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我在写latex的时候遇到过一些精美模版, 在我自己修改后形成了可以自用的latex模版, 现在分享给大家. 一些简单的参数调整和宏包便不再介绍.
第一个(物理用)
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\theoremstyle{definition}
\newtheorem{defn}{定义}
\newtheorem{reg}{规则}
\newtheorem{exer}{练习}
\newtheorem{note}{注意}
\begin{document}
\setcounter{section}{8}
\title{第9章复习笔记}
\thispagestyle{empty}
\begin{center}
{\LARGE \bf 第9章复习笔记}\\
{\large shiqi}\\
2025年春季
\end{center}
\section{非惯性参考系中的力学}
\subsection{无旋转的加速度}
考虑一个惯性参考系(即不加速), 记为$S_0$, 以及一个加速参考系$S$, 其加速度为$A$.
\begin{note}
\textbf{大写字母表示加速参考系$S$, 而小写字母表示惯性参考系$S_0$}
\end{note}
想象一个运动的参考系$S$相对于$S_0$运动. 设想在这个运动参考系中, 一个质量为$m$的球被抛出.
为了研究球的运动, 必须首先在惯性参考系中考虑其运动.
\begin{equation}
F = m\ddot{r_0}
\end{equation}
其中$r_0$是球相对于$S_0$的位置.
现在考虑球在加速参考系中的运动, 球相对于$S$的位置是$R$(其速度是$\dot{R}$).
因此将$R$与$r_0$联系起来, 我们有:
\begin{equation}
\dot{r_0} = \dot{R} + V
\end{equation}
通过对惯性参考系中的牛顿第二定律求导并乘以质量, 得到:
\begin{equation}
F_{\text{惯性}} = -mA = -m\ddot{R}
\end{equation}
\subsection{潮汐}
\begin{shaded}
\textbf{潮汐力} \newline
\begin{equation}
F_{潮汐} = -GM_mm(\frac{\hat{d}}{d^2}-\frac{\hat{d_0}}{d_0^2})
\end{equation}
其中:
\begin{equation*}
\begin{split}
G \text{为引力常数} \\
d \text{为物体相对于月球的位置} \\
d_0 \text{为地球中心相对于月球的位置}\\
M_m \text{为月球质量}
\end{split}
\end{equation*}
\end{shaded}
\newpage
\subsection{角速度矢量}
本章其余部分以及这些笔记将讨论相对于惯性参考系旋转的参考系, 因此必须使用角速度.
\begin{defn}
\textbf{欧拉定理} —— 任何物体相对于固定点$O$的最一般运动是绕通过$O$的某一轴的旋转. 为了指定绕给定点$O$的这种旋转, 我们只需要给出轴的方向和旋转速率, 即角速度$\omega$. 由于它既有大小又有方向, 显然可以将这个旋转矢量写为$\omega$, 即角速度矢量. 也就是说:
\begin{equation}
\omega = \omega\textbf{u}
\end{equation}
其中$\textbf{u}$是单位矢量.
\end{defn}
\begin{shaded}
\textbf{矢量速度}\newline
任意点$P$(位置为$r$)的速度由下式给:
\begin{equation}
v = \omega \times r
\end{equation}
\end{shaded}
\subsection*{角速度的相加}
可以像加线性速度一样加角速度. 如果物体$3$相对于参考系$2$以角速度$\omega_{32}$旋转, 参考系$2$相对于参考系$1$以角速度$\omega_{21}$旋转, 那么物体$3$相对于参考系$1$的旋转角速度为:
\begin{equation}
\omega_{31} = \omega_{32} + \omega_{21}
\end{equation}
\subsection{旋转参考系中的时间导数}
如果参考系$S$相对于$S_0$有一个角速度$\Omega$, 那么在两个参考系中看到的单个矢量$\textbf{Q}$的时间导数关系为:
\begin{equation}
(\frac{d\textbf{Q}}{dt})_{S_0} = (\frac{d\textbf{Q}}{dt})_{S} + \Omega \times \textbf{Q}
\end{equation}
\subsection{旋转参考系中的牛顿第二定律}
惯性参考系$S_0$中的一个粒子遵循我们熟悉的牛顿第二定律:
\begin{equation}
m\frac{d^2r}{dt^2} = F
\end{equation}
利用式(8)的结果, 旋转参考系相对于惯性参考系的时间导数可以表示为:
\begin{equation}
(\frac{dr}{dt})_{S_0} = (\frac{dr}{dt})_s + \Omega \times r
\end{equation}
通过求导, 牛顿第二定律变为:
\begin{equation}
m\ddot{r} = F + 2m\dot{r} \times \Omega + m(\Omega \times r) \times \Omega
\end{equation}
其中$F$是惯性参考系中所有力的总和.
