質點力學精選PPT

1、關于質點力學第一張，PPT共六十三頁，創(chuàng)作于2022年6月緒 論一、物理學與人類文明 1、在牛頓力學和萬有引力定律的基礎上發(fā)展起來的空間物理，能把宇宙飛船送上太空，使人類實現了飛天的夢想。也使中國人“九天攬月”成為可能。 神州六號發(fā)射瞬間 第二張，PPT共六十三頁，創(chuàng)作于2022年6月神州七號照片第三張，PPT共六十三頁，創(chuàng)作于2022年6月 哈勃空間望遠鏡：1990年4月25日由航天飛機發(fā)現者號送入太空。望遠鏡口徑2.4米,總重12.5噸,研制歷時13年,耗資21億美元,空間軌道高度600公里。第四張，PPT共六十三頁，創(chuàng)作于2022年6月哈勃太空望遠鏡所觀察到的離地球7000光年的巨鷹星云

2、第五張，PPT共六十三頁，創(chuàng)作于2022年6月2、帶電粒子在電場磁場中偏轉的規(guī)律在科學技術中的應用。如：電視機顯像管等。 電視機電子槍第六張，PPT共六十三頁，創(chuàng)作于2022年6月3、核物理的研究使放射線的應用成為可能。醫(yī)療上的放療。在醫(yī)療上還有很多，如：用于治療腦瘤的伽瑪刀、核磁共振，超聲波，X光機等。 核磁共振X光機第七張，PPT共六十三頁，創(chuàng)作于2022年6月4、20世紀初相對論和量子力學的建立，誕生了近代物理，開創(chuàng)了微電子技術的時代。如：半導體芯片、電子計算機等。半導體芯片第八張，PPT共六十三頁，創(chuàng)作于2022年6月5、20世紀60年代，激光器誕生。激光物理的進展使激光在制造業(yè)、醫(yī)療

3、技術和國防工業(yè)中的得到了廣泛的應用。如：大家熟悉的微機光盤就是用激光讀的；光導纖維等。 第九張，PPT共六十三頁，創(chuàng)作于2022年6月6、20世紀80年代高溫超導體的研究取得了重大突破，為超導體的實際應用開辟了道路。如：磁懸浮列車等。80年代，我國高溫超導的研究走在世界的前列。 第十張，PPT共六十三頁，創(chuàng)作于2022年6月7、20世紀90年代發(fā)展起來的納米技術，使人們可以按照自己的需要設計并重新排列原子或者原子團，使其具有人們希望的特性。美國賴斯大學 “納米車”，長4nm，還不到人頭發(fā)絲直徑的萬分之一。每分鐘能跑納米。第十一張，PPT共六十三頁，創(chuàng)作于2022年6月8、生命科學的發(fā)展也離不開

4、物理學。脫氧核糖核酸（DNA）是存在于細胞核中的一種重要物質，它是儲存和傳遞生命信息的物質基礎。1953年生物學家沃森和物理學家克里克利用X射線衍射的方法在卡文迪許（著名實驗物理學家）實驗室成功地測定了DNA的雙螺旋結構,威爾金斯、沃森和克里克分享1962年諾貝爾生理學或醫(yī)學獎。 DNA結構發(fā)現者英國科學家莫里斯.威爾金斯 DNA的雙螺旋結構第十二張，PPT共六十三頁，創(chuàng)作于2022年6月航空母艦第十三張，PPT共六十三頁，創(chuàng)作于2022年6月海洋石油鉆井平臺第十四張，PPT共六十三頁，創(chuàng)作于2022年6月我國祖先的功績 趙州橋又名安濟橋，全長50.82米，橋面寬9米，是一座單孔坦拱式橋梁。趙

5、州橋由隋朝著名工匠李春主持設計建造。他創(chuàng)造的坦拱式、敞肩式建橋法，在當時堪稱獨步，橋梁質量上乘。趙州橋結構合理，外型秀麗，富有民族風格，素有“奇巧固護，甲于天下”的美譽。第十五張，PPT共六十三頁，創(chuàng)作于2022年6月杭州灣跨海大橋是一座橫跨中國杭州灣海域的跨海大橋，它北起浙江嘉興海鹽鄭家埭，南至寧波慈溪水路灣，全長36公里，是目前世界上最長的跨海大橋。 第十六張，PPT共六十三頁，創(chuàng)作于2022年6月摩索拉斯陵墓 萬里長城 埃及金字塔 The Pyramids of Egypt 第十七張，PPT共六十三頁，創(chuàng)作于2022年6月第十八張，PPT共六十三頁，創(chuàng)作于2022年6月國家游泳中心的選定

6、方案H2O3(“水立方”)由中國建筑工程總公司、澳大利亞PTW公司、澳大利亞ARUP公司組成的聯合體設計的H2O3(“水立方”)，融建筑設計與結構設計于一體，設計新穎，結構獨特，與國家體育場比較協調，功能上完全滿足2008年奧運會賽事要求，而且易于賽后運營。 第十九張，PPT共六十三頁，創(chuàng)作于2022年6月二、力學的分類宏觀系統微觀系統 低速運動量子力學高速運動量子場論（相對論量子力學）高速運動(v接近c)-相對論力學低速運動(v遠遠小于c)-經典力學（以觀點分）運動學動力學靜力學（以方法分） 牛頓力學（矢量力學）分析力學（以對象分）質點力學質點組力學剛體力學連續(xù)介質力學注：連續(xù)介質力學(包括

