大學(xué)物理課課件第2章質(zhì)點(diǎn)動(dòng)力學(xué)

大學(xué)物理課課件第2章質(zhì)點(diǎn)動(dòng)力學(xué)質(zhì)點(diǎn)動(dòng)力學(xué)的基本概念質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)質(zhì)點(diǎn)的動(dòng)力學(xué)方程質(zhì)點(diǎn)動(dòng)力學(xué)中的力質(zhì)點(diǎn)動(dòng)力學(xué)中的能量contents目錄質(zhì)點(diǎn)動(dòng)力學(xué)的基本概念01質(zhì)點(diǎn)和質(zhì)點(diǎn)系質(zhì)點(diǎn)在研究物體運(yùn)動(dòng)時(shí)，如果忽略其形狀和大小，只考慮其位置和質(zhì)量的點(diǎn)，稱為質(zhì)點(diǎn)。質(zhì)點(diǎn)系由兩個(gè)或兩個(gè)以上的質(zhì)點(diǎn)組成的系統(tǒng)，稱為質(zhì)點(diǎn)系。一個(gè)物體在沒有任何外力作用的情況下，將保持靜止?fàn)顟B(tài)或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。物體的加速度與作用在物體上的合外力成正比，與物體的質(zhì)量成反比。牛頓第一定律和第二定律牛頓第二定律牛頓第一定律牛頓第三定律牛頓第三定律：作用力和反作用力總是大小相等、方向相反、作用在同一條直線上。質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)02質(zhì)點(diǎn)的直線運(yùn)動(dòng)勻速直線運(yùn)動(dòng)勻加速直線運(yùn)動(dòng)勻減速直線運(yùn)動(dòng)質(zhì)點(diǎn)沿直線運(yùn)動(dòng)，速度隨時(shí)間均勻增加。質(zhì)點(diǎn)沿直線運(yùn)動(dòng)，速度隨時(shí)間均勻減小。質(zhì)點(diǎn)沿直線運(yùn)動(dòng)，速度大小和方向都不改變。質(zhì)點(diǎn)圍繞一個(gè)固定點(diǎn)做圓周運(yùn)動(dòng)。圓周運(yùn)動(dòng)質(zhì)點(diǎn)做拋物線軌跡運(yùn)動(dòng)，如投籃時(shí)的籃球。拋物線運(yùn)動(dòng)質(zhì)點(diǎn)做橢圓軌跡運(yùn)動(dòng)，如行星繞太陽(yáng)的運(yùn)動(dòng)。橢圓運(yùn)動(dòng)質(zhì)點(diǎn)的曲線運(yùn)動(dòng)描述一個(gè)質(zhì)點(diǎn)相對(duì)于另一個(gè)質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)速度。相對(duì)速度相對(duì)加速度相對(duì)角速度描述一個(gè)質(zhì)點(diǎn)相對(duì)于另一個(gè)質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)加速度。描述一個(gè)旋轉(zhuǎn)物體相對(duì)于另一個(gè)旋轉(zhuǎn)物體的旋轉(zhuǎn)速度。030201相對(duì)運(yùn)動(dòng)質(zhì)點(diǎn)的動(dòng)力學(xué)方程03123牛頓第二定律是描述物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)變化與作用力之間關(guān)系的定律，即F=ma。定義適用于任何具有質(zhì)量的物體，包括質(zhì)點(diǎn)。應(yīng)用場(chǎng)景當(dāng)一個(gè)物體在重力作用下自由下落時(shí)，其加速度為g，根據(jù)牛頓第二定律，重力F=ma=mg，其中m為物體的質(zhì)量。實(shí)例分析牛頓第二定律的應(yīng)用應(yīng)用場(chǎng)景適用于任何具有質(zhì)量的物體，包括質(zhì)點(diǎn)。實(shí)例分析當(dāng)一個(gè)物體在恒力作用下做勻加速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，其動(dòng)量變化量等于力與時(shí)間的乘積。定義動(dòng)量定理描述了力的作用時(shí)間對(duì)動(dòng)量的影響，即FΔt=mv2-mv1。質(zhì)點(diǎn)的動(dòng)量定理和動(dòng)量守恒定律定義角動(dòng)量定理描述了力矩的作用時(shí)間對(duì)角動(dòng)量的影響，即MΔt=L2-L1。應(yīng)用場(chǎng)景適用于任何具有質(zhì)量的物體，包括質(zhì)點(diǎn)。實(shí)例分析當(dāng)一個(gè)物體繞固定點(diǎn)旋轉(zhuǎn)時(shí)，其角動(dòng)量變化量等于力矩與時(shí)間的乘積。質(zhì)點(diǎn)的角動(dòng)量定理和角動(dòng)量守恒定律030201質(zhì)點(diǎn)動(dòng)力學(xué)中的力04宏觀低速牛頓力學(xué)適用于描述宏觀低速物體的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，對(duì)于高速或微觀粒子，需要使用相對(duì)論或量子力學(xué)。理想化模型牛頓力學(xué)基于質(zhì)點(diǎn)、剛體等理想化模型，忽略物體形狀、大小、內(nèi)部結(jié)構(gòu)等細(xì)節(jié)，只關(guān)注其質(zhì)點(diǎn)和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。絕對(duì)時(shí)空觀牛頓力學(xué)采用絕對(duì)時(shí)空觀，認(rèn)為時(shí)間和空間是絕對(duì)的，與物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)無(wú)關(guān)。牛頓力學(xué)的適用范圍03作用力與反作用力牛頓第三定律指出，作用力和反作用力大小相等、方向相反、作用在不同物體上。01保守力保守力做功與路徑無(wú)關(guān)，只與初末位置有關(guān)，如重力、彈性力等。02非保守力非保守力做功與路徑有關(guān)，如摩擦力、空氣阻力等。力的種類和性質(zhì)力的平行四邊形法則兩個(gè)力合成時(shí)，遵循平行四邊形法則，即兩個(gè)力和其合力的關(guān)系的平行四邊形。力的三角形法則一個(gè)力可以分解為兩個(gè)分力，分力與合力組成的三角形稱為力的三角形。正交分解法將力分解到相互垂直的兩個(gè)方向上，便于計(jì)算和簡(jiǎn)化問(wèn)題。力的合成與分解質(zhì)點(diǎn)動(dòng)力學(xué)中的能量05動(dòng)能物體由于運(yùn)動(dòng)而具有的能量，計(jì)算公式為$E_k=frac{1}{2}mv^2$，其中$m$是質(zhì)量，$v$是速度。勢(shì)能物體由于位置或高度而具有的能量，常見的勢(shì)能形式包括重力勢(shì)能、彈性勢(shì)能等。動(dòng)能與勢(shì)能在只有重力或彈力做功的情況下，物體的動(dòng)能和勢(shì)能之和保持不變。機(jī)械能守恒定律如自由落體運(yùn)動(dòng)、彈簧振子等。應(yīng)用場(chǎng)景機(jī)械能守恒定律能量