\subsection{离心力}
这是旋转参考系中的一种惯性力.
\begin{equation}
F_{\text{cf}}= m(\Omega \times r) \times \Omega
\end{equation}
\subsubsection*{自由落体加速度(非垂直重力)}
\begin{equation}
F_{\text{eff}} = F_{\text{grav}} + F_{\text{cf}} = mg_0 + m\Omega^2R\sin(\theta)\hat{\rho}
\end{equation}
离心力产生的加速度简单表示为:
\begin{equation}
\begin{split}
g = g_0 + \Omega^2R\sin(\theta)\hat{\rho} \\
g_{\text{rad}} = g_0 - \Omega^2R\sin^2(\theta) \\
g_{\text{tan}} = \Omega^2R\sin(\theta)\cos(\theta)
\end{split}
\end{equation}
$g$与其径向方向之间的夹角为:
\begin{equation}
\alpha \approx \frac{g_{\text{tan}}}{g_{\text{rad}}}
\end{equation}
在($\theta = 45^{\circ}$)时的最大值为:
\begin{equation}
\alpha_{\text{max}} = \frac{\Omega^2R}{2g_0}
\end{equation}
\subsection{科里奥利力}
科里奥利力是旋转参考系中物体运动时所经历的另一种惯性力.
\begin{equation}
F_{\text{cor}} = 2m\dot{r} \times \Omega = 2mv \times \Omega
\end{equation}
当$v$垂直于$\Omega$时, 科里奥利力单独作用所能产生的最大加速度$a$为:
\begin{equation}
a_{\text{max}} = 2v\Omega
\end{equation}
\begin{shaded}
\textbf{科里奥利力的方向} \newline
科里奥利力的方向始终垂直于物体的速度(因此有式(17)), 并由右手定则给出.
\end{shaded}
\newpage
\subsection{自由落体与科里奥利力}
\begin{equation}
m\ddot{r} = mg_0 + F_{\text{cf}} + F_{\text{cor}}
\end{equation}
\subsection{傅科摆}
见第9章, 第354页. 此处无需重复书中内容.
\end{document}
第二个(理论力学模版)
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\usepackage{xcolor}
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\usepackage{caption}
\usepackage{xcolor} % 用于颜色设置
\usepackage{soul} % 用于高亮和背景色设置
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\usepackage{amsthm}
\usepackage{pifont}
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\usepackage{wrapfig}
\usepackage{mathrsfs} % 支持花写体的宏包
\usepackage{graphics} % 支持插图
\usepackage{graphicx} % 支持插图
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\usepackage{epsfig} % 支持eps图像
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\usepackage{eepic} % 扩展的绘图支持
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\usepackage{amsfonts} %美国数学会增加的TEX字库
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\newcommand{\newfancytheoremstyle}[5]{%
\tikzset{#1/.style={draw=#3, fill=#2,
very thick,rectangle,
rounded corners, inner sep=10pt, inner ysep=20pt}}
\tikzset{#1title/.style={fill=#3, text=#2}}
\expandafter\def\csname #1headstyle\endcsname{#4}
\expandafter\def\csname #1bodystyle\endcsname{#5}
}
\newfancytheoremstyle{fancythrm}{blue!10}{seco}{\bfseries\sffamily}{}%{\sffamily}
\makeatletter
\DeclareDocumentCommand{\newfancytheorem}{ O{\@empty} m m m O{fancythrm} }{%
% define the counter for the theorem
\ifx#1\@empty
\newcounter{#2}
\else
\newcounter{#2}[#1]
\numberwithin{#2}{#1}
\fi
%% define the "newthem" environment
\NewEnviron{#2}[1][{}]{%
\noindent\centering
\begin{tikzpicture}
\node[#5] (box){
\begin{minipage}{0.93\columnwidth}
\csname #5bodystyle\endcsname \BODY~##1
\end{minipage}};
\node[#5title, right=10pt] at (box.north west){
{\csname #5headstyle\endcsname #3 \stepcounter{#2}\csname the#2\endcsname\;
##1}};
\node[#5title, rounded corners] at (box.east) {#4};
\end{tikzpicture}
}[\par\vspace{.5\baselineskip}]
}
\makeatother
% Define new styles
% \newfancytheoremstyle{<name>}{inner color}{outer color}{head style}{body
%style}
\newfancytheoremstyle{fancydef}{green!10}{green}{\bfseries\sffamily}{} %%%%%
%最后的括号中的\sffamily被为删除了, 取消了加黑效果.
