变
第一章 连续体力学（Mechanics of continuous medium)
大 道 致 远
晶胞(crysal unit cell)：晶 格中最小的平行六面体。
海 南 大 学
第一章 连续体力学（Mechanics of continuous medium)
海 大 纳 道 百 致 川 远
体心立方
金刚石
海 南 大 学
第一章 连续体力学（Mechanics of continuous medium)
1-2 1.3
海 南 大 学
第一章 连续体力学（Mechanics of continuous medium)
3.准晶体
海 纳 百 川
准晶体是1928年发现的，具有 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。 大 道 致 远
1984 年 Shechtman 等人报导了用快速冷却 方法制备的 AlMn 合金 中的电子衍射图中，发 现了具有五重对称的斑 点分布，斑点的明锐程 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
海 纳 百 川
2. 应力（stress）
Δf n
Δf
大 道
作用在物体内部单位面积 上的作用力称应力，应力 是内力。 应力的数学表达：
ΔS
Δf t
致 远
Δf σ= ΔS
Δf df σ = lim = ΔS → 0 Δ S dS
海 南 大 学
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 纳 百
第一章 连续体力学（Mechanics of continuous medium)
1.结构(structure)
近程有序和远程无序是液体结构的基本特征
道 致 川 远 大
海 南 大 学
第一章 连续体力学（Mechanics of continuous medium)
海 大 纳 百 川 远
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。
道 致
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。
海 南 大 学
第一章 连续体力学（Mechanics of continuous medium)
海 南 大 学
第一章 连续体力学（Mechanics of continuous medium)
海 大 纳 道 百 致 川 远
lattice image of water-quenched Al72Ni20Co8 obtained by the High Angle Annular Dark Field method (HAADF)
(b)多晶体(Ploycrystal):由大量晶粒组成的晶体。 如：金属、岩石等。
海 大 纳 道 百 致 川 远
海 南 大 学
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
道 致 远
大
Δf P = lim ΔS → 0 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”
海 南 大 学
第一章 连续体力学（Mechanics of continuous medium)
b b0
第一章 连续体力学（Mechanics of continuous medium)
四、生物材料的应变-应力关系
海 大 纳 道 百 致 川 远
海 南 大 学
第一章 连续体力学（Mechanics of continuous medium)
作业 练习题1-2
海 大 纳 道 百 致 川 远
海 南 大 学
3.应力与应变的关系
海 纳 百 川
应力伴随应变的增大而增大，它反映了发生形变 的物体内部的紧张程度。对于一般的固体材料，若形 变不超过一定的限度，应力与相关的应变成正比，此 称胡克定律(Hooke’s law)。其可分别表达为：
大 道 致 远
拉伸应变 剪切应变
Δl σ 拉＝E l0
x σ 剪＝G d
海 南 大 学
第一章 连续体力学（Mechanics of continuous medium)
4. 生物材料
海 纳 百 川
生物材料大多是由各种组分组成的复合 材料，它们都有复杂的组成和性质。在生物 材料种，最基本的组分是蛋白质和多糖。
大 道
仿生物材料 ：人工制造的具有生物功能， 生物活性，或者与生物体相容的材料成为仿生 物材料。仿生物材料在生物兼容性的基础上， 从材料的制备到应用都与环境、人体有着自然 的协调性。
致 远
海 南 大 学
第一章 连续体力学（Mechanics of continuous medium)
二、 应变与应力
海 纳 百 川
1. 应变（strain)
大 道 致 远
在外力作用下，固体要产生形变。固体的形 变包括拉伸压缩、剪切、扭转和弯曲四种。在四 种形变中，拉伸压缩和剪切为基本形变，扭转和 弯曲可视为前两种形变的组合。
大 道 致 远
海 南 大 学
第一章 连续体力学（Mechanics of continuous medium)
§1.1 固体的弹性
海 纳 百 川
(Elasticity of solid)
大 道 致 远
一、固体的结构
固体是物质存在的一种状态。与液体和气体相比 固体有比较固定的体积和形状、质地比较坚硬。固 体材料是由大量的原子（或离子）组成的，每1cm³ 体积中约有1023个原子，如此巨大数目的原子以一定 的方式排列，原子排列的方式称为固体的结构。 人们通常把固体材料分为两类： 晶体（crysta）和非晶体(amorphous)。
第一章 连续体力学（Mechanics of continuous medium)
海 纳 百 川
应变是描述固体形变程度的 物理量，它是指物体在外力 作用下发生的相对形变。 拉伸应变
l0
l
大 道
Δl ε= l0
x d
致 远
剪切应变
体应变
x γ = d ΔV θ= V
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γ
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
海 南 大 学
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 南 大 学
第一章 连续体力学（Mechanics of continuous medium)
（1）宏观上具有规则对称的外形
海 纳 道 百 致 川 远
（a）单晶体（monocrystal）：规则外形且各向异 性的单个大晶体。如水晶、金刚石、石英等。
大
水 晶
巴西蓝色黄宝石晶体
海 南 大 学
第一章 连续体力学（Mechanics of continuous medium)
海 南 大 学
第一章 连续体力学（Mechanics of continuous medium)
海 大 纳 道 百 致 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
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。
海 南 大 学
第一章 连续体力学（Mechanics of continuous medium)
海 大 纳 道 百 致 川 远
2.泊松比(Poisson ratio)
固体的形变
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横向相对形变或应变 b − b0 Δb ε1 = = b0 b0
大 道 致 远
l l0
泊松比(Poisson ratio) ε1 μ= ε 纵向相对应变
描述物体弹性性质的物理量 一般在0.2~0.5，小麦茎秆0.2 ~ 0.3。
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海 纳
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 称塑性形变 （plastic deformation）.
