簡介：材料力學(xué)基礎(chǔ)知識,提綱,1材料力學(xué)與生產(chǎn)實(shí)踐的關(guān)系2材料力學(xué)的建立3緒論31材料力學(xué)的研究對象32材料力學(xué)的基本假設(shè)33外力與內(nèi)力34正應(yīng)力與切應(yīng)力35正應(yīng)變與切應(yīng)變36桿件的四種基本變形形式,提綱,4軸向拉伸與壓縮41引言42軸力與軸力圖43拉壓桿的應(yīng)力（平面假設(shè)）44材料在拉伸與壓縮的力學(xué)性能45失效、許用應(yīng)力附錄常用材料的力學(xué)性能,1、材料力學(xué)與生產(chǎn)實(shí)踐的關(guān)系,趙州橋石拱橋595605年建，充分利用石料的壓縮強(qiáng)度,安瀾竹索橋宋代建1964年改為鋼纜承托的索橋充分利用竹材的拉伸強(qiáng)度,1、材料力學(xué)與生產(chǎn)實(shí)踐的關(guān)系,2、材料力學(xué)的建立,伽利略GGALILEO1638年提出計(jì)算梁強(qiáng)度的公式但結(jié)論不正確,胡克RHOOKE1678年發(fā)表根據(jù)實(shí)驗(yàn)得出的物理定律胡克定律,2、材料力學(xué)的建立,通常所指金屬材料的性能包括以下兩個方面1．使用性能是為了保證機(jī)械零件、設(shè)備、結(jié)構(gòu)件等能正常工作，材料所應(yīng)具備的使用性能主要有力學(xué)性能（強(qiáng)度、硬度、剛度、塑性、韌性等）、物理性能（密度、熔點(diǎn)、導(dǎo)熱性、熱膨脹性等），化學(xué)性能（耐蝕性、熱穩(wěn)定性等）。使用性能決定了材料的應(yīng)用范圍，使用安全可靠性和使用壽命。材料力學(xué)的建立主要解決材料的力學(xué)性能，研究對象有（1）強(qiáng)度（2）剛度（3）穩(wěn)定性研究的參數(shù)包括,2、材料力學(xué)的建立,強(qiáng)度。（屈服強(qiáng)度，抗拉強(qiáng)度，抗彎強(qiáng)度，抗剪強(qiáng)度），如鋼材Q235，屈服強(qiáng)度為235MPA塑性。一般用伸長率或斷面收縮率表示。如Q235伸長率為Δ52126硬度。包括劃痕硬度，壓入硬度回跳硬度，如布氏硬度、維氏硬度、、洛氏硬度里氏硬度等等。沖擊韌性。沖擊功AK,3、緒論31材料力學(xué)的研究對象,1、構(gòu)件,2、構(gòu)件分類,,軸線,,,中面,31材料力學(xué)的研究對象,軸線中軸線、中心線。橫截面垂直于梁的軸向的截面形狀。形心截面圖形的幾何中心。,對構(gòu)件在荷載作用下正常工作的要求,Ⅰ具有足夠的強(qiáng)度荷載作用下不斷裂，荷載去除后不產(chǎn)生過大的永久變形塑性變形構(gòu)件在外載作用下，抵抗破壞的能力。例如儲氣罐不應(yīng)爆破。（破壞斷裂或變形過量不能恢復(fù)）,31材料力學(xué)的研究對象,塑形變形示例,31材料力學(xué)的研究對象,Ⅱ具有足夠的剛度荷載作用下的彈性變形不超過工程允許范圍。構(gòu)件在外載作用下，抵抗可恢復(fù)變形的能力。例如機(jī)床主軸不應(yīng)變形過大，否則影響加工精度。導(dǎo)軌、絲杠等。,31材料力學(xué)的研究對象,彈性變形,Ⅲ滿足穩(wěn)定性要求對于理想中心壓桿是指荷載作用下桿件能保持原有形態(tài)的平衡。構(gòu)件在某種外載作用下，保持其原有平衡狀態(tài)的能力。例如柱子不能彎等。,偏心受壓直桿,31材料力學(xué)的研究對象,32材料力學(xué)的基本假設(shè),1．連續(xù)性假設(shè)認(rèn)為整個物體體積內(nèi)毫無空隙地充滿物質(zhì)（數(shù)學(xué)）2．均勻性假設(shè)認(rèn)為物體內(nèi)的任何部分，其力學(xué)性能相同（力學(xué)）3．各向同性假設(shè)認(rèn)為在物體內(nèi)各個不同方向的力學(xué)性能相同（物理）4小變形假設(shè)指構(gòu)件在外力作用下發(fā)生的變形量遠(yuǎn)小于構(gòu)件的尺寸,33外力與內(nèi)力,外力,按外力作用的方式,體積力是連續(xù)分布于物體內(nèi)部各點(diǎn)的力,如物體的自重和慣性力,面積力,如油缸內(nèi)壁的壓力，水壩受到的水壓力等均為分布力,若外力作用面積范圍遠(yuǎn)小于構(gòu)件表面的尺寸，可作為作用于一點(diǎn)的集中力。如火車輪對鋼軌的壓力等,按時間,分布力,集中力,靜載,動載,緩慢加載（A≈0）,快速加載（A≠0），或沖擊加載,內(nèi)力與截面法,內(nèi)力物體內(nèi)部的相互作用力。由于載荷作用引起的內(nèi)力稱為附加內(nèi)力。簡稱內(nèi)力。內(nèi)力特點(diǎn)引起變形，傳遞外力，與外力平衡。截面法將桿件假想地切成兩部分，以顯示內(nèi)力，稱為截面法。,33外力與內(nèi)力,應(yīng)用力系簡化理論，將上述分布內(nèi)力向橫截面的形心簡化，得軸力FX沿桿件軸線方向內(nèi)力分量，產(chǎn)生軸向（伸長，縮短）剪力FY、FZ使桿件產(chǎn)生剪切變形扭矩MX力偶，使桿件產(chǎn)生繞軸線轉(zhuǎn)動的扭轉(zhuǎn)變形彎矩MY,MZ力偶，使桿件產(chǎn)生彎曲變形,33外力與內(nèi)力,33外力與內(nèi)力,上述內(nèi)力及內(nèi)力偶矩分量與作用在切開桿段上的外力保持平衡，因此，由平衡方程ΣFX0，ΣFY0，ΣFZ0ΣMX0，ΣMY0，ΣMZ0,,34正應(yīng)力與剪（切）應(yīng)力,應(yīng)力單位1PA1N/M21MPA1106N/M21GPA1109N/M2,35正應(yīng)變與切應(yīng)變一、形變形狀的改變。物體的形狀總可用它各部分的長度和角度來表示。因此物體的形變總可以歸結(jié)為長度的改變和角度的改變。二、應(yīng)變應(yīng)變又可分為正應(yīng)變（線應(yīng)變）和切應(yīng)變兩種。每單位長度的伸縮稱為正應(yīng)變（線應(yīng)變），用Ε（EPSILON，伊普西龍）表示；各線段之間的直角的改變稱為切應(yīng)變（角應(yīng)變），用Γ（GAMMA，伽馬）表示。,35正應(yīng)變與切應(yīng)變線應(yīng)變Ε線應(yīng)變即單位長度上的變形量，無量綱，其物物理意義是構(gòu)件上一點(diǎn)沿某一方向變形量的大小,,,35正應(yīng)變與切應(yīng)變切應(yīng)變Γ切應(yīng)變即一點(diǎn)單元體兩棱角直角的改變量，無量綱彈性變形卸載時能夠消失或恢復(fù)的變形塑性變形卸載時不能消失或恢復(fù)的變形。,Γ,,,,36桿件的四種基本變形形式,1軸向拉伸或壓縮變形受力特點(diǎn)桿受一對大小相等，方向相反的縱向力，力的作用線與桿軸線重。變形特點(diǎn)相鄰截面相互離開或靠近,2剪切變形受力特點(diǎn)桿受一對大小相等，方向相反的橫向力作用，力的作用線靠得很近。變形特點(diǎn)相鄰截面相對錯動,36桿件的四種基本變形形式,36桿件的四種基本變形形式,3扭轉(zhuǎn)變形受力特點(diǎn)桿受一對大小相等，方向相反的力偶，力偶作用面垂直于桿軸線變形特點(diǎn)相鄰截面繞軸相對轉(zhuǎn)動,4彎曲變形受力特點(diǎn)桿受一對大小相等，方向相反的力偶作用，力偶作用面是包含或平行軸線的縱向面變形特點(diǎn)相鄰截面繞垂直于力偶作用面的軸線作相對轉(zhuǎn)動,36桿件的四種基本變形形式,工程中常用構(gòu)件在荷載作用下的變形，大多為上述幾種基本變形形式的組合，純屬一種基本變形形式的構(gòu)件較為少見但若以一種基本變形形式為主，其它屬于次要變形的，則可按這種基本變形形式計(jì)算若幾種變形形式都非次要變形，則屬于組合變形問題,36桿件的四種基本變形形式,4軸向拉伸與壓縮41引言,在不同形式的外力作用下，桿件的變形與應(yīng)力也相應(yīng)不同。軸向載荷作用線沿桿件軸線的載荷軸向拉壓以軸向伸長或縮短為主要特征的變形形式拉壓桿以軸向拉壓為主要變形的桿件軸向拉壓的受力特點(diǎn)外力的合力作用線與桿的軸線重合。軸向拉壓的變形特點(diǎn)軸向拉伸桿的變形是軸向伸長，橫向縮短。軸向壓縮桿的變形是軸向縮短，橫向變粗。,軸向壓縮，對應(yīng)的外力稱為壓力。,軸向拉伸，對應(yīng)的外力稱為拉力。,力學(xué)模型如圖,41引言,有一些直桿，受到兩個以上的軸向載荷作用，這種桿仍屬于拉壓桿。,41引言,42軸力與軸力圖,一、軸力在軸向載荷F作用下，桿件橫截面上的唯一內(nèi)力分量為軸力FN，軸力或?yàn)槔Γ驗(yàn)閴毫?，為區(qū)別起見,通常規(guī)定拉力為正，壓力為負(fù)。,正,負(fù),42軸力與軸力圖,二、軸力計(jì)算如圖所示,平衡方程ΣFX0，F(xiàn)N12F0得AB段的軸力為FN12F對于BC段，由平衡方程ΣFX0，F(xiàn)FN20得BC段的軸力為FN2F,42軸力與軸力圖,以上分析表明，在AB與BC桿段內(nèi)，軸力不同。為了形象地表示軸力沿桿軸（即桿件軸線）的變化情況，并確定最大軸力的大小及所在截面的位置，常采用圖線表示法。作圖時，以平行于桿軸的坐標(biāo)表示橫截面的位置，垂直于桿軸的另一坐標(biāo)表示軸力，于是，軸力沿桿軸的變化情況即可用圖線表示。表示軸力沿桿軸變化情況的圖線，稱為軸力圖。例如上圖中的坐標(biāo)圖即為桿的軸力圖。,42軸力與軸力圖,例1圖中所示為右端固定梯形桿，承受軸向載荷F1與F2作用，已知F120KN（千牛頓），F(xiàn)250KN，試畫桿的軸力圖，并求出最大軸力值。,解（1）計(jì)算支反力設(shè)桿右端的支反力為FR，則由整個桿的平衡方程ΣFX0，F(xiàn)2FR0得FRF2F150KN20KN30KN,,42軸力與軸力圖,2分段計(jì)算軸力設(shè)AB與BC段的軸力均為拉力，并分別用FN1與FN2表示,則可知FN1F120KNFN2FR30KN（3）畫軸力圖|FN|MAX30KN,43拉壓桿的應(yīng)力拉壓桿橫截面上的拉力,現(xiàn)在研究拉壓桿橫截面上的應(yīng)力分布，即確定橫截面上各點(diǎn)處的應(yīng)力。首先觀察桿的變形。如圖所示為一等截面直桿，試驗(yàn)前，在桿表面畫兩條垂直于桿軸的橫線11與22，然后，在桿兩端施加一對大小相等、方向相反的軸向載荷F。從試驗(yàn)中觀察到橫線11與22仍為直線，且仍垂直于桿件軸線，只是間距增大，分別平移至圖示11，22位置。,43拉壓桿的應(yīng)力拉壓桿橫截面上的拉力,根據(jù)上述現(xiàn)象，對桿內(nèi)變形作如下假設(shè)變形后，橫截面仍保持平面且仍與桿軸垂直，只是橫截面間沿桿軸相對平移。