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文檔簡介
1、我國艦艇發(fā)射遠程導彈實驗,主川基地神舟太空船發(fā)射,3.2質(zhì)點系統(tǒng)動量定理,質(zhì)點系統(tǒng):具有一定相互關系的質(zhì)點組成的系統(tǒng),復雜物體的運動不能用簡單的質(zhì)點模型處理,例如自轉(zhuǎn)的球,流體的運動,太陽系的運動等。牙齒時可以把它們看作是由很多質(zhì)點組成的系統(tǒng)。因此,在研究方法上,可以先掌握系統(tǒng)任意質(zhì)點的運動規(guī)律,然后根據(jù)相互關系推出演出系統(tǒng)的整體規(guī)律。(theorem of mome tum of a system of particles),1,粒子系統(tǒng)和動量定理,系統(tǒng)成員之間的相互作用稱為內(nèi)力。系統(tǒng)和環(huán)境之間的交互稱為外力(當然,系統(tǒng)內(nèi)的部分或部分粒子必須自己承擔)?,F(xiàn)在我們要考察的對象是系統(tǒng),系統(tǒng)外可以
2、說是環(huán)境。為了簡單的計算,考慮由兩個質(zhì)點m1,m2組成的系統(tǒng)。外力各有作用,同時兩個質(zhì)點之間有相互作用。(David aser,Northern Exposure(美國電視電視劇),simple),質(zhì)點1,質(zhì)點2,加上形式,(牛頓第三定律,內(nèi)力等大小,方向相反),系統(tǒng)的內(nèi)力成對出現(xiàn),因此系統(tǒng)的內(nèi)力向量為零。擴展到多粒子系統(tǒng),動量定理表達式如下:粒子系統(tǒng)總動量的增加等于作用于系統(tǒng)外力的刺激。也就是說,你可以在這里看到。一般來說,只有外力的作用才能改變粒子系統(tǒng)的總動量。如果內(nèi)力的存在改變外力,或者外力的發(fā)生和變化受到內(nèi)力的影響,約束的影響,內(nèi)力將影響粒子系統(tǒng)的動量,角動量的變化。質(zhì)點系統(tǒng)動量定理與
3、質(zhì)點的動量定理具有完全相同的形式。礦砂從輸送機A下降到B,速度為4m/s,方向為垂直和30度,B與水平成15度,速度為2m/s。傳送帶的運輸量為20千克/秒。追求:落在b上的礦砂所受的力。解釋:示例1*(自學用),解釋:例子2:當子彈通過第一個木塊時,兩個木塊的速度都是v1,子彈通過第二個木塊后,第二個木塊的速度為v2,考慮動量定理的意義,刺激僅由前兩個狀態(tài)決定。結合,結果。如圖所示,弦突然斷了,猴子以多大的加速度爬到對方桿上才能看起來不掉下來呢?(威廉莎士比亞,哈姆雷特),解釋:示例3:牛頓定律,坐標構建,力分析,猴子加載系統(tǒng),解決方案2是質(zhì)點系統(tǒng)動量定理,結果,分析,均勻鏈,長L,質(zhì)量M,
4、垂直升力從靜止狀態(tài)釋放,求出對地面的作用力。解決方案:示例4:構建坐標,將整個鏈作為系統(tǒng),整個鏈受到外力影響,地面部分的動量隨時將鏈分成兩部分,空中部分的動量是動量定理,坐標投影,0,所以,粒子系統(tǒng)的動量定理的微分形式,特別是在牙齒的情況下,這是動量守恒定律,孤立的動力學系統(tǒng)(系統(tǒng)不受外力影響)或外力為零的系統(tǒng),系統(tǒng)內(nèi)的粒子之間的動量可以更換。第二,應用動量守恒定律,動量守恒定律請注意以下幾點:將上述格式寫成組件。其中,x方向的分量是:那么:外力在x方向投影的對數(shù)為零,動量在x方向的分量守恒。內(nèi)力的存在僅改變系統(tǒng)內(nèi)動量的分配,系統(tǒng)的總動量不能改變。因此,系統(tǒng)動量是常數(shù),但每個粒子的動量仍然可以
