理論力學(xué)課件第二章

理論力學(xué)課件第二章牛頓運(yùn)動(dòng)定律相對(duì)性原理和伽利略變換動(dòng)量定理和動(dòng)量守恒定律動(dòng)能定理和機(jī)械能守恒定律角動(dòng)量定理和角動(dòng)量守恒定律contents目錄01牛頓運(yùn)動(dòng)定律總結(jié)詞描述物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的改變與外力之間的關(guān)系詳細(xì)描述牛頓第一定律，也被稱為慣性定律，指出如果沒有外力作用，物體會(huì)保持其靜止?fàn)顟B(tài)或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不變。它揭示了物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的改變與外力之間的關(guān)系，是經(jīng)典力學(xué)的基礎(chǔ)之一。牛頓第一定律總結(jié)詞描述物體加速度與所受外力及質(zhì)量之間的關(guān)系詳細(xì)描述牛頓第二定律指出，物體加速度的大小與作用在物體上的外力成正比，與物體的質(zhì)量成反比。公式表示為F=ma，其中F表示外力，m表示物體的質(zhì)量，a表示物體的加速度。這個(gè)定律解釋了物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變的原因和規(guī)律。牛頓第二定律描述作用力和反作用力之間的關(guān)系總結(jié)詞牛頓第三定律指出，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。這個(gè)定律說明了力的相互作用的性質(zhì)和規(guī)律，是經(jīng)典力學(xué)中關(guān)于力的基本定律之一。詳細(xì)描述牛頓第三定律02相對(duì)性原理和伽利略變換相對(duì)性原理是物理學(xué)中的基本原理之一，它指出物理定律在不同的慣性參考系中是相同的?？偨Y(jié)詞相對(duì)性原理是由伽利略提出的，他認(rèn)為無論是在靜止的參考系還是勻速直線運(yùn)動(dòng)的參考系中，物理定律都是一樣的。這意味著我們無法通過任何實(shí)驗(yàn)來區(qū)分一個(gè)慣性參考系和一個(gè)相對(duì)于地球靜止的參考系。詳細(xì)描述相對(duì)性原理總結(jié)詞伽利略變換是描述不同慣性參考系之間坐標(biāo)和時(shí)間的變換關(guān)系。詳細(xì)描述伽利略變換指出，在一個(gè)勻速運(yùn)動(dòng)的參考系中觀察到的長度和時(shí)間間隔，與在靜止參考系中觀察到的長度和時(shí)間間隔是不同的。這個(gè)變換關(guān)系是線性的，可以通過簡單的數(shù)學(xué)公式來描述。伽利略變換非慣性參考系非慣性參考系是指相對(duì)于慣性參考系加速或減速的參考系，在這些參考系中，牛頓第二定律不再適用。總結(jié)詞在非慣性參考系中，由于存在加速度，物體不再受到慣性力的作用。因此，牛頓第二定律需要修改為包含一個(gè)額外的力項(xiàng)，以描述物體的運(yùn)動(dòng)。這個(gè)額外的力項(xiàng)被稱為慣性力。詳細(xì)描述03動(dòng)量定理和動(dòng)量守恒定律VS動(dòng)量定理描述了力的時(shí)間累積效應(yīng)，即一個(gè)質(zhì)點(diǎn)或質(zhì)點(diǎn)系受到力的作用時(shí)，其動(dòng)量的變化與所受力的沖量成正比。詳細(xì)描述動(dòng)量定理的數(shù)學(xué)表達(dá)式為FΔt=Δp，其中F表示作用在質(zhì)點(diǎn)或質(zhì)點(diǎn)系上的力，Δt表示力的作用時(shí)間，Δp表示質(zhì)點(diǎn)或質(zhì)點(diǎn)系動(dòng)量的變化。該定理表明，力的沖量是動(dòng)量變化的量度，沖量的大小等于動(dòng)量變化的大小，沖量的方向與動(dòng)量變化的方向相同?？偨Y(jié)詞動(dòng)量定理總結(jié)詞質(zhì)點(diǎn)和質(zhì)點(diǎn)系的動(dòng)量守恒定律描述了沒有外力作用或合外力為零的情況下，質(zhì)點(diǎn)或質(zhì)點(diǎn)系的動(dòng)量保持不變。