此假設(shè)稱為拉壓桿的平面假設(shè)。對于均勻性材料，如果變形相同，則受力也相同。,43拉壓桿的應(yīng)力拉壓桿橫截面上的拉力,由此可見，橫截面上各點(diǎn)處僅存在正應(yīng)力Б，并沿截面均勻分布。設(shè)桿件橫截面的面積為A，軸力為FN，則根據(jù)上述假設(shè)可知，橫截面上各點(diǎn)處的正應(yīng)力均為БFN/A或БF/A上式已為試驗(yàn)所證實(shí)，適用于橫截面為任意形狀的等截面拉壓桿由上式可知，正應(yīng)力與軸力具有相同的正負(fù)符號，即拉應(yīng)力為正，壓應(yīng)力為負(fù),43拉壓桿的應(yīng)力斜截面上的應(yīng)力,,,以上研究了拉壓桿橫截面上的應(yīng)力，為了更全面地了解桿內(nèi)的應(yīng)力情況，現(xiàn)在研究橫截面上的應(yīng)力?？紤]如圖，所示拉壓桿，利用截面法，沿任一斜截面MM將桿切開，該截面的方位以其外法線與X軸的夾角A表示。由前述分析可知，桿內(nèi)各縱向纖維的變形相同，因此，在截面MM兩側(cè)，各纖維的變形也相同。因此，斜截面MM上的應(yīng)力P沿截面均勻分布。,43拉壓桿的應(yīng)力斜截面上的應(yīng)力,根據(jù)上述分析，得桿左段的平衡方程為PA/COSAF0由此得PFCOSA/AБCOSA式中，БF/A，代表橫截面上的正應(yīng)力將應(yīng)力P沿截面法向與切向分解，如圖，得斜截面上的正應(yīng)力與切應(yīng)力分別為БAPCOSAБCOS2A橫截面A0°處，正應(yīng)力最大ΤAPSINAБSIN2A/2（斜面A45°，切應(yīng)力最大）塑性材料拉伸試驗(yàn)，斷面呈45°角,43拉壓桿的應(yīng)力圣維南原理,當(dāng)作用在桿端的軸向外力當(dāng)作用在桿端的軸向外力，沿橫截面非均勻分布時，外力作用點(diǎn)附近各截面的應(yīng)力，也未非均勻分布。但圣維南原理指出，力作用于桿端的分布方式，只影響桿端局部的應(yīng)力分布，影響區(qū)的軸向范圍離桿端1～2個桿的橫向尺寸。此原理已為大量試驗(yàn)與計(jì)算所證實(shí)。例如，如圖所示，承受集中力F作用的桿，其截面寬度為H，在XH/4與H/2的橫截面11與22上，應(yīng)力雖為非均勻分布，但在XH的橫截面33，應(yīng)力則趨向均勻。因此，只要外力合力的作用線沿桿件軸線，在外力作用面稍遠(yuǎn)處，橫截面上的應(yīng)力分布均可視為均勻的。,,,,F,F,,,,1,2,3,43拉壓桿的應(yīng)力圣維南原理,例2在例1所示的階梯形圓截面桿，桿端AB與BC的直徑分別為D120MM，D230MM，試計(jì)算桿內(nèi)橫截面上的最大正應(yīng)力。,解根據(jù)例1得，桿段AB與BC的軸力分別為FN120KN，F(xiàn)N230KNAB段的軸力較小，但橫截面面積也較小，BC段的軸力雖較大，但橫截面面積也較大，因此，應(yīng)對兩段桿的應(yīng)力進(jìn)行計(jì)算。,43拉壓桿的應(yīng)力圣維南原理,由БF/A可知，AB段內(nèi)任一橫截面的正應(yīng)力為Б1FN1/A4FN1/ΠD124（20103N）/Π20103M2637107PA637MPA拉應(yīng)力而BC段內(nèi)任一橫截面的正應(yīng)力則為Б2FN2/A4FN2/ΠD224（30103N）/Π（30103M）2424107PA424MPA拉應(yīng)力可見，桿內(nèi)橫截面上的最大正應(yīng)力則為БMAXБ1637MPA,43拉壓桿的應(yīng)力圣維南原理,例3如圖所示軸向壓等截面桿，橫截面面積A400MM2,載荷F50KN，試求斜截面MM上的正應(yīng)力與切應(yīng)力。解桿件橫截面上的正應(yīng)力為Б0FN/A50103N/400106M2125108PA可以看出，斜截面MM的方位角為A50°于是可知斜截面MM上的正應(yīng)力與切應(yīng)力分別為Б50°БCOS2A（125108PA）COS250°516107PA516MPAΤ50°ΣSIN2A/2（125108PA）SIN100/2616107PA616M,44材料在拉伸與壓縮時的力學(xué)性能,圓截面試件,標(biāo)距與直徑的比例為,44材料在拉伸與壓縮時的力學(xué)性能,,,1、線性階段OB段OA段為直線。比例極限?PAB段不再是直線,在B點(diǎn)以下，卸載后變形可以完全恢復(fù)。?彈性變形。B點(diǎn)的應(yīng)力彈性極限?E當(dāng)應(yīng)力超過?E時，將產(chǎn)生塑性變形。,低碳鋼拉伸試驗(yàn)應(yīng)力應(yīng)變圖,,低碳鋼拉伸試驗(yàn)應(yīng)力應(yīng)變圖,2、屈服階段BC段屈服極限?S?強(qiáng)度的重要指標(biāo)低碳鋼Q235的屈服應(yīng)力為235MPA,,低碳鋼拉伸試驗(yàn)應(yīng)力應(yīng)變圖,3、硬化階段CE段恢復(fù)抵抗變形的能力??硬化。E點(diǎn)的應(yīng)力強(qiáng)度極限?B低碳鋼Q235的強(qiáng)度極限為380MPA4、頸縮階段（EF段）,,,5、卸載與再加載規(guī)律卸載過程DD’為直線。DD’//OA。OGOD’D’GOD’塑性形變，D’G彈性形變卸載后再加載，先沿DD直線，然后沿DEF曲線。,低碳鋼拉伸試驗(yàn)應(yīng)力應(yīng)變圖,低碳鋼拉伸試驗(yàn),冷作硬化材料進(jìn)入強(qiáng)化階段以后的卸載再加載歷史,使材料的比例極限提高，而塑性變形能力降低，這一現(xiàn)象稱為冷作硬化。,二、其它塑性材料拉伸時的力學(xué)性能,名義屈服極限,與低碳鋼相比共同之處斷裂破壞前經(jīng)歷較大的塑性變形；不同之處有的沒有明顯的四個階段。,合金鋼20CR高碳鋼T10A螺紋鋼16MN低碳鋼A3黃銅H62,,對于沒有明顯的屈服階段的塑性材料，工程上規(guī)定用產(chǎn)生02塑性應(yīng)變時的應(yīng)力作屈服指標(biāo)，稱為名義屈服極限，用?02表示。,名義屈服極限,,?P02,材料在壓縮時的力學(xué)性能,E,?S與拉伸時大致相同。,因越壓越扁,得不到?B。,金屬的壓縮試件短圓柱，其高度與直徑之比為,1低碳鋼壓縮時的??曲線,153。,,2鑄鐵壓縮時的??曲線,抗壓強(qiáng)度極限比抗拉強(qiáng)度極限高45倍。,破壞斷面與軸線大約成45?55?的傾角。,小結(jié),比例極限?P,彈性極限?E,屈服極限?S,強(qiáng)度極限?B,,材料的力學(xué)性能指標(biāo),塑性材料抗拉強(qiáng)度和抗壓強(qiáng)度相同。,脆性材料抗壓強(qiáng)度遠(yuǎn)大于抗拉強(qiáng)度。,彈性指標(biāo),強(qiáng)度指標(biāo),名義屈服極限?P02,45失效、許用應(yīng)力,前述試驗(yàn)表明，當(dāng)正應(yīng)力達(dá)到強(qiáng)度極限БB時，會引起斷裂；當(dāng)應(yīng)力達(dá)到屈服應(yīng)力БS時，將產(chǎn)生屈服或出現(xiàn)塑性變形。構(gòu)件工作時發(fā)生斷裂或顯著塑性變形，一般都是不容許的。所以，從強(qiáng)度方面考慮，斷裂時構(gòu)件破壞或失效的一種形式，同樣，屈服或出現(xiàn)顯著塑性變形，也是構(gòu)建失效的一種形式，一種廣義的破壞。根據(jù)上述情況，通常將強(qiáng)度極限與屈服應(yīng)力統(tǒng)稱為材料的極限應(yīng)力，并用БU表示。對于脆性材料，強(qiáng)度極限為其唯一強(qiáng)度指標(biāo)，因此以強(qiáng)度極限作為極限應(yīng)力；對于塑性材料，由于其屈服應(yīng)力小于強(qiáng)度極限，故通常以屈服應(yīng)力作為極限應(yīng)力。,45失效、許用應(yīng)力,根據(jù)分析計(jì)算所得構(gòu)件之應(yīng)力，稱為工作應(yīng)力。在理想的情況下，為了充分利用材料的強(qiáng)度，擬可使構(gòu)件的工作應(yīng)力接近于材料的極限應(yīng)力。但實(shí)際上不可能，原因是作用在構(gòu)件上的外力常常估計(jì)不準(zhǔn)確；構(gòu)件的外形與所受外力往往比較復(fù)雜，計(jì)算所得應(yīng)力通常均帶有一定程度的近似性；實(shí)際材料的組成與品質(zhì)等難免存在差異，不能保證構(gòu)件所用材料與標(biāo)準(zhǔn)試樣具有完全相同的力學(xué)性能，更何況由標(biāo)準(zhǔn)試樣測得的力學(xué)性能，本身也帶有一定分散性，這種差別在脆性材料中尤為顯著；等等。所有這些因素，都有可能使構(gòu)件的實(shí)際工作條件比設(shè)想的要偏于不安全的一面。除上述原因外，為了確保安全，構(gòu)件還應(yīng)具有適當(dāng)?shù)膹?qiáng)度儲備，特別是對于因破壞將帶來嚴(yán)重后果的構(gòu)件，更應(yīng)給予較大的強(qiáng)度儲備。,45失效、許用應(yīng)力,由此可見，構(gòu)件工作應(yīng)力的最大容許值，必須低于材料的極限應(yīng)力。對于由一定材料制成的具體構(gòu)件，工作應(yīng)力的最大容許值，稱為材料的許用應(yīng)力，并用Б表示。許用應(yīng)力與極限應(yīng)力的關(guān)系為ББU/N式中，N為大于1的因數(shù)，稱為安全因數(shù)。如上所述，安全因數(shù)是由多種因素決定的。各種材料在不同工作條件下的安全因數(shù)或許用應(yīng)力，可從有關(guān)規(guī)范或設(shè)計(jì)手冊中查到。在一般靜強(qiáng)度計(jì)算中，對于塑性材料，按屈服應(yīng)力所規(guī)定的安全因數(shù)NS，通常取為15～22；對于脆性材料，按強(qiáng)度極限所規(guī)定的安全因數(shù)NB，通常取為30～50，甚至更大。,45失效、許用應(yīng)力,構(gòu)件在應(yīng)力作用下可能發(fā)生疲勞破壞，所以疲勞破壞也是構(gòu)件破壞或失效的一種形式。我們這里簡單的介紹一下疲勞破壞。實(shí)踐表明，在交變應(yīng)力作用下的構(gòu)件，雖然所受應(yīng)力小于材料的靜強(qiáng)度極限，但經(jīng)過應(yīng)力的多次重復(fù)后，構(gòu)件將產(chǎn)生可見裂紋或完全斷裂，而且，即使是塑性很好的材料，斷裂時也往往無顯著地塑性變形。在交變應(yīng)力作用下，構(gòu)件產(chǎn)生可見裂紋或完全斷裂的現(xiàn)象，稱為疲勞破壞，簡稱疲勞。