質點動力學教案

牛頓運動定律功幾種常見力的功動能定理勢能能量守恒定律動量沖量動量定理動量守恒定律質點動力學2000-3-511、任何物體如果沒有力作用在它上面，都將保持靜止或作勻速直線運動的狀態(tài)。rrrFdpdtma==2、3、作用力與反作用力大小相等、方向相反，作用在不同物體上注意：力外力、內(nèi)力2、瞬時性矢量性mgTT′4、適用范圍宏觀、低速，慣性系一、牛頓三定律（1687年）1、力改變狀態(tài)是同一時刻的為外力的矢量和合力的作用效果是產(chǎn)生加速度。

§2.1牛頓運動三定律

2000-3-52§2.2自然界中幾種常見力1、萬有引力2、電磁力3、強力

4、弱力—也是粒子間的短程力斥力0.410-15m

引力10-15m無力弱電統(tǒng)一理論（60年代）遺留的問題：大統(tǒng)一理論？是否存在第五種力？++電力102N引力10-34N凝聚力？——強子間的作用力：核子、介子強力104N！原子核2000-3-531.萬有引力萬有引力萬有引力：存在于一切物體間的相互吸引力。牛頓萬有引力定律:其中m1和m2為兩個質點的質量，r為兩個質點的距離，G0叫做萬有引力常量。引力質量與慣性質量在物理意義上不同，但是二者相等，因此不必區(qū)分。2000-3-542.重力重力：在地球表面的物體，受到地球的吸引而使物體受到的力。重力與重力加速度的方向都是豎直向下。注意，由于地球自轉，重力并不是地球的引力，而是引力沿豎直方向的一個分力，地球引力的另一個分力提供向心力。北極南極ooP忽略地球自轉：2000-3-553.彈力常見力和基本力彈性力：兩個相互接觸并產(chǎn)生形變的物體企圖恢復原狀而彼此互施作用力。方向:始終與使物體發(fā)生形變的外力方向相反。條件：物體間接觸，物體的形變。三種表現(xiàn)形式：(1)兩個物體通過一定面積相互擠壓；方向:垂直于接觸面指向對方。大小:取決于擠壓程度。2000-3-56(2)繩對物體的拉力；彈力(3)彈簧的彈力；x大小：取決于繩的收緊程度。方向：沿著繩指向繩收緊的方向。彈性限度內(nèi)，彈性力滿足胡克定律：方向：指向要恢復彈簧原長的方向。2000-3-574.摩擦力摩擦力：兩個相互接觸的物體在沿接觸面相對運動時，或者有相對運動趨勢時，在它們的接觸面間所產(chǎn)生的一對阻礙相對運動或相對運動趨勢的力。方向：與物體相對運動或相對運動趨勢的方向相反。條件：表面接觸擠壓；相對運動或相對運動趨勢。最大靜摩擦力滑動靜摩擦力其中s為靜摩擦系數(shù)，k為滑動摩擦系數(shù)。它們與接觸面的材料和表面粗糙程度有關。摩擦力2000-3-585.電磁力電磁力和強力電磁力：存在于靜止電荷之間的電性力以及存在于運動電荷之間的磁性力，本質上相互聯(lián)系，總稱為電磁力。分子或原子都是由電荷系統(tǒng)組成，它們之間的作用力本質上是電磁力。例如：物體間的彈力、摩擦力，氣體的壓力、浮力、粘滯阻力。6.強力強力：亞微觀領域，存在于核子、介子和超子之間的、把原子內(nèi)的一些質子和中子緊緊束縛在一起的一種力。作用范圍：2000-3-597.糾弱力弱較力弱力擊：亞微旱觀領寄域內(nèi)陜的另猾一種竟短程艙力，析導致衰變至放出猛電子冰和中豆微子湊的重鹽要作這用力。四種雹基本微力的聾比較力類型項目萬有引力電磁力強力弱力力程長程長程短程短程作用范圍0~0~<10-15m<10-15m相鄰質子間力的大小10-34N102N104N10-2N20獸00導-3綢-510弱力7.從弱力力類型項目萬有引力電磁力強力弱力力程長程長程短程短程作用范圍0~0~<10-15m<10-15m相鄰質子間力的大小10-34N102N104N10-2N弱力業(yè)：亞微餡觀領閃域內(nèi)捎的另擦一種什短程完力，嬌導致衰衰變放報出電摔子和陸中微貢子的逼重要刪作用揀力。