大学物理第2章质点动力学.ppt

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1、大学物理助学大连理工大学物理系PHYH余虹2000-3-51DUT余虹关于牛顿第2定律的说明：说明：牛顿的绝对时空观认为：t、m都是与参考系无关的量。第2章质点和质点系动力学2.1牛顿运动定律和惯性系——动量2000-3-52DUT余虹解题步骤及注意事项：1、分析力，一个不多，一个不少；2、选定坐标系按牛顿定律列方程；3、解方程。先字母，后代数，结果有单位；4、分析讨论所得结果。向心力下滑力冲力注意重力2000-3-53DUT余虹已知传送带与砖之间的摩擦系数s，砖块质量m，皮带倾角，求：匀速运砖时，皮带和砖块间的静摩擦力。解：1、分析力；mgNfsxy02、建坐标系；3、根据

2、牛顿定律建立方程。砖块有下滑的趋势，摩擦力沿斜面向上，当fs>Ns,砖与皮带间有相对运动。思考：若皮带加速运动，想保证砖与皮带间无相对运动，加速度不可超过多大？例题2000-3-54DUT余虹地心参考系，公转加速度a~0.6cms-2太阳参考系，绕银河系加速度a~310-8cms-2地面参考系，自转加速度a~3.4cms-2牛顿定律成立的参考系是惯性系，相对惯性系做匀速运动的参考系都是惯性系。a2.2惯性系和惯性l力相对地面作加速运动的车、旋转平台等不是惯性系。一、惯性系2000-3-55DUT余虹结论可推广到转动参考系。需要在非惯性系研究问题，寻找适用的定律。有了惯性力，非惯性系中

3、牛顿定律在形式上成立！S:成立定义惯性力S’S二、惯性力2000-3-56DUT余虹ma0在加速运动的车上分析力aomgT例题2000-3-57DUT余虹例题已知人的质量m=60kg。(1)a=0；(2)a=0.5ms-2上升；(3)a=0.5ms-2下降，分别求台秤的读数。解台秤的读数表示人体对其的压力NNN（1）mgaa（2）mgmaNma（3）mgN2000-3-58DUT余虹在地球表面测量万有引力测量得到的重力加速度值理论计算重力加速度值w赤道：=0极地：ai=02000-3-59DUT余虹估算地球转速增大到目前转速的多少倍时赤道处的物体会飞离地球？解分析：飞离地球——惯性离心

4、力大于万有引力现在地球自转角转速度例题2000-3-510DUT余虹合外力的冲量动量的增量动量定理1、在非惯性系中合外力包括惯性力；2、可写成分量式求解，2.3动量定理一、质点的动量定理说明2000-3-511DUT余虹t1t2FI0Ft二、平均冲力2000-3-512DUT余虹篮球m=1kg，相对以v=6ms-1=60o撞在篮板上，设碰撞时间t=0.01s求：篮板受到的平均作用力。解：球受力xyv1v2=600N=0篮板受平均作用力。例题2000-3-513DUT余虹内力不影响总动量总动量三、质点系的动量定理2000-3-514DUT余虹动量守恒定律可应用于任何一个分量四、动

5、量守恒定律2000-3-515DUT余虹已知船的质量M=300kg,人的质量m=60kg,开始船速V1=2ms-2，人跳离后,船速V2=1ms-1求：起跳时人相对于船的水平速度v人-船。分析：跳前水平方向总动量水平方向动量守恒例题解？跳后Mm2000-3-516DUT余虹v+dv速度增量质量比u增大单级火箭的末速度用高能推进剂有限u—喷气速度——气体相对火箭的速度2.4火箭飞行原理v一、飞行原理采用多级火箭！2000-3-517DUT余虹二、火箭的推力以dt时间被喷出的气体dm为系统气体受到冲量火箭受推力被喷出的气体与火箭之间的作用力。气体受推力2000-3-518DUT余虹OOdmrx

6、yz2.5质心运动定理一、质心位置2000-3-519DUT余虹质心的运动只与系统所受的合外力相关。二、质心运动定理2000-3-520DUT余虹xcx1x2x0已知：质量m=50kg的人从质量M=200kg长l=4m的船头行至船尾，问：船行d=？（l-d）=0.8m例题2000-3-521DUT余虹O力矩方向：右手定则单位：Nm大小：角动量角动量定理角动量守恒定律2.6角动量定理一、质点的角动量定理2000-3-522DUT余虹已知光滑的桌面上质量m的球以v1的速度作半径为r1的匀速圆周运动，问：当穿过小孔的绳子将桌面上的绳子拉成r2时v2=？解：力通过转轴力矩为0角动量守恒例题

7、rv12000-3-523DUT余虹角动量守恒定律二、质点系的角动量定理2000-3-524DUT余虹1、L方向不变轨道面是平面讨论行星运动2、L=rmvsin=常量r远v远=r近v近矢径单位时间行扫过的面积是常量r远>r近v远0/2<dA<0功是标量，但有正负之分ab若=常矢