如傳動軸疲勞破壞會出現(xiàn)斷口光滑區(qū)和粗粒狀區(qū)。,45失效、許用應(yīng)力,此外，由于近代測試技術(shù)的發(fā)展，人們發(fā)現(xiàn)，在疲勞斷裂前，在斷口位置早就出現(xiàn)了細(xì)微裂紋，而且，裂紋隨著應(yīng)力循環(huán)次數(shù)增加而擴(kuò)展。根據(jù)長期的試驗(yàn)與研究，人們對疲勞的過程與機(jī)理，逐漸形成明確看法。原來，當(dāng)循環(huán)應(yīng)力的大小超過一定限度并經(jīng)歷了足夠多次的交替重復(fù)后，在構(gòu)件內(nèi)部應(yīng)力最大或材質(zhì)薄弱處，將產(chǎn)生細(xì)微裂紋（即所謂疲勞源），這種裂紋隨著應(yīng)力循環(huán)次數(shù)增加而不斷擴(kuò)展，并逐漸形成為宏觀裂紋。在擴(kuò)展過程中，由于應(yīng)力循環(huán)變化，裂紋兩表面的材料時而擠壓，時而分離，或時而正向交錯，時而反向交錯，從而形成斷口的光滑區(qū)。另一方面，由于裂紋不斷擴(kuò)展，當(dāng)達(dá)到其臨界長度時，構(gòu)件將發(fā)生突然斷裂，斷口的粗粒狀區(qū)就是突然斷裂造成的。因此，疲勞破壞過程可理解為疲勞裂紋萌生、逐漸擴(kuò)展與最后斷裂的過程。,45失效、許用應(yīng)力,以上分析表明，構(gòu)件發(fā)生斷裂前，既無明顯塑性變形，而裂紋的形成與擴(kuò)展不易及時發(fā)現(xiàn)，因此，疲勞破壞常常帶有突發(fā)性，往往造成嚴(yán)重后果。據(jù)統(tǒng)計(jì)，在機(jī)械與航空等領(lǐng)域中，大部分損傷事故是疲勞破壞所造成的。因此，對于承受循環(huán)應(yīng)力的機(jī)械設(shè)備與結(jié)構(gòu)，應(yīng)該十分重視其疲勞強(qiáng)度問題。,附錄常用材料的力學(xué)性能,謝謝大家,

簡介：專注清華大學(xué)考研輔導(dǎo)清華大學(xué)824工程力學(xué)考研參考書目、考研真題、復(fù)試分?jǐn)?shù)線824工程力學(xué)課程介紹工程力學(xué)涉及眾多的力學(xué)學(xué)科分支與廣泛的工程技術(shù)領(lǐng)域，是一門理論性較強(qiáng)、與工程技術(shù)聯(lián)系極為密切的技術(shù)基礎(chǔ)學(xué)科，工程力學(xué)的定理、定律和結(jié)論廣泛應(yīng)用于各行各業(yè)的工程技術(shù)中，是解決工程實(shí)際問題的重要基礎(chǔ)。其最基礎(chǔ)的部分包括“靜力學(xué)”和“材料力學(xué)”。工程力學(xué)是研究有關(guān)物質(zhì)宏觀運(yùn)動規(guī)律及其應(yīng)用的科學(xué)。工程力學(xué)提出問題，力學(xué)的研究成果改進(jìn)工程設(shè)計(jì)思想。從工程上的應(yīng)用來說，工程力學(xué)包括工程力學(xué)剛體力學(xué)，固體力學(xué)，流體力學(xué)，流變學(xué)，土力學(xué)，巖體力學(xué)等。人類對力學(xué)的一些基本原理的認(rèn)識，一直可以追溯到史前時代。在中國古代及古希臘的著作中，已有關(guān)于力學(xué)的敘述。但在中世紀(jì)以前的建筑物是靠經(jīng)驗(yàn)建造的。1638年3月伽利略出版的著作關(guān)于兩門新科學(xué)的談話和數(shù)學(xué)證明被認(rèn)為是世界上第一本材料力學(xué)著作，但他對于梁內(nèi)應(yīng)力分布的研究還是很不成熟的。納維于1819年提出了關(guān)于梁的強(qiáng)度及撓度的完整解法。1821年5月14日，納維在巴黎科學(xué)院宣讀的論文在一物體的表面及其內(nèi)部各點(diǎn)均應(yīng)成立的平衡及運(yùn)動的一般方程式，這被認(rèn)為是彈性理論的創(chuàng)始。其后，1870年圣維南又發(fā)表了關(guān)于塑性理論的論文水力學(xué)也是一門古老的學(xué)科。早在中國春秋戰(zhàn)國時期公元前5～前4世紀(jì)），墨翟就在墨經(jīng)中敘述過物體所受浮力與其排開的液體體積之間的關(guān)系。歐拉提出了理想流體的運(yùn)動方程式。物體流變學(xué)是研究較廣義的力學(xué)運(yùn)動的一個新學(xué)科。1929年，美國的賓厄姆倡議設(shè)立流變學(xué)學(xué)會，這門學(xué)科才受到了普遍的重視。結(jié)構(gòu)理論分析的步驟是首先確定計(jì)算模型，然后選擇計(jì)算方法。土力學(xué)在二十世紀(jì)初期即逐淅形成，并在40年代以后獲得了迅速發(fā)展。在其形成以及發(fā)展的初期，泰爾扎吉起了重要作用。巖體力學(xué)是一門年輕的學(xué)科，二十世紀(jì)50年代開始組織專題學(xué)術(shù)討論，其后并已由對具有不連續(xù)面的硬巖性質(zhì)的研究擴(kuò)展到對軟巖性質(zhì)的研究。巖體力學(xué)是以工程力學(xué)與工程地質(zhì)學(xué)兩門學(xué)科的融合而發(fā)展的。從十九世紀(jì)到二十世紀(jì)前半期，連續(xù)體力學(xué)的特點(diǎn)是研究各個物體的性質(zhì)，如梁的剛度與強(qiáng)度，柱的穩(wěn)定性，變形與力的關(guān)系，彈性模量，粘性模量等。這一時期的連續(xù)體力學(xué)是從宏觀的角度，通過實(shí)驗(yàn)分析與理論分析，研究物體的各種性質(zhì)。它是由質(zhì)點(diǎn)力學(xué)的定律推廣到連續(xù)體力學(xué)的定律，因而自然也出現(xiàn)一些矛盾。專注清華大學(xué)考研輔導(dǎo)中國建筑史中國建筑工業(yè)出版社潘谷西外國建筑史中國建筑工業(yè)出版社陳志華外國近現(xiàn)代建筑史中國建筑工業(yè)出版社羅小未601藝術(shù)概論藝術(shù)概論文化藝術(shù)出版社高等藝術(shù)院校藝術(shù)概論出版組美學(xué)概論人民出版社王朝聞主編602建筑城市、景觀歷史中國城市建設(shè)史中國建筑工業(yè)出版社董鑒泓，主編外國城市建設(shè)史中國建筑工業(yè)出版社沈玉麟，編西方現(xiàn)代景觀設(shè)計(jì)的理論與實(shí)踐中國建筑工業(yè)出版社王向榮圖解人類景觀環(huán)境塑造史論同濟(jì)大學(xué)出版社英杰弗瑞杰里柯蘇珊杰里柯譯者劉濱誼中國古典園林史（第三版）清華大學(xué)出版社周維權(quán)中國古代建筑史中國建筑工業(yè)出版社劉敦禎中國建筑史中國建筑工業(yè)出版社潘谷西外國建筑史中國建筑工業(yè)出版社陳志華外國近現(xiàn)代建筑史中國建筑工業(yè)出版社羅小未603數(shù)學(xué)分析數(shù)學(xué)分析新講北京大學(xué)出版社張筑生數(shù)學(xué)分析上海科學(xué)技術(shù)出版社周民強(qiáng)，方企勤604普通物理大學(xué)物理第二版第一冊至四冊清華大學(xué)出版社張三慧605綜合化學(xué)無機(jī)化學(xué)上下冊高等教育出版社，2004宋天佑，程鵬，王杏喬基礎(chǔ)有機(jī)化學(xué)第三版上下冊高等教育出版社2005邢其毅主編分析化學(xué)（第二版）清華大學(xué)出版社，1994薛華等儀器分析（第2版）清華大學(xué)出版社，2002劉密新等高分子化學(xué)第四版化工出版社潘祖仁主編高分子物理第三版復(fù)旦大學(xué)出版社何曼君等606生物學(xué)基礎(chǔ)生命科學(xué)高等教育出版社第二版吳慶余607西方哲學(xué)史西方哲學(xué)簡史北京大學(xué)出版社2002趙敦華608科學(xué)技術(shù)概論科學(xué)技術(shù)概論（第二版）高等教育出版社2006胡顯章、曾國屏主編；李正風(fēng)主持修訂609政治學(xué)概論政治科學(xué)華夏出版社邁克爾羅斯金等比較政治制度高等教育出版社曹沛霖等國際關(guān)系分析北京大學(xué)出版社閻學(xué)通610社會學(xué)理論社會學(xué)（第10版）中國人民大學(xué)出版社1999年版波普諾社會學(xué)理論的結(jié)構(gòu)華夏出版社2001年版喬納森特納

簡介：18【育明教育】中國考研考博專業(yè)課輔導(dǎo)第一品牌【育明教育】中國考研考博專業(yè)課輔導(dǎo)第一品牌官方網(wǎng)站官方網(wǎng)站開設(shè)課程開設(shè)課程【網(wǎng)絡(luò)函授班】網(wǎng)絡(luò)函授班】【精品小班】【精品小班】【高端一對一】【高端一對一】【狀元集訓(xùn)營】【狀元集訓(xùn)營】【定向保錄】【定向保錄】120152015年天津大學(xué)考研指導(dǎo)年天津大學(xué)考研指導(dǎo)育明教育，創(chuàng)始于2006年，由北京大學(xué)、中國人民大學(xué)、中央財(cái)經(jīng)大學(xué)、北京外國語大學(xué)的教授投資創(chuàng)辦，并有北京大學(xué)、武漢大學(xué)、中國人民大學(xué)、北京師范大學(xué)復(fù)旦大學(xué)、中央財(cái)經(jīng)大學(xué)、等知名高校的博士和碩士加盟，是一個最具權(quán)威的全國范圍內(nèi)的考研考博輔導(dǎo)機(jī)構(gòu)。更多詳情可聯(lián)系育明教育孫老師。結(jié)構(gòu)力學(xué)與彈性力學(xué)基礎(chǔ)一、考試總體要求結(jié)構(gòu)力學(xué)與彈性力學(xué)基礎(chǔ)是港口航道及海岸工程、水利水電工程等專業(yè)的專業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)課?？荚嚨目傮w要求是準(zhǔn)確理解結(jié)構(gòu)力學(xué)與彈性力學(xué)基本概念和計(jì)算原理，掌握各種平面桿系結(jié)構(gòu)的計(jì)算方法以及彈性力學(xué)平面問題的基本求解方法，能夠做到活學(xué)活用，計(jì)算方法及所得計(jì)算結(jié)果正確。二、考試內(nèi)容及比例1、平面體系的幾何組成分析52、靜定結(jié)構(gòu)的內(nèi)力及位移計(jì)算靜定結(jié)構(gòu)包括靜定梁、靜定平面剛架、三鉸拱、靜定平面桁架、靜定組合結(jié)構(gòu)。