5、變化。在碰撞、打擊、爆炸等相互作用時間很短的過程中,系統(tǒng)內(nèi)部的相互作用力比合力大小得多,因此經(jīng)常可以忽略外力,系統(tǒng)動量守恒幾乎成立。定律的速度必須是同一個慣性系的速度,動量等瞬間的動量之和。動量守恒是自然界普遍適用的物理定律,它比牛頓定律更基本。在微觀世界,牛頓定律不再適用,但動量守恒定律仍然是正確的。動量守恒定律只適用于慣性系。人和船的質(zhì)量分別是M和M,船長是L,如果人從船尾走到船東。以海岸為基準求船的位移。(初始瞬間人和船停止),解釋:例5:船的速度為U,船相對于海岸的速度為V,動量為:類似的轉(zhuǎn)移問題一起解決。牙齒結果與人的相對速度U無關。他只要完成船上的牙齒行走,船就是到地面的移動距離。
6、牙齒結果還暗示動量守恒定律是否是機械能(人,船之間的內(nèi)部摩擦),即動量傳輸?shù)氖睾?,不受運動形式和能量轉(zhuǎn)換的影響,動量守恒與否的標準,系統(tǒng)是否受到外力的影響。構建火箭模型:將火箭視為一個系統(tǒng),dt時間后,主體,噴出物,火箭系統(tǒng),3,系統(tǒng)內(nèi)質(zhì)量流動問題,T時間:t dt時間:質(zhì)點系動量定理:噴出物動量,主體動量M,T瞬間火箭體加速但是意義并不相同。在牛頓定律中,質(zhì)點的質(zhì)量不變!Michel方程描述了可變質(zhì)量運動。作用于火箭系統(tǒng)的外力F是恒定的,推力越大,火箭得到的加速度就越大。為了火箭發(fā)動機的勢頭。這要求噴氣速度VR牙齒大,排放速度大。例如,火箭的燃燒速度是理論上產(chǎn)生的推動力,噴出氣體的相對速度相
7、當于4000噸船舶所受的浮力!(阿爾伯特愛因斯坦,Northern Exposure(美國電視電視劇),在重力場中,靜止垂直上升的火箭的運行,解析:例6:假設火箭噴氣速度VR段為U,根據(jù)米其爾方程,方向為坐標正向,分離變量,事故測試問題:啊,考慮到空氣阻力因素,如果空氣阻力與速度的平方成正比:通常使用數(shù)值計算分析。質(zhì)量為M的火箭在遙遠的星際空間以速度V飛行。測試:速度與火箭體質(zhì)量的關系。解釋:例7:根據(jù)米歇爾方程,如果分離變量積分,宇宙飛船將根據(jù)太空中的牙齒原理,用離子火箭發(fā)動機控制飛行和調(diào)整姿勢。以飛行方向為坐標正向,另一種解決方法:通過質(zhì)點系的動量定理直接,在遙遠的星際空間中,火箭接收外力
8、和0。也就是說,如果要提高火箭系統(tǒng)動量守恒,定理:火箭的質(zhì)量比,短火箭的語速,可以使用兩種茄子方法。一是提高排放的相對速度。第二,增加火箭的質(zhì)量比?,F(xiàn)代高能推進劑(如液氧加壓素)的噴氣速度可達4.1公里/秒??紤]到火箭主體本身的結構和必要的載荷,火箭的質(zhì)量比增加是有限的。目前,短火箭的質(zhì)量比可以達到15。因此,在目前最好的情況下,固體火箭以靜止開始,可用的最終速度約為11km/s。使用多級火箭,實際上從地面發(fā)射時,火箭會受到地面重力和空氣阻力,因此最終速度可能達到7km/s左右。牙齒速度小于第一個宇宙速度(7.9公里/秒),因此,丹丹火箭不能將人工地球衛(wèi)星或其他宇宙飛船送入地球軌道。由于技術原
9、因,多級火箭一般是3級。N1=16;Vr=2.9 km/s:N2=14;Vr=4km/s,n3=12Vr=4km/s,結束速度的理論值為28km/s。同樣,由于重力和空氣阻力,實際最終速度值要小得多。例如:發(fā)射阿波羅登月飛船的土星5號,起飛質(zhì)量2800噸,高度85米。我國長征二號E火箭的總長度為49.68米,直徑為3.35米??偲痫w重量為461噸,起飛推力,近地軌道承載能力達9.5噸。1 .配對2。衛(wèi)星3。衛(wèi)星支架(衛(wèi)星分配器)4?;鸺Ъ?。ETS固體發(fā)動機6。儀表室7。二次氧化劑箱8??蛑g的部分9。二次燃燒劑箱10。層之間的段11。二級游泳引擎12。第二主要段落18。一段引擎19。助推器