四種椅基本床力的唐比較20乞00東-3伙-511解題步擊驟及盒注意擋事項秤：1、碌分析糧力，員一個遲不多貝，一填個不行少；向心力下滑力沖力2、意選定鑒坐標除系按紋牛頓胸定律賞列方肥程；3、梨解方為程。閘先字挪母，奸后代問數(shù)，映結果披有單辟位；4、先分析稱討論治所得衣結果冊。注意§2.倘3擁牛頓圈運動段定律逐的應違用20品00逼-3唱-512已知揮傳送肢帶與聲磚之繁間的嗓摩擦誘系數(shù)s臥，磚塊槳質量m，皮帶測傾角劑，內(nèi)求：杏勻速蛛運磚演時，封皮帶萍和磚懇塊間貿(mào)的靜返摩擦隱力。mgNfs解：凍1、群分析伸力xy02、哨建坐閃標系3、劉建立蔥方程磚塊索有下浸滑的櫻趨勢規(guī)，摩鮮擦力序沿斜康面向酸上，悟當fs>Ns,磚與皮帶栗間有枝相對學運動號。思考：若格皮帶唇加速戴運動黨，想魄保證亭磚與枕皮帶案間無姑相對筆運動決，加澡速度撿不可邀超過捉多大假？例題20廈00舊-3葉-513§3.跨1段功一、刺恒力磚的功abS定義化：矢量摔式作用寒在沿磨直線潑運動住質點割上的宴恒力F賺，在力格作用叢點位茅移上應作的業(yè)功，脊等于矛力和凳位移債的標皺積。單位陷：J焦耳20輕00始-3手-514二、烏變力儀的功ba物體尸在變狼力的闖作用梳下從a運動陪到b。怎樣我計算值這個炸力的稠功呢簽？采用石微元屠分割闖法動能私定理20繭00考-3現(xiàn)-515第i段近搖似功憑：總功攪近似爛：第2段近假似功炊：第1段近朋似功部：ba動能烘定理20勒00撐-3劣-516當時,可用表示,稱為元位移;用表示,稱為元功。微分天形式云：積分校形式脖：總功縫精確撐值：在數(shù)學形式上，力的功等于力沿路徑L從a到b的線積分。動能鏈定理若=常矢量，物體作直線運動20淚00鏟-3霸-517直角推坐擁標系合力州作功=各力稅作功汪的代容數(shù)和單位：（J）（eV）1eV=1.610-19J功唐率平均限功率單位：（W）A1A2AN三、爐功率20承00豈-3群-518例題質點我在力F的作老用下奏沿坐遮標軸ox運動局，F(xiàn)瓶=奇6x藍,，試底求質劉點從到處的燒過程脖中，短力F作的嘗功。解：在全鮮路程庭上的膽功為abSxo力在腳元位絡移dx上作則的功書為：20技00城-3翼-519A重力mg重力趨作功窩與路柱徑無筑關只慮與始狀末位放置有房誠關。yx0y1y2——餐運摘動員弄下降英的高疫度作功浴=？§3州.2拌幾灶種常鋤見力煮的功一、20掘00航-3摔-520二、攏萬有擊引力哨作功m1m2AB萬有體引力餅作功什與路羊徑無犁關只領與始妙末位形置有碧關。20睜00笨-3懼-52120箏00壓-3起-522A三、踢彈力Oxx1x2作功皇=?彈力歌作功桿只與暖始末強狀態(tài)決有關。20嫂00肆-3震-523四、摩擦盜力的棕功為滑禮動摩剩擦系鹿數(shù)摩擦址力的翁功與蔬質點曠運動脅的路弟徑有聰關。20冰00聯(lián)-3毅-524彈力勾作功重力皆作功萬有送引力暴作功m1m2m2特點：作邪功與鎖路徑濕無關項，只內(nèi)與始算末位流置有瀉關—室—保守延力m2運動痛一周產(chǎn)萬有校引力典作功龜為0思考著：重掃力，今萬有據(jù)引力裕，彈程性力躺作功嘴的共群同特馳點20炕00洲-3利-525作功煉與路半徑無婚關，謙只與環(huán)始末中位置賢有關五、巧保守慚力A（B墓）保守啄力沿梢任意匆閉合礦路徑構所做訓的功染為零洞。重力尾、彈性霞力、過靜電老力是判保守毀力。20熟00僅-3弄-526注意龜：1.Ek為狀態(tài)醬量怕2嚷.功曲是動巷能增原量的假量度春3.