普通物理学第七版 第二章ppt课件.ppt
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1、运动的守恒量和守恒定律,第二章,教学基本要求,一 掌握功的概念,能计算变力的功,掌握质点的动能定理和动量定理,理解质点系的内力和外力,了解质心概念和质心运动定理.,二掌握机械能守恒定律及其适用条件,质点系的功能原理,理解保守力作功的特点及势能的概念.,三理解动量、冲量概念,掌握动量守恒定理及其适用条件,理解碰撞和力的成因.,四掌握质点的角动量守恒定律及其适用条件.,N个质点组成的系统-研究对象称为质点系。,内力:系统内部各质点间的相互作用力,特点:成对出现;大小相等方向相反,结论:质点系的内力之和为零,2-1 质点系的内力和外力 质心 质心运动定理,外力:系统外部对质点系内部质点的作用力,约定
2、:系统内任一质点受力之和写成,一、质点系的内力和外力,二、质心,抛手榴弹的过程,质点系的质量中心,简称质心。具有长度的量纲,描述与质点系有关的某一空间点的位置。,质心运动反映了质点系的整体运动趋势。,对于N个质点组成的质点系:,直角坐标系中,直角坐标系下,面分布,体分布,线分布,对于质量连续分布的物体,注意:,质心的位矢与参考系的选取有关。,刚体的质心相对自身位置确定不变。,质量均匀的规则物体的质心在几何中心。,质心与重心不一样,物体尺寸不十分大时,质心与重心位置重合。,设有一个质点系,由 个质点组成,它的质心的位矢是:,质心的速度为,三、质心运动定理,质心的加速度为,由牛顿第二定律得,对于内
3、力,质心运动定理,表明:不管物体的质量如何分布,也不管外力作用在物体的什么位置上,质心的运动就象是物体的质量全部都集中于此,而且所有外力也都集中作用其上的一个质点的运动一样。,例题 一段均匀铁丝弯成半圆形,其半径为R,求此半圆形铁丝的质心。,任取一小段铁丝,其长度为dl,质量为dm,以表示铁丝的线密度,解:建立如图坐标系。,例 一质量 的人站在一条质量为,长度 的船的船头上。开始时船静止,试求当人走到船尾时船移动的距离。(假定水的阻力不计。),解:,设 表示船本身的质心,当人站在船的左端时,当人站在船的右端时,对船和人这一系统,在水平方向上不受外力,因而在水平方向的质心不变。,22 动量定理
4、动量守恒定律,一、冲量,恒力的冲量,在时间t1t2间隔内,力F是变化的求t1t2时间间隔内的总冲量,将区间t1t2分成无穷多小段;,取其中一小段dt,这一小段内力的冲量,变力的冲量,冲力与时间的关系,t1t2的总冲量为上式的积分,S,其大小等于图上面积S,质点动量定理:物体在运动过程中所受合外力的冲量,等于该物体动量的增量。,二、动量定理,2、方向,注意:,1、某方向上的冲量只改变该方向上的动量而不改变与它垂直方向上的动量,3、对于碰撞、冲击等问题,可由作用效果估算平均冲力,4、仅适用于惯性系,v应相对于同一惯性系,例 动量定理解释了“逆风行舟”,取一小块风dm为研究对象,风对帆的冲量大小,方
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