位移計(jì)算包括結(jié)構(gòu)在荷載作用下的位移計(jì)算；及結(jié)構(gòu)由于溫度改變和支座移動引起的位移153、超靜定結(jié)構(gòu)的內(nèi)力及位移計(jì)算包括用力法及位移法計(jì)算超靜定結(jié)構(gòu)。占404、結(jié)構(gòu)在移動荷載作用下的計(jì)算包括影響線的做法及應(yīng)用。占55、結(jié)構(gòu)在動力荷載作用下的計(jì)算包括單自由度體系及多自由度體系的自由振動與在簡諧荷載作用下的強(qiáng)迫振動。占206、彈性力學(xué)基礎(chǔ)包括彈性力學(xué)基本概念、平面問題基本理論、平面問題直角坐標(biāo)解答。占15一、試卷題型及比例1、選擇題202、分析計(jì)算題80二、考試形式及時間形式為筆試，考試時間為三小時考研時想要取得好成績，總要尋找各種各樣的成功秘訣，但是你是否曾留意，很多考生在毫不覺察的情況下，就已經(jīng)沉溺于誤區(qū)，38【育明教育】中國考研考博專業(yè)課輔導(dǎo)第一品牌【育明教育】中國考研考博專業(yè)課輔導(dǎo)第一品牌官方網(wǎng)站官方網(wǎng)站開設(shè)課程開設(shè)課程【網(wǎng)絡(luò)函授班】網(wǎng)絡(luò)函授班】【精品小班】【精品小班】【高端一對一】【高端一對一】【狀元集訓(xùn)營】【狀元集訓(xùn)營】【定向保錄】【定向保錄】3薄弱科目的復(fù)習(xí)是必須的，只是希望考生能夠合理的分配有限的精力，不要過猶不及，顧此失彼。四、依靠“小聰明”你能快速的理解學(xué)習(xí)內(nèi)容，能很快記住一個單詞，就能很快提高成績嗎錯提高成績需要激情，有了激情，早晨你會早早從床上爬起來，因?yàn)槟闫炔患按ケ硶切﹩卧~，你會整天去思考這道題，喜歡這些富有挑戰(zhàn)性新鮮事務(wù)，甚至在你筋疲力盡、連鞋帶也沒力氣系的時候也一樣去做。這不是愛好。愛好是釋放能量的；而激情則是創(chuàng)造能量的。五、忽視基礎(chǔ)和老師的引導(dǎo)，過分注重自我復(fù)習(xí)一些考生想走捷徑，自認(rèn)為多做題，用“好的復(fù)習(xí)資料”來代替基礎(chǔ)教材甚至老師，忽略輔導(dǎo)老師對考研方向性的把握，以為這樣才是高效率的備考，最終耽誤備考進(jìn)度和效率。輔導(dǎo)老師比學(xué)生要站得高、看得遠(yuǎn)，更了解考研要考查的復(fù)習(xí)重點(diǎn)與難點(diǎn)。考生復(fù)習(xí)時最好循序漸進(jìn)地進(jìn)行，切忌我行我素。以上是考研備考中比較典型的五大誤區(qū)，但每個考生情況略有不同。當(dāng)然，考研備考過程中還有很多需要關(guān)注的事項(xiàng)和汲取的教訓(xùn)，但上述陷阱是近幾年來絕大多數(shù)考生的通病。只要你能抓住學(xué)習(xí)的本質(zhì)，循序漸進(jìn)，持之以恒，到考試的時候一定可以順利通過睡眠對于每個考研的同學(xué)來說，都是那樣的重要和寶貴。除了吃飯、學(xué)習(xí)，考研同學(xué)每天的生活中最重要的事情就是睡眠了。睡眠的好壞很大程度上影響著考研學(xué)子的成敗，誰都希

簡介：力學(xué)單位制,小復(fù)習(xí),慣性物體保持原來運(yùn)動狀態(tài)的性質(zhì)。描述慣性大小的物理量是質(zhì)量。,牛頓第二定律物體的加速度跟作用力成正比,跟物體的質(zhì)量成反比。,牛頓第二定律的公式,小復(fù)習(xí)（續(xù)）,公式的理解,1正比性,2矢量性,3瞬時性,A與F同時發(fā)生變化,4單位的唯一性,牛頓第二定律公式應(yīng)該采用國際單位制,運(yùn)動學(xué)公式復(fù)習(xí),速度公式,位移公式,速度位移公式,平均速度公式,牛頓第三定律,牛頓第三定律兩個物體之間的作用力和反作用力總是大小相等，方向相反，作用在一條直線上。,牛頓第三定律的理解,1等大（作用力和反作用力大小相等）,2反向（作用力和反作用力方向相反）,3一直線（作用力和反作用力作用在一條直線上）,4兩物體（作用力和反作用力作用在兩個物體上）,5同時間（作用力和反作用力同時產(chǎn)生同時消失）,6同性質(zhì)（作用力和反作用力必定同種性質(zhì)）,習(xí)題講評,3掛在豎直懸繩（或彈簧）上的物體受到兩個力的作用。這兩個力的反作用力個作用在什么物體上在這四個力中，哪兩對力是作用力和反作用力哪兩個力是相互平衡的力,作用力和反作用力,平衡力,習(xí)題講評,4一個物體靜止地放在水平支持物上，試證明物體對支持面的壓力的大小等于物體所受重力的大小。在證明過程中說出你的依據(jù)。,［證］,習(xí)題講評,5把一個物體掛在彈簧秤上并保持靜止，試證明物體對彈簧秤的拉力的大小等于物體所受重力的大小。在證明過程中說明你的依據(jù)。,［證］,力學(xué)單位制,國際單位制SI由基本單位和導(dǎo)出單位構(gòu)成的單位體系。（可參看P202203）,基本量和基本單位被選定的并且由公式可推出其它量的物理量，稱為基本量。其單位稱為基本單位。,導(dǎo)出量和導(dǎo)出單位可由公式從基本量導(dǎo)出的物理量稱為導(dǎo)出量。其單位稱為導(dǎo)出單位。,SI基本單位,SI中的力學(xué)基本單位是米（M）、千克（KG）、秒（S）其它力學(xué)單位為導(dǎo)出單位。,例題,一個原來靜止的物體，質(zhì)量是7KG，在14N的恒力作用下，5S末的速度是多大5S內(nèi)通過的路程是多少,分析求速度用,求位移用,不論是計(jì)算速度還是計(jì)算位移都需要先計(jì)算加速度A（A稱為“橋梁”）。,例題解,解已知M＝7KG,F＝14N,T＝5SV00求VT和S,加速度,5S末的速度,5S內(nèi)通過的路程,注意代值時不可計(jì)算，叫做“代值不計(jì)算”。,此處不可寫作“25”,應(yīng)該說至此單位計(jì)算可按高中要求。,思考如果是知道運(yùn)動狀態(tài)求物體所受外力呢,

簡介：第十一章分子熱運(yùn)動能量守恒熱力學(xué)第二定律能源環(huán)境,,1熱傳導(dǎo)過程的方向性,熱傳導(dǎo)過程的方向性高溫物體自發(fā)的向低溫物體傳遞熱量,2熱機(jī),3第二類永動機(jī),第二類永動機(jī)從單一熱源吸收的熱量全部用來做功的機(jī)器（不需冷凝器，沒有熱散失，熱效率100％）失敗原因不違反能量守恒，但違反熱力學(xué)第二定律，第二類永動機(jī)不可能制成。,4熱力學(xué)第二定律的兩種表述,1、按照熱傳導(dǎo)的方向性表述為不可能使熱量由低溫物體傳遞到高溫物體，而不引起其他變化2、按照機(jī)械能與內(nèi)能轉(zhuǎn)化過程的方向性來表述不可能從單一熱源吸收熱量并把它全部用來做功，而不引起其他變化（它也可以表述為第二類永動機(jī)是不可能制成的）自然界中進(jìn)行的涉及熱現(xiàn)象的宏觀過程都具有方向性。,4熱力學(xué)第二定律的兩種表述,3、意義揭示了大量分子參與的宏觀過程的方向性，否定了以特殊方式利用能量的可能性。4、熱力學(xué)第二定律是獨(dú)立于熱力學(xué)第一定律的另一基本定律。,5能量耗散,能量耗散能量流散，無法重新收集加以利用的現(xiàn)象。能量耗散從能量轉(zhuǎn)化的的角度反映出自然界中宏觀過程具有方向性。,6絕對零度不可能達(dá)到,1熱力學(xué)溫度以－273150C為起點(diǎn)的溫度叫熱力學(xué)溫度符號T單位開爾文（K）,6絕對零度不可能達(dá)到,2熱力學(xué)溫度T與攝氏溫度T的關(guān)系TT27315K在表示溫度差時可以用攝氏度代替開爾文,6絕對零度不可能達(dá)到,3熱力學(xué)第三定律熱力學(xué)零度（0K）不可能達(dá)到,7能源環(huán)境,1能源能夠提供可利用能量的物質(zhì)常規(guī)能源短缺已非常嚴(yán)重2能源與環(huán)境大量消耗常規(guī)能源，帶來環(huán)境問題開發(fā)新能源的方法和意義,7能源環(huán)境,7能源環(huán)境,,,再見,

簡介：熱力學(xué)第二定律,,,,,一、問題的引入,結(jié)論涉及熱現(xiàn)象的過程都是不可逆的,,,A,B,3、熱機(jī)效率的研究,2、內(nèi)能可以完全轉(zhuǎn)化成機(jī)械能嗎,1、氣體擴(kuò)散現(xiàn)象可以有逆過程嗎,定律的兩種表述,克勞修斯表述（從熱傳導(dǎo)的方向性來表述）熱量不可能自發(fā)地從低溫物體向高溫物體傳遞，而不引起其它變化。開爾文（威廉湯姆遜）表述（從能量轉(zhuǎn)化的方向性來表述）不可能從單一熱源取熱使之完全變?yōu)橛杏玫墓?，而不產(chǎn)生其它影響。,第二類永動機(jī)凡是不違反熱力學(xué)第一定律，卻違反了第二定律的永動機(jī)，叫做第二類永動機(jī)。如只從單一熱源吸取熱量，使之全部用來做功，卻不引起其它變化的熱機(jī)。熱力學(xué)第二定律的另一種表述第二類永動機(jī)是不可能制成的。,第一定律和第二定律的比較第一定律指明了在所有物理過程中能量必須守恒。第二定律則進(jìn)一步指出，并非所有能量守恒的過程都是可以實(shí)現(xiàn)的。它指出了在自然界中發(fā)生的某些過程是有方向性的。兩個定律既相互獨(dú)立，又相互補(bǔ)充，都是熱軟科學(xué)的理論基礎(chǔ)。,第一類永動機(jī),,第二類永動機(jī),

