2022-2023年高中物理竞赛 连续体力学-1课件

这是一份2022-2023年高中物理竞赛 连续体力学-1课件，共32页。PPT课件主要包含了固体的弹性，一固体弹性和塑性，应力和应变，胡克定律，杨氏模量，泊松比，压应力P，流体静力学，解池底受力，两端受力等内容，欢迎下载使用。
1、应力,法向应力,切向应力
材料被拉伸在纵向伸长时,横向要收缩；而纵向被压缩时,横向会膨胀.
3、（剪）切应变,切变模量G
物体在切向应力作用下产生切应变.切变只改变形状,不改变体积
4、体积应变,体积模量
研究静止流体中的力学平衡问题,称为流体静力学研究流体运动规律以及流体与物体相互作用的部分,称为流体动力学.
液体与气体,以流动性为共性,统称流体
一、静止流体内某点的压强
在静止流体内任意一点,设想作的任意方向面上受的应力总垂直作用在该 面上 ,而且应力数值与面的方向无关,这种应力称为流体在该点的“静流体压强”,简称压强
二、静止流体内任意两点的压强关系
同种液体内压强随高度而变化,离液面深处,压强大
在液面以下同一深度外任意两点压强相等.
阿基米德原理：浸在或部分浸入流体中的物体,受到流体的浮力,等于物体排开的同体积流体的重量
帕斯卡定律：对密闭液体施加的压强,能按照其原来的大小,传递到流体的各个部分以及容器壁上.
例 拦洪水坝长为L, 水深为H时,求水对水坝作用的水平总作用力以及对水坝底线（x轴）作用的总力矩.
例 一游泳池的尺寸为80英尺（L） 30英尺（D） 8.0英尺（H）(1英尺=0.305m), 试问：当池中落满水时,作用于池底的力（仅由于水产生的）为多大？作用与两端池壁的力是多大？作用与两侧池壁的力多大？
例：（a）一块厚为0.3m的冰块漂浮在水上.试问如果要这块冰能支撑住一辆重为1100kg的汽车,则冰块的最小面积应为多大？（b）与汽车放在冰块上的位置是否有关？
解：（a）设汽车放在冰块重心的正上方,冰厚为L,面积A,汽车质量m,当冰块完全浸没在水中时,浮力为:
液体表面通常总具有收缩的趋势,表现为液体表面张力.
表面张力的大小 f 与表面分界线的长度L成正比,即： f =  L
假如AB边移动x,到达AB, 则力F所作的功为 : A = F x
液膜有上、下两个液面力F的大小可以表示为:
所以力F 的功为： A =Fx =2xL = S ,
表面能的增加量E应等于外力所作的功A,即：E = A =  S
微观上看,液体中两个分子 和 受周围分子引力作用的情形.分子处于液体内部,受到的引力必定是球对称的,合力等于零.处于表面层中的分子 所受的引力作用不再是球对称的,合力不等于零.所以,处于表面层中的液体分子都受到垂直于液面并指向液体内部的力的作用.
* 弯曲液面下的附加压强 由于液体表面张力的存在,弯曲液面下液体的压强不同于平坦液面下液体的压强,这两者压强之差就称为附加压强.在凸状弯曲液面的附加压强为正值,在凹状弯曲液面附加压强为负值 .
df 的竖直分量 df1 为
对水平分力df2 沿周界叠加的结果应互相抵消.
由上式可求得凸状球形液面下液体所受到的附加压强为:
球形液膜,具有内外两个表面,液膜很薄,内外半径可看作相等.如果已知表面张力系数和半径,则C点和A点压强差为：
接触角为锐角时,表示液体润湿固体,如图(a)所示.若接触角等于零,就称液体完全润湿固体.当接触角为钝角时,表示液体不润湿固体,如图(b)所示.若接触角等于, 就称液体完全不润湿固体.
pB = pA +  g h = pC ,
如果液体不润湿毛细管,管内液面要比管外的液面低 h,用同样的方法可以证明 此时 h 仍然可由上式表示.
得到毛细管内液面上升的高度为：
例1：如图所示的U形玻璃管,两臂的内直径分别为1.0 mm和3.0 mm.若水与管壁完全润湿,求两臂的水面高度差.
解： 以pA表示细管内凹状水面下的压强,以pB表示粗管内凹状水面下的压强.压强pB应等于细管中与B同深度的C点的压强pC,设液面上方的气压为p0,应有
式中rA和rB分别为细管和粗管的内半径.