質(zhì)點和質(zhì)點系動力學(xué)演示文稿

質(zhì)點和質(zhì)點系動力學(xué)演示文稿2000-3-51DUT余虹第一頁，共四十一頁。關(guān)于牛頓第2定律的說明：說明：牛頓的絕對時空觀認(rèn)為：

t、m

都是與參考系無關(guān)的量。質(zhì)點和質(zhì)點系動力學(xué)牛頓運動定律和慣性系——動量第二頁，共四十一頁。解題步驟及注意事項：1、分析力，一個不多，一個不少；2、選定坐標(biāo)系按牛頓定律列方程；3、解方程。先字母，后代數(shù)，結(jié)果有單位；4、分析討論所得結(jié)果。向心力下滑力沖力注意重力第三頁，共四十一頁。已知傳送帶與磚之間的摩擦系數(shù)s，磚塊質(zhì)量m，皮帶傾角，求：勻速運磚時，皮帶和磚塊間的靜摩擦力。解：1、分析力；mgNfsxy02、建坐標(biāo)系；3、根據(jù)牛頓定律建立方程。

磚塊有下滑的趨勢，摩擦力沿斜面向上，當(dāng)fs>N

s,磚與皮帶間有相對運動。

思考：若皮帶加速運動，想保證磚與皮帶間無相對運動，加速度不可超過多大？例題第四頁，共四十一頁。地心參考系，公轉(zhuǎn)加速度a~0.6

cms-2太陽參考系，繞銀河系加速度a~

310-8

cms-2地面參考系，自轉(zhuǎn)加速度a~

3.4cms-2牛頓定律成立的參考系是慣性系，相對慣性系做勻速運動的參考系都是慣性系。a慣性系和慣性l力相對地面作加速運動的車、旋轉(zhuǎn)平臺等不是慣性系。一、慣性系第五頁，共四十一頁。結(jié)論可推廣到轉(zhuǎn)動參考系。需要在非慣性系研究問題，尋找適用的定律。有了慣性力，非慣性系中牛頓定律在形式上成立！S:成立

定義慣性力S’S二、慣性力第六頁，共四十一頁。ma0在加速運動的車上分析力aomgT例題第七頁，共四十一頁。例題

已知人的質(zhì)量m=60kg。(1)a=0

；(2)a=0.5ms-2上升；(3)a=0.5ms-2下降，分別求臺秤的讀數(shù)。解臺秤的讀數(shù)表示人體對其的壓力

NNN（1）mgaa（2）mgmaNma（3）mgN第八頁，共四十一頁。在地球表面測量萬有引力測量得到的重力加速度值理論計算重力加速度值w赤道：=0極地：ai=0第九頁，共四十一頁。估算地球轉(zhuǎn)速增大到目前轉(zhuǎn)速的多少倍時赤道處的物體會飛離地球？解分析：飛離地球——慣性離心力大于萬有引力現(xiàn)在地球自轉(zhuǎn)角轉(zhuǎn)速度例題第十頁，共四十一頁。合外力的沖量動量的增量動量定理1、在非慣性系中合外力包括慣性力；2、可寫成分量式求解，動量定理一、質(zhì)點的動量定理說明第十一頁，共四十一頁。t1t2FI0Ft二、平均沖力第十二頁，共四十一頁。

籃球m=1kg，相對以v=6ms-1

=60o撞在籃板上，設(shè)碰撞時間t=0.01s求：籃板受到的平均作用力。解：球受力xyv1v2=600N=0籃板受平均作用力。例題第十三頁，共四十一頁。內(nèi)力不影響總動量總動量三、質(zhì)點系的動量定理第十四頁，共四十一頁。動量守恒定律可應(yīng)用于任何一個分量四、動量守恒定律第十五頁，共四十一頁。已知船的質(zhì)量

M=300kg,人的質(zhì)量m=60kg,開始船速V1=2ms-2

，人跳離后,船速V2=1ms-1

求：起跳時人相對于船的水平速度v人-船。分析：跳前水平方向總動量水平方向動量守恒例題解？跳后Mm第十六頁，共四十一頁。v+dv速度增量質(zhì)量比u增大單級火箭的末速度用高能推進(jìn)劑有限u

—噴氣速度——氣體相對火箭的速度火箭飛行原理v一、飛行原理采用多級火箭！第十七頁，共四十一頁。二、火箭的推力以dt

時間被噴出的氣體dm

為系統(tǒng)氣體受到?jīng)_量火箭受推力被噴出的氣體與火箭之間的作用力。氣體受推力第十八頁，共四十一頁。OOdmrxyz質(zhì)心運動定理一、質(zhì)心位置第十九頁，共四十一頁。質(zhì)心的運動只與系統(tǒng)所受的合外力相關(guān)。二、質(zhì)心運動定理第二十頁，共四十一頁。xcx1x2x0已知：質(zhì)量m=50kg的人從質(zhì)量M=200kg長l=4m的船頭行至船尾，問：船行d=？（l-d）=0.8m例題第二十一頁，共四十一頁。O力矩方向：右手定則單位：Nm大?。航莿恿拷莿恿慷ɡ斫莿恿渴睾愣?.6