簡介：分子因熱運(yùn)動而具有的能量,同溫度下各個分子的分子動能ＥK不同,分子動能的平均值僅和溫度有關(guān),分子間因有相互作用力而具有的、由它們相對位置決定的能量,R＜R0時,R↓→ＥP↑Ｒ＞Ｒ0時,R↑→ＥP↑Ｒ＝Ｒ0時，ＥP最低,ＥP隨物態(tài)的變化而變化,物體內(nèi)所有分子的ＥK和ＥP總和,物體的內(nèi)能與溫度和體積有關(guān)，還和物體所含的分子數(shù)有關(guān)。,1、下列說法正確嗎A、物體所有分子的動能的總和物體的動能B、速度快的分子比速度慢的分子溫度高C、溫度高物體中的分子運(yùn)動速度大于溫度低的物體中的分子運(yùn)動速度,10KG500C水分子的平均動能____1KG500C水分子平均動能,10KG500C水的內(nèi)能_____1KG500C的水的內(nèi)能,等于,大于,3、關(guān)于內(nèi)能，下列說法正確的是A、溫度相同的物體內(nèi)能一樣多B、一罐氣放在卡車上隨卡車做加速運(yùn)動，罐中氣體動能越來越大，所以內(nèi)能也越來越大C、一定質(zhì)量的物體的內(nèi)能，由溫度和體積決定D、某物體的內(nèi)能為E，含分子數(shù)為N個，那么每個分子的內(nèi)能為E/N,C,改變內(nèi)能的兩種方式,做功,熱傳遞,對內(nèi),對外,,,,,,,,吸熱,放熱,,,內(nèi)能增加,內(nèi)能增加,內(nèi)能減少,內(nèi)能減少,（外界對物體做功）,（物體對外界做功）,（物體從外界吸熱）,（物體對外界放熱）,（3）做功和熱傳遞在改變內(nèi)能效果上是等效的,做功和熱傳遞的區(qū)別,（1）做功改變內(nèi)能實(shí)質(zhì)上是其它形式的能和內(nèi)能之間轉(zhuǎn)化,（2）熱傳遞實(shí)質(zhì)上是各物體間內(nèi)能的轉(zhuǎn)移,內(nèi)能是一個狀態(tài)量，一個物體在不同的狀態(tài)下有不同的內(nèi)能,內(nèi)能與熱量的區(qū)別,熱量是一個過程量，它表示由于熱傳遞而引起的變化過程中轉(zhuǎn)移的能量，即內(nèi)能的改變量。,如果沒有熱傳遞，就沒有熱量可言，但此時仍有內(nèi)能,1、下列說法中正確的是A、做功和熱傳遞是改變物體內(nèi)能的兩種不同的物理過程B、做功和熱傳遞在改變物體內(nèi)能上是等效的，因此對物體做功就是對物體傳熱C、熱量是在熱傳遞中，從一個物體向另一個物體或物體一部分向另一部分轉(zhuǎn)移的內(nèi)能的多少D、高溫的物體具有熱量多，低溫的物體具有熱量少E、冷和熱的物體混合時，熱的物體把溫度傳給冷的物體，最后溫度相同,（A，C）,2、關(guān)于物體內(nèi)能，下列說法中正確的是A、手感到冷時，搓搓手就會感到暖些，這是利用做功來改變物體內(nèi)能B、將物體舉高或使它們的速度增大，是利用作功來使物體內(nèi)能增大C、陽光照曬衣服，衣服的溫度升高，是利用熱傳遞來改變物體內(nèi)能的D、用打氣筒打氣，筒內(nèi)氣體變熱，是利用熱傳遞來改變物體的內(nèi)能,（A，C）,,10KG1000C水的內(nèi)能_____10KG1000C的水蒸氣的內(nèi)能,10KG00C水的內(nèi)能_____10KG00C的冰的內(nèi)能,小于,大于,對于物態(tài)發(fā)生變化的過程，由吸熱或放熱來分析物體內(nèi)能的增減是一種很簡便的判斷方法,分子勢能,五、熱力學(xué)第一定律能量守恒定律,熱力學(xué)第一定律,△UWQ,外界對物體做功（對內(nèi)）,W為正,物體對外界做功（對外）,W為負(fù),物體從外界吸熱（吸熱）,Q為正,物體對外界放熱（放熱）,Q為負(fù),,,,,能量守恒定律,能量既不會憑空產(chǎn)生，也不會憑空消失，它只能從一種形式轉(zhuǎn)化為別的形式，或者從一個物體轉(zhuǎn)移到別的物體，在轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移的過程中其總量不變。,第一類永動機(jī),不消耗能量的機(jī)器,第一類永動機(jī)不可能制成,,改變內(nèi)能的兩種方式,做功,熱傳遞,對內(nèi),對外,,,,,,,,吸熱,放熱,,,內(nèi)能增加,內(nèi)能增加,內(nèi)能減少,內(nèi)能減少,（W為正值）,（W為負(fù)值）,（Q為正值）,（Q為負(fù)值）,

簡介：,選修33第十章熱力學(xué)定律,淮中物理組楊萍20090210,3熱力學(xué)第一定律,教學(xué)目標(biāo),1、知道熱力學(xué)第一定律及其表述式。2、理解能量守恒定律。3、知道第一類永動機(jī)不可能制成。4、會運(yùn)用能量轉(zhuǎn)化與守恒的觀點(diǎn)解釋有關(guān)現(xiàn)象,教學(xué)重難點(diǎn),會運(yùn)用熱力學(xué)第一定律分析有關(guān)問題，并進(jìn)行計(jì)算,上章回顧,1、做功可以改變內(nèi)能,絕熱過程,←外界對系統(tǒng)做功,2、熱傳遞改變內(nèi)能,僅傳熱過程,←外界向系統(tǒng)傳遞的熱量,要讓物體的內(nèi)能增加20J，有什么方法,對物體做20J功,對物體傳20J熱,做功與熱傳遞等效,一定的功與確定數(shù)量的熱量相對應(yīng),對物體傳10J熱，再對物體做10J功,,如何計(jì)算物體的內(nèi)能變化?U,一、熱力學(xué)第一定律,1、內(nèi)容物體內(nèi)能的增加等于外界對物體所做的功與從外界吸收的熱量之和,2、表達(dá)式,ΔU＝WQ,一定量的氣體，在膨脹過程中做了135J的功，同時向外放熱85J，則氣體的內(nèi)能變化量是多少,3符號規(guī)定,ΔU＝WQ,增加量,減小量,對內(nèi)做功,對外做功,吸熱,放熱,1033在一個標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，水在沸騰時，1G水由液態(tài)變成同溫度的氣態(tài)，其體積由1043CM3變?yōu)?676CM3。已知水的汽化熱為22638J/G。求1體積膨脹時氣體對外界作的功W；2氣體吸收的熱量Q；3氣體增加的內(nèi)能ΔU。,11697J，222638J，320941J,如何求對外做的功,什么是汽化熱,汽化熱和哪些因素有關(guān),見書P47,1032如圖所示的容器，A、B中各有一個可自由移動的活塞，活塞下面是水上面是大氣、大氣壓恒定，A、B間帶有閥門K的管道相連，整個裝置與外界絕熱，開始時A的水面比B高，開啟K，A中的水逐漸向B中流，最后達(dá)到平衡，在這個過程中（）A大氣壓力對水作功，水的內(nèi)能增加B水克服大氣壓力作功，水的內(nèi)能減少C大氣壓力對水不作功，水的內(nèi)能不變D大氣壓力對水不作功，水的內(nèi)能增加,1自然界中存在不同形式的能,動能重力勢能彈性勢能電能內(nèi)能,動能重力勢能彈性勢能電能內(nèi)能,2不同形式的能之間可以發(fā)相互轉(zhuǎn)化,由特定的力做多少功來量度有多少能發(fā)生了轉(zhuǎn)化,二能量守恒定律,3能量守恒定律的內(nèi)容,能量既不會憑空產(chǎn)生，也不會憑空消失，它只能從一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式，或者從一個物體轉(zhuǎn)移到別的物體，在轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移的過程中其總量保持不變,讀書P56，了解能量守恒定律的發(fā)現(xiàn)過程,1是一個普遍適用的定律,4能量守恒定律的重要性,比機(jī)械能守恒定律應(yīng)用更廣,2將各種現(xiàn)象聯(lián)系在一起,力學(xué)、熱學(xué)、電學(xué)、光學(xué)、化學(xué)、生物學(xué),3指導(dǎo)著人們的生產(chǎn)、科研,泡利和費(fèi)米利用能量守恒預(yù)言了中微子的存在,419世紀(jì)自然科學(xué)三大發(fā)現(xiàn)之一,；細(xì)胞學(xué)說；生物進(jìn)化論恩格斯,宣告了第一類永動機(jī)造不成,熱力學(xué)第一定律是只研究內(nèi)能與其它形式的能發(fā)生轉(zhuǎn)化時的能量守恒定律,5與熱力學(xué)第一定律的關(guān)系,制造永動機(jī)的千萬次努力都以失敗而告終,不需要動力或燃料，卻能源源不斷對外做功的機(jī)器,1第一類永動機(jī),2第一類永動機(jī)不可能制成,違背了能量守恒定律,三永動機(jī),1032一顆子彈以某一水平速度擊中了靜止在光滑水平面上的木塊，未從木塊中穿出．對于這一過程，下列說法中正確的是（）A．子彈減少的機(jī)械能等于木塊增加的機(jī)械能B．子彈減少的動量等于木塊增加的動量C．子彈減少的機(jī)械能等于木塊增加的動能與木塊增加的內(nèi)能之和D．子彈減少的動能等于木塊增加的動能與子彈和木塊的內(nèi)能增量之和,1034一定質(zhì)量的理想氣體由狀態(tài)ⅠP1，V1，T1被壓縮至狀態(tài)ⅡP2，V2，T2，已知T2＞T1，則該過程中A．氣體的內(nèi)能一定是增加的B．氣體可能向外界放熱C．氣體一定從外界吸收熱量D．氣體對外界做正功,1035在太陽光的直射下，地球表面每平方厘米每分鐘可獲得42J的能量。試估算我國所有江河每年（525600MIN）流入海洋的水流總量。假設(shè)只考慮海洋中水的汽化，不考慮內(nèi)陸的河流中水的汽化；常溫時水的汽化熱為244106J/KG。,教學(xué)后記,1,

簡介：熱力學(xué)第一定律能量守恒定律,復(fù)習(xí)提問,1分子動理論的內(nèi)容是什么,2改變物體內(nèi)能的方式是什么,3改變物體內(nèi)能的方式有何本質(zhì)的區(qū)別,本節(jié)課來討論做功和熱傳遞在改變內(nèi)能的過程中所遵守的規(guī)律。,一、熱力學(xué)第一定律,1、熱力學(xué)第一定律的研究對象,研究功、熱量和內(nèi)能的變化之間的定量關(guān)系。,記住寫成公式為WQΔU,理解；公式中W表示做功，Q表示熱量，ΔU表示內(nèi)能的變化。,說明上式所表示的功、熱量跟內(nèi)能改變之間的定量關(guān)系，在物理學(xué)中叫做熱力學(xué)第一定律。,2、熱力學(xué)第一定律的表達(dá)式,知道改變物體內(nèi)能的方式有兩種做功和熱傳遞．,3、熱力學(xué)第一定律的內(nèi)容,一個熱力學(xué)系統(tǒng)的內(nèi)能增量等于外界向它傳遞的熱量與外界對它所做的功的和。這個關(guān)系叫做熱力學(xué)第一定律。,寫成表達(dá)式為WQΔU,記住運(yùn)用此公式時，需要注意各物理量的符號物體內(nèi)能增加時，ΔU為正，物體內(nèi)能減少時，ΔU為負(fù)；外界對物體做功時，W為正，物體對外界做功時，W為負(fù)；物體吸收熱量時，Q為正，物體放出熱量時，Q為負(fù)．,例1下列說法中正確的是（）,A、物體吸收熱量，其內(nèi)能必增加,B、外界對物體做功，物體內(nèi)能必增加,C、物體吸收熱量，同時對外做功，其內(nèi)能可能減少,D、物體溫度不變，其內(nèi)能也一定不變,評析在分析問題時，要求考慮比較周全，既要考慮到內(nèi)能包括分子動能和分子勢能，又要考慮到改變內(nèi)能也有兩種方式做功和熱傳遞,C,例題2空氣壓縮機(jī)在一次壓縮中，空氣向外界傳遞的熱量20105J，同時空氣的內(nèi)能增加了15105J這時，在壓縮空氣的過程中，外界對空氣做了多少功,解根據(jù)熱力學(xué)第一定律WQΔU知,WΔU－Q15105J（20105J）35105J,所以此過程中外界對空氣做了35105J的功。,二、能量守恒定律,1、復(fù)習(xí)各種能量的相互轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移,（1）各種機(jī)器的作用是什么,各種機(jī)械都是能量轉(zhuǎn)化器。