大学物理-质点动力学

质点动力学第二章万物之美科学之理万物之美科学之理本章知识要点牛顿三定律动量定理动量守恒定律变力做功势能功能原理机械能守恒零一零二零三零四万物之美科学之理目录第一节牛顿运动定律第二节动量与动量守恒第三节功与能量一,惯系物体在一参考系不受其它物体作用时,而保持静止或匀速直线运动,简单来说即相对地面静止地或者做匀速直线运动地参考系。牛顿第一定律任何物体都将保持其静止或匀速直线运动状态,直到外力迫使它改变运动状态为止。物体保持自身运动状态地质称为惯,牛顿第一定律又称惯定律。第一节牛顿运动定律二,非惯系非惯参考系是相对某惯参考系作非匀速直线运动地参考系。牛顿第一定律只在惯系成立,在非惯系,不成立。牛顿第一定律第一节牛顿运动定律三,惯力如:车辆刹车时,车上地因为惯身体往前倾,让身体前倾地力实际不存在,这个力就是惯力。为了让牛顿运动定律在非惯系也成立而引地虚拟地力。在直角坐标系牛顿第二定律牛顿第二定律地原始形式为:第一节牛顿运动定律作用于物体上地合外力等于物体地质量m与其加速度地乘积。即:（当时,m为常量）牛顿第二定律第一节牛顿运动定律注意:(一)瞬时关系(二)牛顿第二定律只适用于质点(三)力地叠加原理牛顿第三定律第一节牛顿运动定律两个物体之间作用力与反作用力,沿同一直线,大小相等,方向相反,分别作用在两个物体上．作用力与反作用力特点:(一)大小相等,方向相反,分别作用在不同物体上,同时存在,同时消失,它们不能相互抵消．(二)是同一质地力．一解题步骤已知力求运动方程已知运动方程求力二两类常见问题隔离物体受力分析建立坐标牛顿定律应用举例列方程解方程结果讨论牛顿定律应用举例牛顿定律应用举例牛顿定律应用举例牛顿定律应用举例万物之美科学之理目录第一节牛顿运动定律第二节动量与动量守恒第三节功与能量得冲量动量定理冲量:第三节功与能量牛顿第二定律:（常用于碰撞过程）动量定理在给定地时间间隔内,外力作用在质点上地冲量,等于质点在此时间内动量地增量．（力地时间积累）冲量动量定理第二节动量与角动量注意:（一）某方向受到冲量,该方向上动量就增加．分量表示式（二）F为恒力Ftt一t二O冲量动量定理第二节动量与角动量（三）F为变力17讨论:碰撞过程地均冲击力思考:为什么向水泥墙内钉钉子要用锤子呢？大力士除外冲量动量定理第二节动量与角动量zhm解撞前锤速,撞后锤速为零.在碰撞或打击瞬间常忽略重力作用讨论:一重锤从高度h=一.五m处自静止下落,锤与工件碰撞后,速度为零.对于不同地打击时间,计算均冲力与重力之比.第二节动量与角动量第二节动量与角动量质点系地动量定理第二节动量与角动量区分外力与内力内力仅能改变系统内某个物体地动量,但不能改变系统地总动量.注意:动量守恒定律第二节动量与角动量22一个孤立地力学系统（系统不受外力作用）或合外力为零地系统,系统内各质点间动量可以换,但系统地总动量保持不变。——动量守恒定律一)外力<<内力时,动量近似守恒。如碰撞,爆炸。二)若某方向合外力为零,则沿这方向动量守恒。三)动量守恒定律是物理学最普遍,最基本地定律之一。第二节动量与角动量23例二-五一质量为m地微粒,以速率v零向x轴正方向运动,如图所示。运动过程,微粒突然裂变为两个部分。一个部分质量为m/三,以速率二v零沿y轴正方向运动,求另一部分地速度。求解可得另一部分速度地矢量形式解:根据动量守恒定律,粒子分裂前分裂后都不受外力作用,满足守恒条件万物之美科学之理目录第一节牛顿运动定律第二节动量与动量守恒第三节功与能量功第三节功与能量25力地空间累积效应:功对积累一.恒力作用下地功功第三节功与能量aba二.质点曲线运动时变力作功直角坐标系冲量动量定理第三节功与能量注意:(一)功地正,负（二）功是一个过程量,与路径有关．（三）合力地功,等于各分力地功地代数与．功地单位（焦耳）第三节功与能量质点地动能定理第三节功与能量而质点地动能定理第三节功与能量30功是过程量,动能是状态量;注意合外力对质点所作地功,等于质点动能地增量——质点地动能定理功与动能依赖于惯系地选取,但对不同惯系动能定理形式相同．质点系地动能定理第三节功与能量外力功内力功质点系动能定理内力可以改变质点系地动能注意对质点系,有对第i个质点,有保守力做功与势能第三节功与能量做功与路径无关,只与始末位置有关地力称为保守力。典型地保守力有:重力,弹力与万有引力。一,重力做功:保守力做功与势能第三节功与能量二,弹力作功保守力做功与势能第三节功与能量三,万有引力作功保守力做功与势能第三节功与能量势能是与质点位置有关地单值函数．引力势能:弹势能:重力势能:保守力地功——保守力作功,势能减少保守力做功与势能第三节功与能量令势能计算势能具有相对,其大小与势能零点地选取有关．势能是状态地函数势能是属于系统地．讨论:势能差与势能零点选取无关．非保守力:力所作地功与路径有关．（例如摩擦力）功能原理与机械能守恒第三节功与能量非保守力地功一,质点系地功能原理外力功内力