角動量定理一、質(zhì)點的角動量定理第二十二頁，共四十一頁。

已知光滑的桌面上質(zhì)量m的球以v1

的速度作半徑為r1的勻速圓周運動，問：當(dāng)穿過小孔的繩子將桌面上的繩子拉成

r2

時v2=？解：力通過轉(zhuǎn)軸力矩為0角動量守恒例題rv1第二十三頁，共四十一頁。

角動量守恒定律二、質(zhì)點系的角動量定理第二十四頁，共四十一頁。1、L方向不變

軌道面是平面討論行星運動2、L=

rmvsin=

常量

r遠(yuǎn)

v遠(yuǎn)

=r近

v近矢徑單位時間行掃過的面積是常量r遠(yuǎn)>

r近

v遠(yuǎn)

<v近

與在一直線上例題在近日點與遠(yuǎn)日點

sin=1rvsin=

常量o

rSS=

常量第二十五頁，共四十一頁。0</2dA>0/2<

dA<0功是標(biāo)量，但有正負(fù)之分ab

若

=常矢量，物體作直線運動。abS2.7功第二十六頁，共四十一頁。直角坐標(biāo)系中合力作功=各力作功的代數(shù)和單位：（J

）（eV）

1eV=1.610-19J功率平均功率單位：（W）A1A2AN第二十七頁，共四十一頁。A彈力Oxx1x2彈力作功=?彈力作功只與始末狀態(tài)有關(guān)。第二十八頁，共四十一頁。A

重力重力作功與路徑無關(guān)只與始末位置有關(guān)。mgyx0y1y2——運動員下降的高度作功=？第二十九頁，共四十一頁。注意：1.Ek為狀態(tài)量2.功是動能增量的量度3.在慣性系成立一、質(zhì)點的動能定理二、質(zhì)點系的動能定理內(nèi)力雖然成對出現(xiàn)，但相互作用的兩質(zhì)點位移并不相同，所以A內(nèi)02.8動能定理合外力對質(zhì)點所做的功=質(zhì)點動能的增量第三十頁，共四十一頁。m1m2dt

時間m1m2

分別位移內(nèi)力作功O一對力所做的功與無關(guān)即與參照系的選擇無關(guān)，只與相對位置的變化有關(guān)。計算時可簡化：一質(zhì)點靜止于座標(biāo)原點，另一質(zhì)點受力、運動……

一對力的功+）

相對位置第三十一頁，共四十一頁。彈力作功重力作功萬有引力作功特點：作功與路徑無關(guān)，只與始末位置有關(guān)——保守力m2運動一周萬有引力作功為0m1m2m2第三十二頁，共四十一頁。

貨質(zhì)量m，車質(zhì)量M，貨與車間摩擦系數(shù)1

，地與車間摩擦系數(shù)2。車以v速度運動。剎車后車運動L距離停，貨相對車移動

l

。求：L。解：A=E例題Ll第三十三頁，共四十一頁。保守力作功與路徑無關(guān)，只取決于系統(tǒng)的始末位形。存在由位形決定的函數(shù)EP——勢能函數(shù)EP1

-EP2A1-2=保守力作功以損失勢能為代價。當(dāng)選擇2位形勢能為0A1-2=

EP1系統(tǒng)某種狀態(tài)下的勢能=系統(tǒng)從這種狀態(tài)變到勢能為0狀態(tài)保守力作的功。說明：

1、EP值大小與0勢位形的選擇有關(guān)，但EP是確定值。2、勢能0點可任選，但一個問題中只可有一個。2.9勢能第三十四頁，共四十一頁。彈力勢能重力勢能萬有引力勢能勢能曲線00h0r思考：上述各勢能曲線對應(yīng)的勢能為0的位形如何？這樣選有什么好處？改變0位的選擇曲線該怎樣畫？第三十五頁，共四十一頁。系統(tǒng)受力外力內(nèi)力保守內(nèi)力非保守內(nèi)力A外+A非保內(nèi)+A保內(nèi)=Ek-EPA外+A非保內(nèi)

=Ek+EP=（Ek+EP）機(jī)械能功能原理當(dāng)A外+A非保內(nèi)=0Ek+EP=常量機(jī)械能守恒定律條件2.10機(jī)械能守恒定律第三十六頁，共四十一頁。討論碰撞問題一、完全非彈性碰撞損失的動能轉(zhuǎn)化成其他形式的能量了。碰前碰后1

2第三十七頁，共四十一頁。二、完全彈性碰撞——碰撞前后總動能無損失12碰前碰后討論1、m1=m22、m2>>m1且

v20=01彈回2不動第三十八頁，共四十一頁。