搞在慣遲性系雀成立一、像質點跪的動景能定默理二、質點蛾系的針動能死定理內(nèi)力句雖然板成對皇出現(xiàn)酷，但臂相互略作用斃的兩洋質點碎位移衰并不捏相同吩，所罩以A內(nèi)符0§3躁.3碎動能壇定理合外匆力對滔質點標所做與的功塑=質點革動能擱的增哈量20績00傅-3豎-527例檢：親已知ml，靜止卵下落我，求陪下落角時柱的速廳率及揪繩中烘張力mgT解：殿珠子腐受力不作賺功,重碧力mg作功20算00各-3役-528保守匪力作惑功與卻路徑悠無關碎，只梢取決采于系蟻統(tǒng)的姿始末位置。存在丟由位置決定概的能囑量EP——勢能肯函數(shù)保守倡力作抄功等浮于勢開能的郊減少系統(tǒng)仁某一藍位置豈的勢階能慕=板系統(tǒng)偷從該配位置牧移到預勢能壓為烏0佳位置旨的過砍程中抵，保姑守力注作的董功。說明絕：1、EP值大用小與薄0勢株位置凱的選貪擇有議關，含但EP是確堂定值佳。2翼、勢株能0考點可燒任選民，但占一個紙問題捏中只父可有夠一個單?！?宅.4君勢能顆機破械能擊守恒炮定律勢能盾定義當選擇點勢能為零一、銀勢能20槽00餅-3旬-5291、重正力勢敞能xzy0設為勢能零點，M點的重力勢能20苗00瞞-3陣-530MmAB2、曲萬有度引力敢勢能質點逆由位歪置移聞動A到位永置B萬有熊引力魄的功為勢俯能零還點20選00宜-3工-531地面玻上高h處的A處,良選地差面為住勢能仔零點幸，求A處勢者能RhA20構00仿-3拋-532質點企從M點移附動到O點的滋過程停彈簧自拉力膨作功沿（勢砌能零來點為鐘彈簧愁原長銳處）埋。OXmkx系統(tǒng)陶的彈襯性勢討能為3、析彈性訓勢能總結：質點從彈性胃力作構的功宜為元過索程保守崖力作倦的功牲等于魔質點眉始末訴兩個臭位置汗勢能梯的減舉少20謎00滿-3援-533彈力業(yè)勢能重力離勢能萬有驅引力逐勢能勢能及曲線00h0r思考偉：上述臥各勢謎能曲夸線對倘應的停勢能么為0要的位舌形如嚇何？這樣夾選有截什么漲好處？改變臉0位憶的選鼓擇曲蟻線該簽怎樣機畫？20扔00岡-3圍-534二、水機械坊能守倡恒定門律AB質點m永，在保薪守立積場中愉運動由動撤能定雀理：保守積力的石功：故有上式來稱質川點的粱機械躲能守雞恒定兩律注意申：守煎恒條內(nèi)件為詢只有刃保守劃力做頂功20摸00析-3視-535系統(tǒng)別受力外力內(nèi)力保守釘內(nèi)力非?？肥貎?nèi)傳力A外+A非保內(nèi)+A保內(nèi)=Ek-EPA外+A非保內(nèi)=Ek+EP=（Ek+膽EP）機械穩(wěn)能功能敬原理當A外+A非保惹內(nèi)=庸0Ek+EP=常量機械響能守詢恒定啊律條件推廣疼到質霸點系撥：20蔽00扛-3押-5364.漲1質點護動暢量定雪理4.嚼2質點連系動宇量定蝦理4.南3質點瓶系動沸量守沫恒定喂律第四豈章沖量哲和動曬量20擺00停-3凈-537牛頓丹定律誦——玩瞬時薯關系力的竟時間槽積累贏效果甩？力的轟空間她積累牧效果齡？沖量功涉及欺轉動貴問題舞？角動吵量動量召定理角動文量定字理動能哭定理質點質點并系動量艷定理角動距量定券理動能旦定理一定裳條件抄下守恒浪定律20姑00糕-3浴-538一、片沖量證、動暢量定縱理時間桑的積旦累效限果動量虎的變手化動量答定理翻的積敲分形忽式?jīng)_量§4.1質點的動量定理元沖刊量上式遇為動束量定圓理已微分烤形式20丈00郊-3嶄-539注意掘：1、騎矢量生關系2、純分量槐形式4、駕單位具有暫相同滋量綱5、罰只適護用慣目性系沸(非針慣性仿系中旨須加探入慣跡性力裙）3、墨對應違一個扒過程池的始掀末狀誦態(tài)動量綱是狀塊態(tài)量析，而濟沖量妙與過定程有皇關20嫁00臨-3壁-540t1t2F0FtI二、陶平均姐沖力一定一定作用濤時間幸長緩沖20阻00橋-3隊-541例：舉籃球m=櫻1k腸g畫，相對轎以v=墊6m石/s,融直=6安0o撞在賄籃板途上，月撞后耐=臺60o。設碰稿撞時廊間t=蠻0.追01秘s求：縱籃板它受到雀的平傳均作獲用力志。解：球受壞力XYv1v2=1任