,（2）風(fēng)力發(fā)電是什么能轉(zhuǎn)化為什么能,（3）化學(xué)上電解食鹽的過程中是什么能轉(zhuǎn)化為什么能,2、能量守恒定律,記住能量守恒定律內(nèi)容能量既不會憑空產(chǎn)生，也不會憑空消失，它只能從一種形式轉(zhuǎn)化為別的形式，或者從一個物體轉(zhuǎn)移到別的物體，在轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移的過程中其總量不變．,3、能量守恒定律的歷史意義。,能的轉(zhuǎn)化和守恒定律是分析解決問題的一個極為重要的方法，它比機(jī)械能守恒定律更普遍。例如物體在空中下落受到阻力作用時，物體的機(jī)械能不守恒，但包括內(nèi)能在內(nèi)的總能量是守恒的。,能的轉(zhuǎn)化和守恒定律是19世紀(jì)自然科學(xué)中三大發(fā)現(xiàn)之一，也莊嚴(yán)宣告了永動機(jī)幻想的徹底破滅。,三、永動機(jī)不可能制成,2、永動機(jī)給我們的啟示人類利用和改造自然時，必須遵循自然規(guī)律。,下面讓我們來看看幾種永動機(jī)模型。見識一下人們對永動機(jī)的研究情況,能量守恒定律是認(rèn)識自然、改造自然的有力武器，這個定律將廣泛的自然科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域聯(lián)系起來，使不同領(lǐng)域的科學(xué)工作者有一系列的共同語言。,1、第一類永動機(jī)概念不消耗能量的機(jī)器。結(jié)果無一例外地歸于失敗。原因違背了能量守恒定律。,著名科學(xué)家達(dá)芬奇早在15世紀(jì)就提出過永動機(jī)不可能的思想，他曾設(shè)計(jì)過一種轉(zhuǎn)輪，如圖1所示，,在轉(zhuǎn)輪邊沿安裝一系列的容器，容器中充了一些水銀，他想水銀在容器中移動有可能使轉(zhuǎn)輪永遠(yuǎn)地轉(zhuǎn)動，但是經(jīng)過仔細(xì)研究之后，得出了否定的結(jié)論。他從許多類似的設(shè)計(jì)方案中認(rèn)識到永動機(jī)的嘗試是注定要失敗的。他寫道“永恒運(yùn)動的幻想家們你們的探索何等徒勞無功還是去做淘金者吧”,圖1達(dá)芬奇設(shè)想的永動機(jī),滾球永動機(jī)17世紀(jì)，英國有一個被關(guān)在倫敦塔下叫馬爾基斯的犯人，他做了一臺可以轉(zhuǎn)動的“永動機(jī)”，如圖2所示。,轉(zhuǎn)輪直徑達(dá)43米，有40個各重23千克的鋼球沿轉(zhuǎn)輪輻翼外側(cè)運(yùn)動，使力矩加大，待轉(zhuǎn)到高處時，鋼球會自動地滾向中心。據(jù)說，他曾向英國國王查理一世表演過這一裝置。國王看了很是高興，就特赦了他。其實(shí)這臺機(jī)器是靠慣性來維持短時運(yùn)動的。,圖2滾球永動機(jī),軟臂永動機(jī)19世紀(jì)有人設(shè)計(jì)了一種特殊機(jī)構(gòu)，如圖3所示。,它的臂可以彎曲。臂上有槽，小球沿凹槽滾向伸長的臂端，使力矩增大。轉(zhuǎn)到另一側(cè)，軟臂開始彎曲，向軸心靠攏。設(shè)計(jì)者認(rèn)為這樣可以使機(jī)器獲得轉(zhuǎn)矩。然而，他沒有想到力臂雖然縮短了，阻力卻增大了，轉(zhuǎn)輪只能停止在原地。,圖3軟臂永動機(jī),阿基米得螺旋永動機(jī)1681年，英國有一位著名的醫(yī)生弗拉德提出一個建議，利用阿基米得螺旋（圖4）,把水池的水提到高處，再讓升高的水推動水輪機(jī)，水輪機(jī)除了帶動水磨做功以外，還可使阿基米得螺旋轉(zhuǎn)不斷提水，如此周而復(fù)始，不就可以無需擔(dān)心天旱水枯了嗎一時間，響應(yīng)他的人大有人在，形形色色的自動水輪機(jī)陸續(xù)提出，竟出現(xiàn)了熱潮。,1水溝2阿基米得螺旋3水輪4水磨,圖4阿基米得螺旋永動機(jī),磁力永動機(jī)大約在1570年，意大利有一位教授叫泰斯尼爾斯，提出用磁石的吸力可以實(shí)現(xiàn)永動機(jī)。他的設(shè)計(jì)如圖5所示，,A是一個磁石，鐵球G受磁石吸引可沿斜面滾上去，滾到上端的E處，從小洞B落下，經(jīng)曲面BFC返回，復(fù)又被磁石吸引，鐵球就可以沿螺旋途徑連續(xù)運(yùn)動下去。大概他那時還沒有建立庫侖定律，不知道磁力大小是與距離的平方成反比變化的，只要認(rèn)真想一想，其荒謬處就一目了然了。,圖5磁力永動機(jī),如果說永動機(jī)的“發(fā)明”對人類有點(diǎn)益處的話，那就是人們可以從中吸取教訓(xùn)一切違背能量轉(zhuǎn)化與守恒定律等自然規(guī)律的“創(chuàng)造”都是注定要失敗的,親愛的讀者，你們讀了這些發(fā)明永動機(jī)的故事有什么感想科學(xué)規(guī)律不容違反，違反了就要碰壁，大家千萬不要做那種徒勞無功的事啊,就在一些人熱衷于制造永動機(jī)的同時，科學(xué)家們從力學(xué)基本理論的研究中逐步認(rèn)識到了自然界的客觀規(guī)律性。繼達(dá)芬奇之后，斯蒂文于1568年寫了一本靜力學(xué)基礎(chǔ)，其中討論斜面上力的分解問題時，明確地提出了永動機(jī)不可能實(shí)現(xiàn)的觀點(diǎn)。,他所用的插圖畫在該書扉頁上，見圖6，圖的上方寫著“神奇其實(shí)并不神奇?！睂?4個等重的小球均勻地用線穿起組成首尾相連的球鏈，放在斜面上，他認(rèn)為鏈的“運(yùn)動沒有盡頭是荒謬的”，所以兩側(cè)應(yīng)平衡。,右圖6為“神奇其實(shí)并不神奇”,典型例題,如圖所示容器，A、B中各有一個可以自由移動的活塞，活塞下面是水，上面為大氣，大氣壓恒定。A、B間用帶有閥門的管道相連，整個裝置與外界隔熱．A容器的橫截面積大于B容器的橫截面積，開始時A的液面高于B的液面，開啟閥門后，A中的水逐漸流向B，直至兩邊液面相平．在這個過程中（）,A、大氣壓力對水做功，水的內(nèi)能增加,B、水克服大氣壓力做功，水的內(nèi)能減小,C、大氣壓力對水不做功，水的內(nèi)能不變,D、大氣壓力對水不做功，水的內(nèi)能增加,D,習(xí)題精選,1、一定質(zhì)量的理想氣體，如果體積膨脹，同時吸收熱量，下列關(guān)于該氣體內(nèi)能變化的說法中正確的是（）,A、如果氣體對外做的功大于吸收的熱量，氣體內(nèi)能將減少B、如果氣體對外做的功小于吸收的熱量，氣體內(nèi)能將減少C、如果氣體對外做的功等于吸收的熱量，氣體內(nèi)能將不變D、如果氣體對外做的功等于吸收的熱量，氣體內(nèi)能可能改變,A、C,2、關(guān)于能的轉(zhuǎn)化與守恒定律的下列說法錯誤的是（）,A、能量能從一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式的能，但不能從一個物體轉(zhuǎn)移到另一物體B、能量的形式多種多樣，它們之間可以相互轉(zhuǎn)化C、一個物體能量增加了，必然伴隨著別的物體能量減少D、能的轉(zhuǎn)化與守恒定律證明了第一類永動機(jī)是不可能存在的,A,3、一個物體沿粗糙斜面勻速滑下，則下列說法正確的是（）,A、物體機(jī)械能不變，內(nèi)能也不變B、物體機(jī)械能減小，內(nèi)能不變C、物體機(jī)械能減小，內(nèi)能增大，機(jī)械能與內(nèi)能總量減小D、物體機(jī)械能減小，內(nèi)能增大，機(jī)械能與內(nèi)能總量不變,D,4、質(zhì)量M4KG的重錘鍛打鐵器，鐵器質(zhì)量M06KG,已知重錘打擊前的速度為V10M/S,設(shè)打擊時有60的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,其中50使鐵器升溫,已知鐵的比熱C5102J/KG℃,求重錘連續(xù)打擊20次后,鐵器溫度升高多少,解重錘打擊一次的動能EKMV2/2200J,重錘連續(xù)打擊20次的動能K總4000J,轉(zhuǎn)化成內(nèi)能ΔUΗE總2400J,吸收的熱量QΗΔU1200J,由QCMΔT,得ΔT4℃,布置作業(yè),1、認(rèn)真閱讀課本選修3－3第65－68頁，理解所學(xué)內(nèi)容。,3、閱讀世紀(jì)金榜選修3－3的第58－60頁，完成第60練習(xí)。,請認(rèn)真對待，謝謝合作。,2、做題，課本選修3－3第69頁問題與練習(xí)。,

簡介：物理（廣東）,,,1．電磁感應(yīng)中產(chǎn)生的感應(yīng)電流，在磁場中將受到安培力的作用，因此，電磁感應(yīng)問題往往跟力學(xué)問題聯(lián)系在一起．2．解決這類電磁感應(yīng)中的力學(xué)問題，一方面要考慮電磁學(xué)中的有關(guān)規(guī)律，如楞次定律、法拉第電磁感應(yīng)定律、左手定則、右手定則、安培力的計(jì)算公式等；另一方面還要考慮力學(xué)中的有關(guān)規(guī)律，如牛頓運(yùn)動定律、動能定理、能量守恒定律等，要將電磁學(xué)和力學(xué)的知識綜合起來應(yīng)用．,3．解決這類問題的一般思路是根據(jù)電磁感應(yīng)現(xiàn)象→感應(yīng)電動勢→感應(yīng)電流→安培力→合力→加速度→速度→感應(yīng)電動勢→周而復(fù)始地循環(huán)注意當(dāng)導(dǎo)體運(yùn)動達(dá)到穩(wěn)定時，A0，速度達(dá)到最大值臨界值．4．兩種狀態(tài)處理①導(dǎo)體處于平衡態(tài)靜止或勻速直線運(yùn)動狀態(tài)．處理方法根據(jù)平衡條件合外力等于零列式分析．②導(dǎo)體處于非平衡態(tài)加速度不等于零．處理方法根據(jù)牛頓第二定律進(jìn)行動態(tài)分析，或結(jié)合功能關(guān)系分析．,1．電磁感應(yīng)中的動力學(xué)問題,（1）,,2,,（3）在力和運(yùn)動的關(guān)系中，要注意分析導(dǎo)體受力，判斷導(dǎo)體加速度方向、大小及變化；加速度等于零時，速度最大，導(dǎo)體最終達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)是該類問題的重要特點(diǎn)．,【例1】邊長為H的正方形金屬導(dǎo)線框，從圖6-3-1所示的位置由靜止開始下落，通過一勻強(qiáng)磁場區(qū)域，磁場方向水平，且垂直于線框平面，磁場區(qū)域?qū)挾葹镠，上、下邊界如圖中虛線所示，HH，試分析討論從線框開始下落到完全穿過磁場區(qū)域的全過程中線框運(yùn)動速度的變化情況．