7、彈性體力學和流體力學)是研究質量連續(xù)分布的可變形物體運動規(guī)律的科學。第二十張，PPT共六十三頁，創(chuàng)作于2022年6月三、理論力學的研究對象 經典力學的應用范圍是：宏觀、低速運動物體。理論力學是經典力學的一大部分，但不討論連續(xù)介質力學。靜力學不象工科一樣詳盡，而只是作為動力學的一特例。 理論力學：是研究宏觀物體機械運動規(guī)律的一門學科。機械運動：是物體在空間的位置隨時間的變化。第二十一張，PPT共六十三頁，創(chuàng)作于2022年6月四、理論力學的研究方法 從實踐出發(fā)，經過抽象化、綜合、歸納、建立公理，再應用數學演繹和邏輯推理而得到定理和結論，形成理論體系，然后再通過實踐來驗證理論的正確性。實踐抽象綜合公

8、理數學演繹邏輯推理應用定理結論第二十二張，PPT共六十三頁，創(chuàng)作于2022年6月五、理論力學的發(fā)展史意大利的達芬奇(14521519)研究滑動摩擦、平衡、力矩。波蘭的哥白尼(14731543)創(chuàng)立宇宙“日心說”。德國的開普勒(15711630)提出行星運動三定律。意大利的伽利略(15641642)提出自由落體規(guī)律、慣性定律及加速度的概念。早在(公元前287212)古希臘阿基米德著的論比重就奠定了靜力學基礎。第二十三張，PPT共六十三頁，創(chuàng)作于2022年6月法國達朗伯(17171785)出版著作動力學專論達朗伯原理。法國拉格朗日(17361813)出版名著分析力學。英國偉大科學家牛頓(16431

9、727)在1687年版的自然哲學的數學原理一書總其大成，提出動力學的三個基本定律，萬有引力定律，天體力學等。是力學奠基人。瑞士的伯努利(16671748)提出虛位移原理。瑞士的歐拉(17071783)出版著作力學用微分方程研究。第二十四張，PPT共六十三頁，創(chuàng)作于2022年6月六、理論力學教程的內容框架 質點力學 質點組力學 剛體力學 轉動參照系 分析力學第二十五張，PPT共六十三頁，創(chuàng)作于2022年6月主要參考書目：1.周衍柏.理論力學教程（第三版）,高教出版社,19862.肖士珣.理論力學簡明教程，人民教育出版社，19833.陳世民.理論力學簡明教程, 高教出版社, 20014.劉煥堂.理

10、論力學原理與方法,廈大出版社,19975.胡慧玲等.理論力學基礎教程,高教出版社,19866.盧圣治.理論力學基本教程，北師大出版社，20047.H.Goldstein, Classical Mechanics, 2-nd edition, Addison Wesley,1980第二十六張，PPT共六十三頁，創(chuàng)作于2022年6月后記：翠鳥精神第二十七張，PPT共六十三頁，創(chuàng)作于2022年6月有志者事竟成第二十八張，PPT共六十三頁，創(chuàng)作于2022年6月天道酬勤第二十九張，PPT共六十三頁，創(chuàng)作于2022年6月事半功倍第三十張，PPT共六十三頁，創(chuàng)作于2022年6月第一章 質點力學質點、參照系、

11、坐標系、位矢運動學方程、軌道位移、速度、加速度自然坐標系，切向、法向加速度相對運動, 絕對(加)速度、相對(加)速度、牽連(加)速度第1單元內容概要第三十一張，PPT共六十三頁，創(chuàng)作于2022年6月1.1 運動的描述方法一、參照系與坐標系參照系 物質的運動是絕對的，運動的描述是相對的。物體的位置只能相對地確定，為研究一個物體必須事先選定另一個物體作為參考標準（參照物），這樣的物體就叫做參照系或參考系。 參照物不同，對同一個物體運動的描述結果可能不同； 觀察者是站在參照系的觀察點上； 不特別說明都以地球為參照系。說明：第三十二張，PPT共六十三頁，創(chuàng)作于2022年6月 為了定量研究物體的空間位置

12、，就必須在參考系上建立坐標系。2、坐標系第三十三張，PPT共六十三頁，創(chuàng)作于2022年6月1、質點理想模型，有一定質量的幾何點（物體形狀可忽略，物體作平動）。在研究物體的機械運動時，不考慮物體的大小和形狀，而只計及其質量的力學模型就叫質點。二、運動方程與軌道方程2、位置描述 坐標描述：質點相對某參照系的位置可由位矢 確定直角坐標系:第三十四張，PPT共六十三頁，創(chuàng)作于2022年6月3、運動方程描述物體在參考空間中任一瞬時位置的數學表達式稱為運動學方程。質點的運動學方程確定了點在參考空間中任一瞬時的位置，并由此可進一步揭示質點運動的幾何性質：軌跡、速度和加速度等。寫出質點的運動學方程是研究質點的