\newfancytheoremstyle{fancydef2}{yellow!10}{yellow}{\bfseries\sffamily}{} %%%%%
% 最后的括号中的\sffamily被为删除了, 取消了加黑效果.
\newfancytheoremstyle{fancydef3}{magenta!10}{magenta!70}{\bfseries\sffamily}{}
%%%%% 最后的括号中的\sffamily被为删除了, 取消了加黑效果.
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% 最后的括号中的\sffamily被为删除了, 取消了加黑效果.
\newfancytheoremstyle{fancydef5}{red!10}{red!90!white!70}{\bfseries\sffamily}{}
%%%%% 最后的括号中的\sffamily被为删除了, 取消了加黑效果.
\newfancytheorem{newthem}{定理}{$\clubsuit$}[fancydef4]
\newfancytheorem{newcor}{推论}{$\heartsuit$}
\newfancytheorem{newdef}{定义}{$\spadesuit$}[fancydef]
\newfancytheorem{newrem}{注解}{$\Box$}[fancydef2]
\newfancytheorem{newexa}{例}{$\diamondsuit$}[fancydef3]
\newfancytheorem{newpro}{命题}{$\circ$}[fancydef5]
\newfancytheorem{newlist}{}{$\circ$}[fancydef3]
\newfancytheorem{newprob}{问题}{$\circ$}[fancydef3]
\newfancytheorem{newclu}{结论}{$\clubsuit$}[fancydef4]
%%%%%%%%%% 重命名字体%%%%%%%%%%
\newcommand{\song}{\CJKfamily{song}} % 宋体
\newcommand{\hei}{\CJKfamily{hei}} % 黑体
\newcommand{\fs}{\CJKfamily{fs}} % 仿宋
\newcommand{\kai}{\CJKfamily{kai}} % 楷体
% 在ctex 中 黑体的命令 \heiti 楷书的命令 \kaishu
\newtheorem{theorem}{\textbf{ 定理}}[section]% 按 section 编号
\newtheorem{example}[theorem]{\textbf{ 例}}%[section]
%\newtheorem{algorithm}{算法}
%\newtheorem{definition}[theorem]{\heiti 定义}%[section]
\newtheorem{definition}[theorem]{\textbf{ 定义}}%[section]
%\newtheorem{axiom}[theorem]{公理} % 整体编号
\newtheorem{property}[theorem]{\textbf{ 性质}}%[section]
\newtheorem{proposition}[theorem]{\textbf{ 命题}}%[section]
\newtheorem{lemma}[theorem]{\textbf{ 引理}}%[section]
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\newtheorem{remark}[theorem]{\textbf{ 注解}}%[section]
\newtheorem{condition}{条件}
%\newtheorem*{notation}{\heiti 记号}
%\newtheorem*{lemma*}{\heiti 引理}
\newtheorem{conclusion}{结论}
\newtheorem{assumption}{假设}
\newtheorem{exercise}[theorem]{\textbf{ 练习}}%[section]
\newtheorem{homework}{\textbf{ 试题}}%[section]
%\newtheorem*{solution}{\raggedleft {\heiti 解}}
%\newtheorem*{proof}{\raggedleft {\heiti 证明}}
\newtheorem*{notation}{\heiti 记号}%[section]
\newtheorem*{theorem*}{\heiti 定理}
\newtheorem*{lemma*}{\heiti 引理}
\newtheorem*{remark*}{\heiti 注}
\newtheorem*{example*}{\heiti 例}
\newtheorem*{exercise*}{\heiti 练习}
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\newtheorem*{proposition*}{\heiti 命题}
\renewcommand{\proofname}{\emph{\heiti 证明}}
%%%%%%%%%% 重定义字号命令 %%%%%%%%%%
\newcommand{\yihao}{\fontsize{26pt}{36pt}\selectfont} % 一号, 1.4倍行距