,,當(dāng)FH可知，線框?qū)⒂幸欢螘r間全部處于勻強(qiáng)磁場區(qū)，此時線框磁通量不變，無感應(yīng)電流，不受安培力作用，該段時間內(nèi)線框?qū)⒁约铀俣菺做勻加速運(yùn)動；③當(dāng)線框下邊界運(yùn)動至磁場下邊界時，分析同①,本題的最大的特點(diǎn)是電磁學(xué)知識與力學(xué)知識相結(jié)合．這類綜合題本質(zhì)上是一道力學(xué)題，只不過在受力上多了一個感應(yīng)電流受到的安培力．分析問題的基本思路還是力學(xué)解題的那些規(guī)律．在運(yùn)用牛頓第二定律與運(yùn)動學(xué)結(jié)合解題時，分析加速度與初速度的關(guān)系是解題最關(guān)鍵的第一步．因?yàn)榧铀俣扰c初速度的關(guān)系決定了物體的運(yùn)動．,【例2】如圖6-3-2所示，電阻不計(jì)的平行金屬導(dǎo)軌MN和OP水平放置，MO間接有阻值為R的電阻，導(dǎo)軌相距為D，其間有豎直向下的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，質(zhì)量為M、電阻為R的導(dǎo)體棒CD垂直于導(dǎo)軌放置，并接觸良好．用平行于MN的恒力F向右拉動CD，CD受恒定的摩擦阻力F，已知FF問1CD運(yùn)動的最大速度是多少2當(dāng)CD的速度是最大速度的1/3時，CD的加速度是多少,,對受力物體作受力分析時，要注意安培力隨速度變化而變化的情況．,2．電磁感應(yīng)中的能量轉(zhuǎn)化綜合問題,1安培力做的功是電能和其他形式的能之間相互轉(zhuǎn)化的“橋梁”，用框圖表示如下,,安培力做的功是電能與其他形式的能轉(zhuǎn)化的量度．安培力做多少正功，就有多少電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能；安培力做多少負(fù)功，就有多少其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能．,2明確功能關(guān)系，確定有哪些形式的能量發(fā)生了轉(zhuǎn)化．如有滑動摩擦力做功，必有內(nèi)能產(chǎn)生；有重力做功，重力勢能必然發(fā)生變化；安培力做負(fù)功，必然有其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能等．,3根據(jù)不同物理情景選擇動能定理，能量守恒定律，功能關(guān)系列方程求解．,2．電磁感應(yīng)中的能量轉(zhuǎn)化綜合問題,【例3】如圖6-3-3所示，一邊長為L的正方形閉合金屬線框，其質(zhì)量為M，回路電阻為R，M、N、P為磁場區(qū)域的邊界，且均為水平，上、下兩部分磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度均為B，方向如圖所示．圖示所示位置線框的底邊與M重合．現(xiàn)讓線框由圖示位置從靜止開始下落，線框在穿過N和P兩界面的過程中均為勻速運(yùn)動．若已知M、N之間的高度差為H1，H1L線框下落過程中線框平面始終保持豎直，底邊始終保持水平，重力加速度為G，求1線框穿過N與P界面的速度；2在整個運(yùn)動過程中，線框產(chǎn)生的焦耳熱．,1在穿過N的過程中，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，線框中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢由閉合電路歐姆定律知，線框中產(chǎn)生的感應(yīng)電流線框受到的安培力由力的平衡知識得，同理線框穿過P過程中的速度為,,,,,2線框穿過M時產(chǎn)生的焦耳熱Q1MGH1,線框穿過N或P時做勻速運(yùn)動，所以重力克服安培力做功，重力勢能減少，減少的重力勢能全部轉(zhuǎn)化為焦耳熱，所以Q2MGL，共產(chǎn)生的焦耳熱為,QQ12Q22MGLMGH1,1利用功能關(guān)系分析電磁感應(yīng)問題，首先應(yīng)對研究對象進(jìn)行受力分析，判斷各力做功情況，有哪些形式的能參與了轉(zhuǎn)化，分別寫出表達(dá)式，然后利用功能關(guān)系或能量守恒列式求解．2解題的關(guān)鍵是根據(jù)力的平衡知識、電路知識及法拉第電磁感應(yīng)定律列出方程，再聯(lián)立求解．,【例4】如圖6-3-4所示，兩根正對的平行金屬直軌道MN、M′N′位于同一水平面上，兩軌道之間的距離L050M軌道的MM′端之間接一阻值R040Ω的定值電阻，NN′端與兩條位于豎直面內(nèi)的半圓形光滑金屬軌道NP、N′P′平滑連接，兩半圓軌道的半徑均為R0050M直軌道的右端處于豎直向下、磁感應(yīng)強(qiáng)度B064T的勻強(qiáng)磁場中，磁場區(qū)域的寬度D080M，且其右邊界與NN′重合．,現(xiàn)有一質(zhì)量M020KG、電阻R010Ω的導(dǎo)體桿AB靜止在距磁場的左邊界S20M處．在與桿垂直的水平恒力F20N的作用下AB桿開始運(yùn)動，當(dāng)運(yùn)動至磁場的左邊界時撤去F，結(jié)果導(dǎo)體桿AB恰好能以最小速度通過半圓形軌道的最高點(diǎn)PP′已知導(dǎo)體桿AB在運(yùn)動過程中與軌道接觸良好，且始終與軌道垂直，導(dǎo)體桿AB與直軌道之間的動摩擦因數(shù)Μ010，軌道的電阻可忽略不計(jì)，取G10M/S2，保留兩位小數(shù),求1導(dǎo)體桿剛進(jìn)入磁場時，通過導(dǎo)體桿上的電流大小和方向；2導(dǎo)體桿穿過磁場的過程中通過電阻R上的電荷量；3導(dǎo)體桿穿過磁場的過程中整個電路中產(chǎn)生的焦耳熱．,1設(shè)導(dǎo)體桿在F的作用下運(yùn)動至磁場的左邊界時的速度為，根據(jù)動能定理則有導(dǎo)體桿剛進(jìn)入磁場時產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢此時通過導(dǎo)體桿上的電流大小IE/RR384A根據(jù)右手定則可知，電流方向?yàn)橛葿向A,2設(shè)導(dǎo)體桿在磁場中運(yùn)動的時間為T，產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢的平均值為，則由法拉第電磁感應(yīng)定律有通過電阻R的感應(yīng)電流的平均值通過電阻R的電荷量,,3設(shè)導(dǎo)體桿離開磁場時的速度大小為V2，運(yùn)動到圓軌道最高點(diǎn)的速度為V3，因?qū)w桿恰好能通過半圓形軌道的最高點(diǎn)，根據(jù)牛頓第二定律對導(dǎo)體桿在軌道最高點(diǎn)時有對于導(dǎo)體桿從NN′運(yùn)動至PP′的過程，根據(jù)機(jī)械能守恒定律有解得50M/S導(dǎo)體桿穿過磁場的過程中損失的機(jī)械能此過程中電路中產(chǎn)生的焦耳熱為,

簡介：動態(tài)平衡問題,什么是動態(tài)平衡,物體處于一系列的平衡狀態(tài)中，此過程中外力在發(fā)生變化，但合力始終為零。變化的外力一般是被動力（微變彈力、靜摩擦力）。解決動態(tài)平衡問題的關(guān)鍵是在變中找到不變。,解決動態(tài)平衡的步驟,正確分析物體動態(tài)平衡問題，可分三步進(jìn)行1、對物體的初狀態(tài)進(jìn)行受力分析。2、在變化過程中，找出不變的物理量。3、應(yīng)用平行四邊形定則（三角形定則）進(jìn)行判斷。,解決動態(tài)平衡的方法,物理方法三力平衡問題用合成法，多力平衡用分解法（正交分解法）。數(shù)學(xué)方法三力平衡用圖解法，多力平衡用公式法。,例1、如圖所示，人站在岸上通過定滑輪用繩牽引小船，若水的阻力恒定不變，則在船勻速靠岸的過程中，繩的拉力和船受到的浮力如何變化,點(diǎn)評多力平衡，正交分解用圖解法進(jìn)行分析。,例2、如圖所示，一個重為G的球放在光滑斜面上，斜面傾角為Α，在斜面上有一光滑的不計(jì)厚度的木板擋住，使之處于靜止?fàn)顟B(tài)，今使板與斜面夾角Β緩慢增大，問在此過程中，球?qū)醢?、斜面的壓力如何變?,,,,,,點(diǎn)評合力的大小、方向不變，一個分力的方向不變，則另一分力有最小值．（條件兩分力垂直）,,,,,,,,,,例3、光滑的半球固定在水平地面上，球心正上方有一滑輪，輕繩的一端系一小球靠在半球上，另一端繞過定滑輪后用力拉住，使小球靜止，如圖3所示，現(xiàn)緩慢地拉繩，在使小球沿球面上移過程中，半球?qū)π∏虻闹С至和繩對小球的拉力T的大小變化情況如何,,,,,,,FN,F拉,點(diǎn)評合力大小方向不變，力的矢量三角形與幾何三角形相似。,

簡介：第三講專題研究動力學(xué)問題的三個基本觀點(diǎn),2牛頓運(yùn)動定律①牛頓第一定律．②牛頓第二定律F合＝___③牛頓第三定律．2．動量的觀點(diǎn)1動量定理I合＝___2動量守恒定律M1V1＋M2V2＝____________,3．能量的觀點(diǎn)1動能定理W總＝____2機(jī)械能守恒定律EK1＋EP1＝_________3能量的轉(zhuǎn)化和守恒定律．,二、力學(xué)知識體系力學(xué)研究的是物體的受力與運(yùn)動的關(guān)系．經(jīng)典力學(xué)以三條途徑包括五條重要規(guī)律建立起二者的聯(lián)系，如下表所示．,一、解決動力學(xué)問題的三個觀點(diǎn)對比,二、處理力學(xué)問題的三種方法的選用技巧三種方法是牛頓運(yùn)動定律、動量關(guān)系、能量關(guān)系．若考查的物理量是瞬時對應(yīng)關(guān)系，常用牛頓運(yùn)動定律；若研究對象為一個系統(tǒng)，首先考慮的是兩個守恒定律；若考慮的對象為一個物體，可優(yōu)先考慮兩個定理．特別是涉及時間問題時，優(yōu)先考慮的是動量定理；而涉及功和位移問題時，優(yōu)先考慮的是動能定理．兩個守恒定律和兩個定理，只考查一個物理過程的始末兩個狀態(tài)，對中間過程不需細(xì)究，這正是它們的方便之處，特別是變力問題，就更顯示出其優(yōu)越性．,動量與能量的綜合問題，是高中力學(xué)最重要的綜合問題，也是難度較大的問題．分析這類問題時，應(yīng)首先建立清晰的物理圖景，抽象出物理模型，選擇物理規(guī)律，建立方程進(jìn)行求解．這一部分的主要模型是碰撞，而碰撞過程，一般都遵從動量守恒定律，但機(jī)械能不一定守恒，對彈性碰撞就守恒，非彈性碰撞就不守恒，總的能量是守恒的．對于碰撞過程的能量要分析物體間的轉(zhuǎn)移和轉(zhuǎn)換，從而建立碰撞過程的能量關(guān)系方程．