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大学物理课课件第2章质点动力学质点动力学的基本概念质点的运动质点的动力学方程质点动力学中的力质点动力学中的能量contents目录质点动力学的基本概念01质点和质点系质点在研究物体运动时，如果忽略其形状和大小，只考虑其位置和质量的点，称为质点。质点系由两个或两个以上的质点组成的系统，称为质点系。一个物体在没有任何外力作用的情况下，将保持静止状态或匀速直线运动状态。物体的加速度与作用在物体上的合外力成正比，与物体的质量成反比。牛顿第一定律和第二定律牛顿第二定律牛顿第一定律牛顿第三定律牛顿第三定律：作用力和反作用力总是大小相等、方向相反、作用在同一条直线上。质点的运动02质点的直线运动匀速直线运动匀加速直线运动匀减速直线运动质点沿直线运动，速度随时间均匀增加。质点沿直线运动，速度随时间均匀减小。质点沿直线运动，速度大小和方向都不改变。质点围绕一个固定点做圆周运动。圆周运动质点做抛物线轨迹运动，如投篮时的篮球。抛物线运动质点做椭圆轨迹运动，如行星绕太阳的运动。椭圆运动质点的曲线运动描述一个质点相对于另一个质点的运动速度。相对速度相对加速度相对角速度描述一个质点相对于另一个质点的运动加速度。描述一个旋转物体相对于另一个旋转物体的旋转速度。030201相对运动质点的动力学方程03123牛顿第二定律是描述物体运动状态变化与作用力之间关系的定律，即F=ma。定义适用于任何具有质量的物体，包括质点。应用场景当一个物体在重力作用下自由下落时，其加速度为g，根据牛顿第二定律，重力F=ma=mg，其中m为物体的质量。实例分析牛顿第二定律的应用应用场景适用于任何具有质量的物体，包括质点。实例分析当一个物体在恒力作用下做匀加速直线运动时，其动量变化量等于力与时间的乘积。定义动量定理描述了力的作用时间对动量的影响，即FΔt=mv2-mv1。质点的动量定理和动量守恒定律定义角动量定理描述了力矩的作用时间对角动量的影响，即MΔt=L2-L1。应用场景适用于任何具有质量的物体，包括质点。实例分析当一个物体绕固定点旋转时，其角动量变化量等于力矩与时间的乘积。质点的角动量定理和角动量守恒定律030201质点动力学中的力04宏观低速牛顿力学适用于描述宏观低速物体的运动规律，对于高速或微观粒子，需要使用相对论或量子力学。理想化模型牛顿力学基于质点、刚体等理想化模型，忽略物体形状、大小、内部结构等细节，只关注其质点和运动状态。绝对时空观牛顿力学采用绝对时空观，认为时间和空间是绝对的，与物体运动状态无关。牛顿力学的适用范围03作用力与反作用力牛顿第三定律指出，作用力和反作用力大小相等、方向相反、作用在不同物体上。01保守力保守力做功与路径无关，只与初末位置有关，如重力、弹性力等。02非保守力非保守力做功与路径有关，如摩擦力、空气阻力等。力的种类和性质力的平行四边形法则两个力合成时，遵循平行四边形法则，即两个力和其合力的关系的平行四边形。力的三角形法则一个力可以分解为两个分力，分力与合力组成的三角形称为力的三角形。正交分解法将力分解到相互垂直的两个方向上，便于计算和简化问题。力的合成与分解质点动力学中的能量05动能物体由于运动而具有的能量，计算公式为$E_k=frac{1}{2}mv^2$，其中$m$是质量，$v$是速度。势能物体由于位置或高度而具有的能量，常见的势能形式包括重力势能、弹性势能等。动能与势能在只有重力或弹力做功的情况下，物体的动能和势能之和保持不变。机械能守恒定律如自由落体运动、弹簧振子等。应用场景机械能守恒定律能量