13、運動學的首要任務。一般常用的方程有（1）矢量形式的運動學方程當質點運動時r是時間t的單值連續(xù)函數。此方程常用來進行理論推導。它的特點是概念清晰，是矢量法分析質點運動的基礎。 第三十五張，PPT共六十三頁，創(chuàng)作于2022年6月（2）直角坐標形式的運動學方程這是常用的運動學方程，尤其當質點的軌跡未知時。它是代數方程，雖然依賴于坐標系，但是運算容易。（3）極坐標下的運動學方程當質點在某平面上運動時，在任一瞬時，其位置也可用極坐標確定。第三十六張，PPT共六十三頁，創(chuàng)作于2022年6月（4）自然坐標形式的運動學方程 對運動軌跡已知的質點，常用此方程。用自然法研究運動，運算比較簡便，各運動參數的物理意義

14、明確。 質點在參考空間中的位置還可用其它的方法確定，例如柱坐標法或球坐標法。通過坐標形式的方程表示質點的運動方程，并由此繼續(xù)描述質點的其它運動量的方法稱為分析方法。2、軌道方程 質點運動過程中在空間描述出的連續(xù)曲線, 運動學方程中消去t得軌道方程。(直線運動、曲線運動)。第三十七張，PPT共六十三頁，創(chuàng)作于2022年6月三、位移、速度、加速度1、位移位置矢量的增量 2、路程實際運動軌道長度 位移與路程的區(qū)別(2) 位移是矢量，路程是標量(1) 兩點間位移是唯一的(3) 一般情況下， （4）當 時,第三十八張，PPT共六十三頁，創(chuàng)作于2022年6月4、加速度速度對時間的導數 3、速度位置矢量對時

15、間的導數 第三十九張，PPT共六十三頁，創(chuàng)作于2022年6月1.2 速度、加速度分量表示式一、直角坐標系1、速度 分量式： 第四十張，PPT共六十三頁，創(chuàng)作于2022年6月1.2 速度、加速度分量表示式大小： 方向： 可用速度與三個坐標軸的方向余弦表示第四十一張，PPT共六十三頁，創(chuàng)作于2022年6月2、加速度 分量式曲線凹側方向：大?。旱谒氖?，PPT共六十三頁，創(chuàng)作于2022年6月例1設橢圓規(guī)尺AB的端點A與端點B沿直線導槽ox及oy滑動（如下圖所示），而B以勻速度c 運動，求橢圓規(guī)尺上M點的軌道方程，速度及加速度.設MA=a,MB=b, .第四十三張，PPT共六十三頁，創(chuàng)作于2022年

16、6月第四十四張，PPT共六十三頁，創(chuàng)作于2022年6月M點速度的方向：M點加速度的方向：第四十五張，PPT共六十三頁，創(chuàng)作于2022年6月解：建立直角坐標系，小環(huán)的運動學方程為：求速度求加速度第四十六張，PPT共六十三頁，創(chuàng)作于2022年6月471、平面極坐標系 與平面直角坐標的關系：Ao質點在A點的位置：極軸極徑極角xy質點的運動方程 單位矢量二、極坐標系 第四十七張，PPT共六十三頁，創(chuàng)作于2022年6月48單位矢量隨時間的變化率2. 速度第四十八張，PPT共六十三頁，創(chuàng)作于2022年6月49分量式徑向速度橫向速度矢徑量值變化產生的矢徑方向變化產生的第四十九張，PPT共六十三頁，創(chuàng)作于20

17、22年6月50徑向加速度橫向加速度3. 加速度第五十張，PPT共六十三頁，創(chuàng)作于2022年6月分量式第五十一張，PPT共六十三頁，創(chuàng)作于2022年6月橫向速度徑向速度第五十二張，PPT共六十三頁，創(chuàng)作于2022年6月徑向加速度橫向加速度&qqqqqsin)2(cos)(2&rrrr+-=&qqqqqqcossinsin2&rrr-&qqqsincos&rr-=&xax=第五十三張，PPT共六十三頁，創(chuàng)作于2022年6月平面極坐標系下速度、加速度的表示單位矢的微商第五十四張，PPT共六十三頁，創(chuàng)作于2022年6月55柱坐標系:平面極坐標系 坐標速度、加速度的表示式為相應的平面極坐標中的形式加上 軸分量即可.第五十五張，PPT共六十三頁，創(chuàng)作于2022年6月56例3 某質點運動方程為式中 和 都是常數，試求其速度與加速度.解第五十六張，PPT共六十三頁，創(chuàng)作于2022年6月第五十七張，PPT共六十三頁，創(chuàng)作于2022年6月1、自然坐標系 質點的位置：58質點的運動方程 單位矢量三、自然坐標系 單位矢微商大小：方向：第五十八張，PPT共六十三頁，創(chuàng)作于2022年6月2、速度 593、加速度 該分解方法完全取決于軌道本身的形狀而與所選坐標無關，故稱