《動(dòng)力學(xué)原理回顧》課件

《動(dòng)力學(xué)原理回顧》本課件旨在回顧動(dòng)力學(xué)的基本原理，為后續(xù)學(xué)習(xí)打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。課程背景和目標(biāo)動(dòng)力學(xué)是物理學(xué)的重要分支，研究物體運(yùn)動(dòng)及其原因。通過(guò)本課件，學(xué)生可以掌握動(dòng)力學(xué)的基本概念和定律，并能應(yīng)用這些知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題?；A(chǔ)力學(xué)知識(shí)回顧1運(yùn)動(dòng)學(xué)描述物體的運(yùn)動(dòng)，不考慮其運(yùn)動(dòng)的原因。2動(dòng)力學(xué)研究物體運(yùn)動(dòng)的原因，即力的作用。3能量學(xué)研究能量守恒定律及在不同形式之間的轉(zhuǎn)化。牛頓第一定律慣性定律物體在不受外力作用時(shí)，將保持靜止?fàn)顟B(tài)或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。慣性質(zhì)量物體抵抗運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變的程度，反映了物體對(duì)力的響應(yīng)。牛頓第二定律1加速度物體速度變化率，受力決定。2質(zhì)量物體慣性大小，抵抗加速度。3合外力多個(gè)力的矢量和，決定加速度。牛頓第三定律1作用力一個(gè)物體對(duì)另一個(gè)物體的力。2反作用力另一個(gè)物體對(duì)第一個(gè)物體的力。3大小相等，方向相反作用力和反作用力總是成對(duì)出現(xiàn)。力和質(zhì)量的關(guān)系F力改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的量。m質(zhì)量物體抵抗運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變的量。a加速度物體速度的變化率。速度和加速度的定義速度物體位移變化率，描述物體運(yùn)動(dòng)快慢和方向。加速度物體速度變化率，描述物體運(yùn)動(dòng)速度變化快慢和方向。直線運(yùn)動(dòng)的基本規(guī)律勻速直線運(yùn)動(dòng)速度大小和方向均不變的運(yùn)動(dòng)。勻加速直線運(yùn)動(dòng)加速度大小和方向均不變的運(yùn)動(dòng)。平面運(yùn)動(dòng)的基本規(guī)律1拋射運(yùn)動(dòng)物體在重力作用下的曲線運(yùn)動(dòng)，可分解為水平和豎直方向的運(yùn)動(dòng)。2圓周運(yùn)動(dòng)物體沿圓周軌跡運(yùn)動(dòng)，速度方向不斷改變，產(chǎn)生向心加速度。3簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)物體在回復(fù)力作用下的周期性運(yùn)動(dòng)，如彈簧振子。剛體運(yùn)動(dòng)的描述平移運(yùn)動(dòng)剛體上所有點(diǎn)以相同速度運(yùn)動(dòng)，無(wú)旋轉(zhuǎn)。旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)剛體繞固定軸運(yùn)動(dòng)，每個(gè)點(diǎn)速度不同，但角速度相同。一般運(yùn)動(dòng)既有平移，也有旋轉(zhuǎn)。線性動(dòng)量及其保守定律線性動(dòng)量描述物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的物理量，等于質(zhì)量乘以速度。動(dòng)量守恒定律在一個(gè)封閉系統(tǒng)中，系統(tǒng)總動(dòng)量保持不變。角動(dòng)量及其保守定律功和能量的基本概念功力作用在物體上，使物體位移，力做的功等于力的大小乘以位移的大小乘以力與位移的夾角的余弦。