质心与质心运动定理课件_第1页
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文档简介

质心与质心运动定理关于动量定理的回顾动量定理的微分式:

出发点:牛顿第二定律特例1.单个质点的动量定理动量定理的积分式:定义冲量:2.质点系的动量定理对两物体系统:m1

m2分别对m1,m2应用动量定理相加:

m2:m1:推广:n个物体组成的系统,仍然有当且对质点系而言,空间总存在一点C(质心):一、质心与质心运动定理其中1.质心的计算

以两质点系统为例O即 称作质心运动定理其中质心加权平均值推广:对n个质点组成的系统质点组:连续分布:质心位置的计算(直角系中的分量式):(1)质心的位矢并不是各个质点的位矢的几何平均值,而是它们的加权平均值.质心的性质只有在系统运动与外力的关系中才体现出来.因此,质心并不是一个几何学或运动学概念,而是一个动力学概念.(2)体系质心的坐标与坐标的选取有关,但质心与体系内各个质点(质元)的相对位置与坐标的选取无关.说明:(3)质量均匀的规则物体的质心在几何中心(4)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。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。2.质心运动定理COXY抛手榴弹的过程:质心的速度:二、质心系质心的加速度:

质心系(动量中心系,零动量系)质心参考系的坐标原点在质心,在质心系中,vc/=0,Pc/=0相对于质心系,质点系的总动量为零,所以又叫零动量系质心的动量:就是系统的总动量说明:(1)系统的动量守恒和质心保持匀速直线运动等效;在质心系,即质心速度不变;(2)质心系的优点在于它具有最大的对称性例1:一质量m1=50kg的人站在一条质量为m2=200kg,长度l=4m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cb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速度不变。又因为原来质心静止,所以在人走动过程中质心始终静止,因而质心的坐标值不变。l-dd例:长为l总质量为m的柔软绳索放在水平台面上,用手将绳索的一端以恒定速率v0向上提起,求当提起高度为x时手的提力(x<l

)。xdxox两项的意义很明显解法一:利用单个物体的动量定理以dt时间内上升(由静止变为运动)的绳索为研究对象,忽略重力和地面的支持力由单个物体的动量定理xdxoxxdxox解法二:利用物体系的动量定理

以整条绳子为研究对象

设t时刻提起x时,体系的总动量为在时刻,提起x+dx,体系的总

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