根據(jù)動量守恒定律和能量關(guān)系分別建立方程，兩者聯(lián)立進(jìn)行求解，是這一部分常用的解決物理問題的數(shù)學(xué)方法．,三、綜合應(yīng)用力學(xué)三大觀點(diǎn)解題的步驟1．認(rèn)真審題，明確題目所述的物理情景，確定研究對象．2．分析所選研究對象的受力情況及運(yùn)動狀態(tài)和運(yùn)動狀態(tài)的變化過程，畫出草圖．對于過程比較復(fù)雜的問題，要正確、合理地把全過程劃分為若干階段，注意分析各階段之間的聯(lián)系．3．根據(jù)各階段狀態(tài)變化的規(guī)律確定解題方法，選擇合理的規(guī)律列方程，有時還要分析題目的隱含條件、臨界條件、幾何關(guān)系等列出輔助方程．4．代入數(shù)據(jù)統(tǒng)一單位，計(jì)算結(jié)果，必要時要對結(jié)果進(jìn)行討論．,1當(dāng)金屬小球滑離木質(zhì)滑塊時，金屬小球和木質(zhì)滑塊的速度各是多大；2當(dāng)金屬小球經(jīng)過木質(zhì)滑塊上的半圓柱形槽的最右端A點(diǎn)時，金屬小球的速度大?。?答案11M/S2033M,答案11M/S2075M,12011北京四中蹦極跳是勇敢者的體育運(yùn)動．運(yùn)動員離開跳臺時的速度為零，從自由下落到彈性繩剛好被拉直為第一階段，從彈性繩剛好被拉直到運(yùn)動員下降至最低點(diǎn)為第二階段．下列說法中正確的是A．第一階段重力的沖量和第二階段彈力的沖量大小相等B．第一階段重力勢能的減少量等于第二階段克服彈力做的功C．第一階段重力做的功小于第二階段克服彈力做的功D．第二階段動能的減少量等于彈性勢能的增加量,答案B,A．F1對物體A做功大于F2對物體B做功B．F1對物體A做功等于F2對物體B做功C．F1對物體A的沖量大于F2對物體B的沖量,答案B,答案24J,二、彈簧類模型對兩個或兩個以上物體與彈簧組成的系統(tǒng)在相互作用的過程中，在能量方面，由于彈簧的形變會具有彈性勢能，系統(tǒng)的總動能將發(fā)生變化，若系統(tǒng)所受的外力和除彈簧彈力以外的內(nèi)力不做功，系統(tǒng)機(jī)械能守恒．若還有其他外力和內(nèi)力做功，這些力做功之和等于系統(tǒng)機(jī)械能改變量．做功之和為正，系統(tǒng)總機(jī)械能增加，反之減少．,在相互作用過程特征方面，彈簧兩端物體把彈簧拉伸至最長或壓縮至最短時，兩端的物體具有相同的速度，彈性勢能最大．如系統(tǒng)每個物體除彈簧彈力外所受合力為零，當(dāng)彈簧為自然長度時，系統(tǒng)內(nèi)彈簧某一端的物體具有最大速度如繃緊的彈簧由靜止釋放時．,練規(guī)范、練技能、練速度,

簡介：12020屆一輪復(fù)習(xí)人教版熱力學(xué)定律與能量守恒定律課時作業(yè)建議用時40分鐘基礎(chǔ)對點(diǎn)練題組一熱力學(xué)定律的理解1多選2019正確的是杭州模擬關(guān)于熱力學(xué)第一定律和熱力學(xué)第二定律，下列論述A一定質(zhì)量的理想氣體經(jīng)歷一緩慢的絕熱膨脹過程，氣體的內(nèi)能增大B熱力學(xué)第一定律也可表述為第一類永動機(jī)不可能制成C氣體向真空的自由膨脹是不可逆的D熱力學(xué)第二定律可描述為“不可能使熱量由低溫物體傳遞到高溫物體”E1KG的0℃的冰比1KG的0℃的水的內(nèi)能小些BCE一定質(zhì)量的理想氣體經(jīng)歷一緩慢的絕熱膨脹過程，則Q＝0，W＜0，根據(jù)ΔU＝W＋Q可知，氣體的內(nèi)能減小，選項(xiàng)A錯誤；熱力學(xué)第一定律也可表述為第一類永動機(jī)不可能制成，選項(xiàng)B正確；熱力學(xué)第二定律表明自然界中進(jìn)行的涉及熱現(xiàn)象的宏觀過程都具有方向性，是不可逆的，選項(xiàng)C正確；熱力學(xué)第二定律可描述為“熱量不能自發(fā)地由低溫物體傳遞到高溫物體”，選項(xiàng)D錯誤；1KG的0℃的冰變成1KG的0℃的水要吸收熱量，所以選項(xiàng)E正確。2多選夏天，小明同學(xué)把自行車輪胎上的氣門芯拔出的時候，會覺得從輪胎里噴出的氣體涼，如果把輪胎里的氣體視為理想氣體，則關(guān)于氣體噴出的過程，下列說法正確的是A氣體的內(nèi)能減少B氣體的內(nèi)能不變C氣體來不及與外界發(fā)生熱交換，對外做功，溫度降低D氣體膨脹時，熱量散得太快，使氣體溫度降低了E氣體分子的平均動能減小ACE氣體噴出時，來不及與外界交換熱量，發(fā)生絕熱膨脹，Q＝0，對外做3向外放熱，故E正確。5多選2019文昌模擬關(guān)于分子動理論和熱力學(xué)定律，下列說法正確的是A空氣相對濕度越大時，水蒸發(fā)越慢B物體的溫度越高，分子平均動能越大C第二類永動機(jī)不可能制成是因?yàn)樗`反了熱力學(xué)第一定律D空調(diào)制冷，是人為的使熱量由低溫處傳到高溫處，所以違背了熱力學(xué)第二定律E一定質(zhì)量的理想氣體壓強(qiáng)不變，溫度升高時吸收的熱量一定大于內(nèi)能的增加量ABE空氣相對濕度越大時，空氣中水蒸氣壓強(qiáng)越接近飽和汽壓，水蒸發(fā)越慢，故A正確；溫度是分子的平均動能的標(biāo)志，物體的溫度越高，分子平均動能越大，故B正確；第二類永動機(jī)雖然不違反能量守恒定律，但它違背了熱力學(xué)第二定律，所以制造不出來，故C錯誤；空調(diào)制冷，是人為的使熱量由低溫處傳到高溫處，符合熱力學(xué)第二定律的內(nèi)容，故D錯誤；一定質(zhì)量的理想氣體壓強(qiáng)不變，溫度升高時體積增大，對外做功，因內(nèi)能增大，故吸收的熱量一定大于內(nèi)能的增加量，故E正確。6多選2019州模擬下列說法中正確的是A自然界中能量雖然是守恒的，但有的能量便于利用，有的不便于利用，故要節(jié)約能源B第二類永動機(jī)和第一類永動機(jī)，都違背了能量守恒定律C若氣體的溫度隨時間不斷升高，其壓強(qiáng)也一定不斷增大D浸潤和不浸潤現(xiàn)象都是分子力作用的表現(xiàn)E液晶是一種特殊物質(zhì)，它既具有液體的流動性，又像某些晶體那樣有光學(xué)各向異性ADE自然界中的能量雖然是守恒的，由熱力學(xué)第二定律可知，能量集中的各種能量最終將會變?yōu)閮?nèi)能而耗散在大氣中，從而不能再被利用，故要節(jié)約能源，

簡介：12020屆一輪復(fù)習(xí)人教版動力學(xué)課時作業(yè)23（18分）動能定理和動量定理不僅適用于質(zhì)點(diǎn)在恒力作用下的運(yùn)動，也適用于質(zhì)點(diǎn)在變力作用下的運(yùn)動，這時兩個定理表達(dá)式中的力均指平均力，但兩個定理中的平均力的含義不同，在動量定理中的平均力F1是指合力對時間的平均值，動能定理中的平均力F2是合力指對位移的平均值。（1）質(zhì)量為10KG的物塊，受變力作用下由靜止開始沿直線運(yùn)動，在20S的時間內(nèi)運(yùn)動了25M的位移，速度達(dá)到了20MS。分別應(yīng)用動量定理和動能定理求出平均力F1和F2的值。（2）如圖1所示，質(zhì)量為M的物塊，在外力作用下沿直線運(yùn)動，速度由V0變化到V時，經(jīng)歷的時間為T，發(fā)生的位移為X。分析說明物體的平均速度V與V0、V滿足什么條件時，F(xiàn)1和F2是相等的。（3）質(zhì)量為M的物塊，在如圖2所示合力作用下，以某一初速度沿X軸運(yùn)動，當(dāng)由位置X0運(yùn)動至XA處時，速度恰好為0，此過程中經(jīng)歷的時間為TM，求此過程中物塊所受合力對時間T的平均值。2K3物塊在運(yùn)動過程中，應(yīng)用動能定理有解得當(dāng)F1F2時，由上兩式得（6分）（3）由圖2可求得物塊由X0運(yùn)動至XA過程中，外力所做的功為設(shè)物塊的初速度為V′0由動能定理得解得V0AKM設(shè)在T時間內(nèi)物塊所受平均力的大小為F，由動量定理得由題已知條件T2MK解得F2KA（6分）【2019西城二?！?3（18分）（1）光滑桌面上有A、B兩個小球。A球的質(zhì)量為02KG，以8MS的速度與質(zhì)量為01KG的靜止的B球碰撞。碰撞后A球的速度變?yōu)?MS，B球的速度變?yōu)?MS，方向與原來相同。根據(jù)這些實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，小明同學(xué)對這次碰撞的規(guī)律做了一個猜想在碰撞過程中，A球的動能損失了一些，A球通過與B球碰撞而將損失的動能全部轉(zhuǎn)移給了B球。A請通過計(jì)算說明，小明同學(xué)以上猜想是否正確B請你猜想在這次碰撞中，什么物理量守恒即在碰撞中A球這個量的損失量恰好等于B球這個量的增加量通過計(jì)算來驗(yàn)證你的猜想。（2）如圖，質(zhì)量為M的物體，僅在與運(yùn)動方向相同的恒力F的作用下，經(jīng)過時間T，發(fā)生了一段位移L，速度由V1增加到V2。結(jié)合圖中情景，請猜測并推導(dǎo)A恒力和其作用時間的累積FT直接對應(yīng)著什么物理量的變化并由牛頓運(yùn)動定律和運(yùn)動學(xué)公式推導(dǎo)這種關(guān)系的表達(dá)式。

簡介：水聲學(xué)碩士生入學(xué)考試大綱水聲學(xué)碩士生入學(xué)考試大綱一、一、考試目的考試目的水聲學(xué)是一門工程科學(xué)，它涵蓋了水聲工程和水聲物理兩部分內(nèi)容，也是從事水聲有關(guān)工作或深造水聲工程專業(yè)碩士、博士的重要基礎(chǔ)。本門考試的目的是檢驗(yàn)考生掌握水聲學(xué)的基本概念和解決水聲學(xué)問題的一般方法的水平，以保證被錄取者能更早更快地進(jìn)入水聲學(xué)領(lǐng)域的科學(xué)研究工作。二、二、考試形式與試卷結(jié)構(gòu)考試形式與試卷結(jié)構(gòu)（一）答卷方式閉卷，筆試（二）答題時間180分鐘（三）題型概念型（填空、簡答等）50；計(jì)算型50三、考試要點(diǎn)三、考試要點(diǎn)（1）聲吶方程的概念）聲吶方程的概念聲吶參數(shù)及其物理意義；主動聲吶方程和被動聲吶方程；聲吶方程的應(yīng)用及其限制。（2）聲學(xué)基礎(chǔ)知識）聲學(xué)基礎(chǔ)知識波動方程導(dǎo)出，聲波場中能量關(guān)系；聲波的輻射和接收直線陣、無限大障板上平面輻射器的聲輻射，輻射聲源級和聲波接收的方向特性。（3）海洋的聲學(xué)特性）海洋的聲學(xué)特性傳播起伏；內(nèi)波和聲傳播起伏簡介；聲傳播起伏對聲吶測量精度的影響。