10、引擎20。增壓燃燒劑箱21。框之間的部分22。增壓氧化劑箱23。助推器端蓋、衛(wèi)星支架(衛(wèi)星分配器)、長征二號E、長征二號F運載火箭以兩捆長火箭為基礎,根據(jù)神舟載人飛船發(fā)射的要求,在火箭上設置了脫逸塔,是目前我國所有運載火箭中起飛質(zhì)量最大、長度最長的火箭。將自由落體鏈問題,空中部分視為主體,重新求解。解釋:例8:米歇爾方程,再把靜止部分的作用力,落鏈問題,地面部分視為主體,然后再解。解釋:例9:米歇爾方程,煤卡車(24噸)在水平公路上以2米/秒的超速度滑行,供給車與卡車一起以1.9米/秒的速度前進,以200公斤/秒的泄漏率裝載車。追求:裝載煤炭的30s后卡車的行進速度。解釋:示例10:米歇爾方程
11、,卡車主體,與V方向相反的阻力,分離變量,積分,獲得,所以,1。質(zhì)心、質(zhì)點系統(tǒng)的動量和動量定理繼續(xù)分析:質(zhì)點系統(tǒng)的動量質(zhì)量連續(xù)分布的系統(tǒng)的質(zhì)心位置,質(zhì)心的位向量表達式可以在直角坐標系中用作分量。質(zhì)心可能不在系統(tǒng)的任何質(zhì)點上。這是上面定義的物理量。David aser,Northern Exposure(美國電視電視劇,質(zhì)量)我們在這里看到的第一件事,可能是有用的物理量,不等于實際的東西。這種抽象性質(zhì)的物理量在以后的物理學習中會遇到越來越多的。質(zhì)心的速度,質(zhì)心的加速度,這很有趣。粒子系統(tǒng)的動量可能等于位于質(zhì)心的粒子的動量。繼續(xù)前的推理分析:你可以沿牙齒線索自然思考:也許我們真的可以用對質(zhì)心運動的
12、描述來代替對質(zhì)點系整體運動的研究。大衛(wèi)亞設,美國電視電視劇)如果是這樣,那就很方便了。通過粒子系統(tǒng)的動量定理與牛頓定律進行比較??梢悦麨橘|(zhì)心運動定律,所以我們可以得出這樣的結論:無論這些粒子(剛體、星云或其他什么)的復雜結構如何,多粒子系統(tǒng)中有多個外力,我們總能找到這些力的合力。把這樣的粒子看作一個質(zhì)量m的整體,整個體系的質(zhì)量可以看作是集中在質(zhì)心的牙齒點,將外力加起來,加速牙齒點。(威廉莎士比亞,質(zhì)量,質(zhì)量,質(zhì)量,質(zhì)量,質(zhì)量,質(zhì)量),質(zhì)心運動的規(guī)律很有用。如果不考慮每個粒子運動的細節(jié),只考慮系統(tǒng)的質(zhì)心運動,那么其動力學方程與單個粒子的動力學方程完全相同。例如,圍繞地球太陽的運動可以視為質(zhì)點。地球內(nèi)部有多種相互作用,但只需考慮外力太陽重力的作用。例如,當炮彈在飛行軌道上爆炸時,其碎片向四面八方散開。炮彈爆炸的爆發(fā)力是內(nèi)力。內(nèi)力可以改變構成炮彈的每一片的動量,但不能改變炮彈的總動量,不能改變質(zhì)心的運動。無論炮彈的子彈飛向哪里,作為所有子彈的質(zhì)心,受到的外力仍然是重力,所以爆炸后,質(zhì)心仍然按照原來的拋物線軌道運行。質(zhì)心仍然是拋物線運動,運動員跳水,球棒投擲,質(zhì)心運動規(guī)律的有趣之處在物理學發(fā)展過程中起著非常重要的作用。牛頓定律表明有這樣獨特的性質(zhì)。、等,它使
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