\newcommand{\erhao}{\fontsize{22pt}{28pt}\selectfont} % 二号, 1.25倍行距
\newcommand{\xiaoer}{\fontsize{18pt}{18pt}\selectfont} % 小二, 单倍行距
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\newcommand{\dawu}{\fontsize{11pt}{11pt}\selectfont} % 大五, 单倍行距
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\newcommand{\liuhao}{\fontsize{9pt}{8pt}\selectfont} % 六号, 单倍行距
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%在正文中使用罗马数字%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
\newcommand{\rmnum}[1]{\romannumeral #1}
\newcommand{\Rmnum}[1]{\MakeUppercase{\romannumeral #1}}
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% 数学公式编号与章和节关联%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
%\renewcommand{\theequation}{\arabic{section}.\arabic{equation}}
%\numberwithin{equation}{chapter}
\numberwithin{equation}{section}
\begin{document}
\begin{titlepage}
{\centerline{\Huge \heiti 理论力学复习}}
\vspace{14cm}
{\centerline{\Large \fs 拾柒}}
\vspace{1cm}
{\centerline{\Large \fs \LaTeX}}
{\centerline{\large \heiti 北京航空航天大学}}
{\centerline{\large \heiti 航空科学与工程学院}}
\end{titlepage}
%=========================================目录=====================================================
\thispagestyle{empty}
\tableofcontents % 插入目录
%=========================================正文=====================================================
\setcounter{chapter}{0}
\chapter{质点的平衡(几何静力学)}
\section{共点力系的合成}
\begin{newdef}
\textbf{质点}:具有质量而尺寸可以忽略不计的点;\par
\textbf{质点系}:质点的集合;\par
\textbf{刚体}:特殊的质点系,其上任意两点间的距离不变;\par
\textbf{力}:物体间的机械作用;\par
\textbf{力系}:作用在物体上的一群力,记为$\{\bm F_1,\bm F_2,\cdots,\bm F_n\}$;\par
\textbf{零力系}:物体上没有作用任何力;\par
\textbf{等效力系}:两个力系对同一刚体产生相同的作用效应,则称为等效力系;\par
\textbf{平衡力系}:与零力系等效的力系;
\end{newdef}
\subsection{几何法(矢量法)}
二力合成:根据平行四边形法则和三角形法则进行二力合成.
\begin{newthem}
\textbf{瓦力农定理}:\emph{空间任意力系向任意点简化可得到一个力和一个力偶}.这个力通过简化中心,其力矢称为力系的主矢,它等于力系诸力的矢量和,并与简化中心的选择无关;这个力偶的力偶矩矢称为力系对简化中心的主矩,它等于力系诸力对简化中心之矩矢的矢量和并且与简化中心的选择有关.
\end{newthem}
\begin{equation}
\begin{cases}
\sum F_x=0\\
\sum F_y=0\\
\sum F_z=0\\
\sum M_x(\bm F)=0\\
\sum M_y(\bm F)=0\\
\sum M_z(\bm F)=0
\end{cases}
\end{equation}
\begin{newclu}
刚体做定轴转动时,附加动反力为零的充分必要条件为,刚体的转轴是中心惯量主轴.
\end{newclu}
\begin{newdef}
\textbf{静平衡}:刚体的转轴通过质心,除重力外没有其他力作用,则刚体可以在任意位置静止不动,此时刚体是静平衡的.\par
\textbf{动平衡}:刚体的转轴是中心惯量主轴,刚体转动时,附加动反力为零,此时刚体是动平衡的.
\end{newdef}
\textbf{结论.}\emph{动平衡的刚体必然静平衡,静平衡的刚体未必动平衡,静平衡是动平衡的必要条件.}
\begin{newrem}
\end{newrem}
\end{document}
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