质点系的动量守恒定律课件.ppt
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1、1,下午9时16分33秒,山东农业大学应用物理系,1,二、理解动量、冲量概念。掌握动量定理和动量守恒定律.,三、掌握动能定理、能量守恒定律,掌握运用守恒定律分析问题的思想和方法.,教学基本要求,一、掌握用牛顿第二定律解决具体问题的方法。特别是针对变力问题。,第二章 质点动力学,质 点 动 力 学,2,下午9时16分33秒,山东农业大学应用物理系,2,第一节 牛顿运动定律及其应用,任何质点都保持静止或匀速直线运动的状态,直到其它物体作用的力迫使它改变这种状态为止。,惯性 质点不受力时保持静止或匀速直线运动状态的的性质,其大小用质量量度。,力 使质点改变运动状态的原因。,一、牛顿第一定律,惯性系
2、第一定律在其中成立的参考系。,质点处于静止或匀速直线运动状态时:,(静力学基本方程),牛顿第一定律,3,下午9时16分33秒,山东农业大学应用物理系,3,二、牛顿第二定律,某时刻质点动量()对时间的变化率正比于该时刻作用在质点上所有力的合力。,牛顿第二定律,4,下午9时16分33秒,山东农业大学应用物理系,4,取国际单位,使 k=1,则有,当物体的质量不随时间变化时(宏观低速运动),牛顿第二定律,力,刑之所奋也-墨经,5,下午9时16分33秒,山东农业大学应用物理系,5,直角坐标系中(宏观低速):,分量式:,牛顿第二定律,6,下午9时16分33秒,山东农业大学应用物理系,6,(1)第二定律说明
3、力的瞬时效应。力和加速度同时产生,同时变化,同时消失,无先后之分。(2)应理解为合外力,满足叠加原理。当几个外力同时作用于物体时,其合外力所产生的加速度与每一个外力所产生的加速度的矢量和是一样的,注意,牛顿第二定律,7,下午9时16分33秒,山东农业大学应用物理系,7,(3)自然坐标系下:,牛顿第二定律,(4)惯性质量,注意,牛顿第二定律公式中的质量称为惯性质量,它是物体惯性的量度,用惯性秤可以确定物体的惯性质量。,8,下午9时16分33秒,山东农业大学应用物理系,8,数学表达式:,B,A,三、牛顿第三定律,牛顿第三定律,9,下午9时16分33秒,山东农业大学应用物理系,9,1.物体之间的作用
4、力是相互的。作用力和反作用力总是成对出现,同时存在,同时消失。,2.作用力和反作用力分别作用在两个物体上,不能抵消。,3.作用力和反作用力属于同种性质的力。,注意,牛顿第三定律,10,下午9时16分33秒,山东农业大学应用物理系,10,二、力学中常见的几种力,1.弹力,形变的物体要恢复形变而对与它接触的物体会产生力的作用,这种力叫弹性力。,F1,F2,T1,T2,张力,1)正压力,3)拉力,2)弹簧的弹力,胡克定律:在弹性限度内,弹力和形变成正比。,11,下午9时16分33秒,山东农业大学应用物理系,11,2.摩擦力,相互接触的两个物体,处于相对静止但有相对运动趋势时,接触面之间会产生一对阻碍
5、相对运动趋势的力,称为静摩擦力。,1)静摩擦力,两物体相互接触,并有相对滑动时,两物体接触面之间出现的相互作用的摩擦力,称为滑动摩擦力。,(为滑动摩擦系数),静摩擦力总是随着外力发生变化。,最大静摩擦力:,2)滑动摩擦力,摩 擦 力,12,2.方向,1.大小,B,A,思考:静摩擦系数总是大于滑动摩擦系数,讨论,摩 擦 力,下午9时16分33秒,12,13,下午9时16分33秒,山东农业大学应用物理系,13,3.黏滞力,当物体穿过液体或气体运动时,会受到流体阻力,该阻力与运动物体速度方向相反,大小随速度变化。,(1)当物体速度不太大时,流体阻力与物体速率成正比。,(2)当物体穿过流体的速率超过某
6、限度时(低于声速),流体出现旋涡,这时流体阻力与物体速率的平方成正比。,黏 滞 力,14,黏 滞 力,(3)终极速率(terminal speed)又称为收尾速率,由此可得终极速率为,应用:密立根油滴实验;粘滞系数测定实验等,14,下午9时16分33秒,15,下午9时16分33秒,山东农业大学应用物理系,15,4.万有引力,存在于任何两个物质质点之间的吸引力。,引力的大小与它们的质量的乘积成正比,和它们的距离的平方成反比。,16,物体所处的地理纬度角,2.重力:,1.万有引力公式只适用于两质点.,注意,下午9时16分33秒,16,17,一只可爱的熊掉进了一个洞里,熊下坠2秒到底,下坠路程20m
7、。问:这只可爱的熊是什么颜色?,【综合题】,思考:1吨铁与1吨木头,质量相等吗?,17,下午9时16分33秒,18,下午9时16分33秒,山东农业大学应用物理系,18,如图所示,一质点m 旁边放一长度为L、质量为M 的杆,杆离质点近端距离为l,解:,例,当 l L 时,将杆分成许多质元,质点与质量元间的万有引力大小为,,杆与质点间的万有引力大小为,若:,18,19,下午9时16分33秒,19,三、牛顿运动定律的应用,(1)凡是牛顿运动定律成立的参考系称为惯性系。,(3)相对于一惯性系作匀速直线运动的参照系都是惯性系。,(2)在地面上,牛顿运动定律是相当精确的定律,通常取地面参照系为惯性参照系。
8、,牛顿运动定律的适用范围,低速 宏观,说明:,物体的高速运动遵循相对论力学的规律;微观粒子的运动遵循量子力学的规律。,20,下午9时16分33秒,山东农业大学应用物理系,20,已知运动状态,求质点受到的合力,1.微分问题,例,解:,求:物体受到的力?,已知一物体的质量为 m,运动方程为,21,下午9时16分33秒,山东农业大学应用物理系,21,例题2-1 物体在黏滞流体中的运动。质量为m的小球在重力G(mg)、浮力F0、阻力f=kv(其中k是一个比例常数,它与小球的尺寸、材料与流体的黏度有关,而v是小球的运动速度)的作用下竖直下降。试求小球的速度、位置随时间变化的关系式。,解:该题为已知力求运
9、动。以小球m为研究对象,画出受力图,并以小球运动直线为x轴,取其一点为原点O,如图(a)所示。由牛顿定律可写出,2.积分问题,已知质点受到的合力F,求运动状态.,22,下午9时16分33秒,山东农业大学应用物理系,22,将上式分离变量,改写为,若小球由静止开始加速,则 时,,对上式取定积分得,分量式,23,下午9时16分33秒,山东农业大学应用物理系,23,积分得,由此解出小球的速度,利用dx=vdt,对上式再次积分可得小球的位移为,其中,x0是小球的初位置。,24,下午9时16分33秒,山东农业大学应用物理系,24,第二节 动量定理和动量守恒定律,一、冲量与动量定理,动量,动量定理:运动过程
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- 质点 动量 守恒定律 课件
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