大 道 百 致 川 远
动画：应力与应变
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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2. 非晶体(amorphous)
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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三、固体的拉伸与压缩
海 大 纳 百 川 远
l
道 致
l0
b b0
低碳钢的应力－应变图 应力－应变图swf
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固体的形变
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大 道 致 远
晶胞(crysal unit cell)：晶 格中最小的平行六面体。
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体心立方
金刚石
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1-2 1.3
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3.准晶体
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准晶体是1928年发现的，具有 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。 大 道 致 远
1984 年 Shechtman 等人报导了用快速冷却 方法制备的 AlMn 合金 中的电子衍射图中，发 现了具有五重对称的斑 点分布，斑点的明锐程 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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2. 应力（stress）
Δf n
Δf
大 道
作用在物体内部单位面积 上的作用力称应力，应力 是内力。 应力的数学表达：
ΔS
Δf t
致 远
Δf σ= ΔS
Δf df σ = lim = ΔS → 0 Δ S dS
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§1.2 静止液体的力学性质
一、液体的结构与分类
海 纳 百
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1.结构(structure)
近程有序和远程无序是液体结构的基本特征
道 致 川 远 大
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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。
道 致
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。
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lattice image of water-quenched Al72Ni20Co8 obtained by the High Angle Annular Dark Field method (HAADF)
(b)多晶体(Ploycrystal):由大量晶粒组成的晶体。 如：金属、岩石等。
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趣闻：千姿百态的水结晶
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日本泉水的结晶
布宜诺斯艾利斯 的水结晶
道 致 远
大
Δf P = lim ΔS → 0 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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b b0
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四、生物材料的应变-应力关系
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作业 练习题1-2
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3.应力与应变的关系
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应力伴随应变的增大而增大，它反映了发生形变 的物体内部的紧张程度。对于一般的固体材料，若形 变不超过一定的限度，应力与相关的应变成正比，此 称胡克定律(Hooke’s law)。其可分别表达为：
大 道 致 远
拉伸应变 剪切应变
Δl σ 拉＝E l0
x σ 剪＝G d
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4. 生物材料
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生物材料大多是由各种组分组成的复合 材料，它们都有复杂的组成和性质。在生物 材料种，最基本的组分是蛋白质和多糖。
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仿生物材料 ：人工制造的具有生物功能， 生物活性，或者与生物体相容的材料成为仿生 物材料。仿生物材料在生物兼容性的基础上， 从材料的制备到应用都与环境、人体有着自然 的协调性。
致 远
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二、 应变与应力
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1. 应变（strain)
大 道 致 远
在外力作用下，固体要产生形变。固体的形 变包括拉伸压缩、剪切、扭转和弯曲四种。在四 种形变中，拉伸压缩和剪切为基本形变，扭转和 弯曲可视为前两种形变的组合。
大 道 致 远
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§1.1 固体的弹性
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(Elasticity of solid)
大 道 致 远
一、固体的结构
固体是物质存在的一种状态。与液体和气体相比 固体有比较固定的体积和形状、质地比较坚硬。固 体材料是由大量的原子（或离子）组成的，每1cm³ 体积中约有1023个原子，如此巨大数目的原子以一定 的方式排列，原子排列的方式称为固体的结构。 人们通常把固体材料分为两类： 晶体（crysta）和非晶体(amorphous)。