要點(diǎn)一要點(diǎn)二詳細(xì)描述動(dòng)量守恒定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式為Δp1=Δp2，其中Δp1和Δp2分別表示兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)或質(zhì)點(diǎn)系在相互作用前的動(dòng)量和相互作用后的動(dòng)量。該定律表明，在沒有外力作用或合外力為零的情況下，質(zhì)點(diǎn)或質(zhì)點(diǎn)系的動(dòng)量保持不變。質(zhì)點(diǎn)和質(zhì)點(diǎn)系的動(dòng)量守恒定律動(dòng)量守恒定律不僅適用于質(zhì)點(diǎn)和質(zhì)點(diǎn)系，還可以推廣到更廣泛的情況，如相對(duì)論、非慣性系等。在相對(duì)論中，動(dòng)量守恒定律的形式會(huì)有所不同，需要考慮物體的質(zhì)量隨速度的變化。在非慣性系中，雖然牛頓第二定律不再適用，但通過引入慣性力，仍然可以證明動(dòng)量守恒定律的正確性。此外，動(dòng)量守恒定律還可以推廣到電磁場、流體等物理領(lǐng)域?？偨Y(jié)詞詳細(xì)描述動(dòng)量守恒定律的推廣04動(dòng)能定理和機(jī)械能守恒定律總結(jié)詞01描述物體運(yùn)動(dòng)過程中動(dòng)能的變化規(guī)律詳細(xì)描述02動(dòng)能定理指出，一個(gè)質(zhì)點(diǎn)系在力的作用下經(jīng)過一段路徑后，其動(dòng)能的變化等于該質(zhì)點(diǎn)系所受合外力與其運(yùn)動(dòng)路徑的乘積。該定理是理論力學(xué)中的基本定理之一，廣泛應(yīng)用于分析各種運(yùn)動(dòng)問題。公式03$DeltaE_k=W$，其中$DeltaE_k$是動(dòng)能的變化，$W$是合外力所做的功。動(dòng)能定理描述系統(tǒng)機(jī)械能（動(dòng)能和勢能）在運(yùn)動(dòng)過程中的守恒性質(zhì)總結(jié)詞機(jī)械能守恒定律指出，在沒有外力做功或外力做功為零的情況下，系統(tǒng)的機(jī)械能保持不變。該定律適用于質(zhì)點(diǎn)系、剛體、彈性體等不同物理模型的運(yùn)動(dòng)過程。詳細(xì)描述$E_k+E_p=constant$，其中$E_k$是動(dòng)能，$E_p$是勢能。公式機(jī)械能守恒定律總結(jié)詞描述物體在碰撞過程中能量和動(dòng)量的變化規(guī)律詳細(xì)描述碰撞是物體之間相互作用的一種形式，其特點(diǎn)是作用時(shí)間極短、作用力極大。彈性碰撞是指碰撞過程中沒有能量損失的碰撞，系統(tǒng)動(dòng)量和能量在碰撞前后都保持守恒。非彈性碰撞過程中則會(huì)有能量損失，系統(tǒng)動(dòng)量和能量在碰撞前后不守恒。公式在彈性碰撞中，動(dòng)量和能量分別滿足$m_1v_1+m_2v_2=m_1v'_1+m_2v'_2$和$frac{1}{2}m_1v^2_1+frac{1}{2}m_2v^2_2=frac{1}{2}m_1v'^2_1+frac{1}{2}m_2v'^2_2$。碰撞和彈性碰撞05角動(dòng)量定理和角動(dòng)量守恒定律角動(dòng)量定理總結(jié)了質(zhì)點(diǎn)和剛體在力矩作用下的角動(dòng)量變化規(guī)律，即角動(dòng)量守恒定律。角動(dòng)量定理指出，對(duì)于一個(gè)質(zhì)點(diǎn)或剛體，其角動(dòng)量等于其轉(zhuǎn)動(dòng)慣量乘以角速度。當(dāng)質(zhì)點(diǎn)或剛體受到的力矩不為零時(shí)，其角動(dòng)量會(huì)發(fā)生變化，但角動(dòng)量守恒定律仍然成立。角動(dòng)量定理角動(dòng)量守恒定律是物理學(xué)中的基本定律之一，適用于不受外力矩作用的質(zhì)點(diǎn)和剛體。角動(dòng)量守恒定律指出，對(duì)于不受外力矩作用的質(zhì)點(diǎn)和剛體，其角動(dòng)量保持不變。當(dāng)質(zhì)點(diǎn)或剛體受到的力矩不為零時(shí)，其角動(dòng)量會(huì)發(fā)生變化，但角動(dòng)量守恒定律仍然成立。角動(dòng)量守恒定律在剛體的定軸轉(zhuǎn)動(dòng)和平面平行運(yùn)動(dòng)中，