能量物體做功的能力，能量的形式多種多樣，如動(dòng)能、勢(shì)能、熱能等。功和功率的關(guān)系W功率單位時(shí)間內(nèi)完成的功，等于功除以時(shí)間。E能量物體做功的能力，能量的形式多種多樣，如動(dòng)能、勢(shì)能、熱能等。t時(shí)間物體做功所用的時(shí)間。動(dòng)能定理動(dòng)能物體由于運(yùn)動(dòng)而具有的能量，等于質(zhì)量乘以速度的平方除以2。合外力做功等于物體動(dòng)能的變化量。勢(shì)能和機(jī)械能重力勢(shì)能物體由于位置而具有的能量，等于質(zhì)量乘以重力加速度乘以高度。彈性勢(shì)能物體由于形變而具有的能量，等于彈簧勁度系數(shù)乘以形變的平方除以2。機(jī)械能守恒定律1機(jī)械能物體動(dòng)能和勢(shì)能的總和，在無(wú)能量損失的情況下，機(jī)械能守恒。2保守力做功與路徑無(wú)關(guān)，如重力、彈力。3非保守力做功與路徑相關(guān)，如摩擦力。碰撞過(guò)程分析碰撞物體在短時(shí)間內(nèi)發(fā)生相互作用，動(dòng)量和能量發(fā)生改變。動(dòng)量守恒系統(tǒng)總動(dòng)量保持不變，但不一定守恒。能量守恒能量總和保持不變，但可能轉(zhuǎn)化為其他形式。非彈性碰撞動(dòng)能損失碰撞后，系統(tǒng)動(dòng)能減少，轉(zhuǎn)化為其他形式能量。能量轉(zhuǎn)化動(dòng)能損失可能轉(zhuǎn)化為熱能、聲能等。彈性碰撞多粒子系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)質(zhì)心系統(tǒng)中所有粒子的質(zhì)量中心，描述系統(tǒng)整體運(yùn)動(dòng)。動(dòng)量定理系統(tǒng)動(dòng)量變化等于外力對(duì)系統(tǒng)的沖量。能量守恒定律系統(tǒng)總能量保持不變，但可能轉(zhuǎn)化為其他形式。質(zhì)心坐標(biāo)系及其應(yīng)用質(zhì)心坐標(biāo)系以系統(tǒng)質(zhì)心為原點(diǎn)的坐標(biāo)系，簡(jiǎn)化多粒子系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)分析。應(yīng)用描述行星運(yùn)動(dòng)、火箭發(fā)射、衛(wèi)星運(yùn)行等問(wèn)題。相對(duì)論運(yùn)動(dòng)學(xué)狹義相對(duì)論建立在光速不變?cè)砗拖鄬?duì)性原理基礎(chǔ)上，描述高速運(yùn)動(dòng)物體時(shí)空性質(zhì)。時(shí)間膨脹運(yùn)動(dòng)物體的時(shí)間變慢，相對(duì)靜止觀察者而言。長(zhǎng)度收縮運(yùn)動(dòng)物體在運(yùn)動(dòng)方向上的長(zhǎng)度縮短，相對(duì)靜止觀察者而言。相對(duì)論動(dòng)力學(xué)能量-動(dòng)量關(guān)系能量和動(dòng)量不再獨(dú)立，而是通過(guò)一個(gè)公式聯(lián)系起來(lái)。質(zhì)量-能量關(guān)系質(zhì)量和能量可以相互轉(zhuǎn)化，體現(xiàn)了能量守恒定律。廣義相對(duì)論引力場(chǎng)時(shí)空彎曲，引力不是力，而是時(shí)空彎曲的表現(xiàn)。宇宙學(xué)研究宇宙的起源、演化和結(jié)構(gòu)，解釋宇宙加速膨脹現(xiàn)象?？偨Y(jié)與展望1動(dòng)力學(xué)研究物體運(yùn)動(dòng)及其原因，是物理學(xué)的重要分支。2應(yīng)用廣泛應(yīng)用于機(jī)械、航空航天、材料科學(xué)等領(lǐng)域。3展望未來(lái)將繼續(xù)研究更復(fù)雜、更精細(xì)的動(dòng)力學(xué)問(wèn)題。課后思考題1慣性參考系什么是慣性參考系？如何判斷一個(gè)參考系是否為慣性參考系？2動(dòng)