《质系动量定理》PPT课件.ppt

作业：71737576,第7章第1节,质系动量定理,如果F是时间的函数,如果F是位置的函数,动量,动能,因此，动量、动能是系统运动的某种度量,质系运动时，系统中的所有质点在每一瞬时都具有各自的动量。质系中所有质点动量的主矢量，称为质系的动量。,质系的动量,根据质系质心的公式,系统的动量，等于系统的质量乘以其质心的速度,对于质点,对于质系,质系动量定理,质系的动量对时间的一阶导数，等于作用在这一质系上的外力主矢量质系动量定理。,质系动量定理的投影形式,固结于惯性参考系的坐标系Oxyz,思考：系列公式是否成立？,实例分析,人骑自行车在水平路面上由静止出发开始前进。是什么力使它有向前运动的速度？,人蹬自行车的力是内力，内力不能改变整个质系的动量。但内力可改变质系中部分质点的动量。关于这一问题的进一步解释，可在学过动能定理后再讨论。,是摩擦力使自行车前进，而不是人蹬自行车的力！,实例分析,在吹牛大王历险记中，吹牛大王说：他可以拉自己的头发，把自己从泥潭中拔出来。,拉头发的力是内力，内力不能改变整个质系的动量。但内力可改变质系中部分质点的动量把头发拔出来！,质心运动定理,质系的质量与质心加速度的乘积等于作用于质系上外力系的主矢量 质心运动定理,质心运动定理揭示了动量定理的实质：,质系质心运动状态的变化仅仅确定于外力主矢。,对于质点：牛顿第二定律，描述单个质点运动与力之间的关系,对于质点系：质心运动定理，描述质点系整体运动与力之间的关系,质心运动定理,在研究质心的运动时，可以将质系的质量及所受的外力均集中到质心而研究质点的运动。,质系动量守恒定理,质点系动量守恒,质心运动守恒,C1、C2 均为常矢量，由初始条件确定。,实例分析,太空中拔河，谁胜谁负？,系统不受外力作用，所以动量守恒,不分胜负！,初始时刻,任意时刻,实例分析,跳水运动员在空中运动，其质心,质心作抛物线运动,实例分析,炮弹在空中爆炸,第一块炮弹碎片落地前和落地后质心的运动轨迹？,美国“挑战者号”升空爆炸（1986-1-28,第10次飞行）,实例分析,几点启发：动量定理贯穿在所有的物理事件中，关键是你能否注意到。几个例子：电影演员能否在空中飞来飞去？能否如此登月,质量分别为mA和mB的两个物块A和B，用刚度系数为k的弹簧联结。B块放在地面上，静止时A块位于O位置。如将A块压下，使其具有初位移X0，此后突然松开，如所示。求地面对B块的约束力NB。又X0多大时，B块将跳起？,例1,解：,取系统为研究对象，画受力图。,系统的动量为,块A作简谐振动，初始条件为,所以,质系动量定理,B块跳起的条件为NB=0，即,通过这个例题，你是否明白：为什么在起跳前，你必须先曲膝盖？什么是简化的物理模型？如何从受力的角度解释起跳？,例2,椭圆摆由质量为mA的滑块A和质量为mB的单摆B构成。滑块可沿光滑水平面滑动，AB杆长为l，质量不计。试建立系统的运动微分方程，并求水平面对滑块A的约束力。,解：,取x和 为广义坐标,取单摆B为研究对象,例3,所示的电动机用螺栓固定在刚性基础上。设其外壳和定子的总质量为m1，质心位于转子转轴的中心O1；转子质量为m2，由于制造或安装时的偏差，转子质心O2不在转轴中心上，偏心距O1O2=e，已知转子以等角速 转动。试求电动机机座的约束力。,e,解：,由质系动量定理有：,支座的约束力为：,动约束力与 2平方成正比。工程上常在电动机和基础之间安装具有弹性和阻尼的橡胶垫以减小基础的动反力，这种方法称为隔振。,建立坐标系O1xy，画受力图,为何没求M？,若上例中电动机没有用螺栓固定，各处摩擦不计，初始时电动机静止。试求：1.转子以匀角速 转动时电动机外壳在水平方向的运动方程；2.电动机跳起的最小角速度。,例4,解,(1).电动机外壳在水平方向的运动方程,由xC(0)=xC(t)：,由此可见，当转子偏心的电动机未用螺栓固定时，将在水平面上作往复运动,xC（0）=L,(2).电动机起跳条件,Fy=0,应用质心运动定理：,因此机座的约束力为：,由Fy=0，推出电动机起跳的最小角速度,