力学的基本规律ppt课件.ppt

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1、第一章力学的基本规律牛顿运动定律功和能、能量守恒问题动量、动量守恒问题转动、角动量守恒问题本章要点第一章力学的基本规律第一节牛顿运动定律参考系(referenceframe)坐标系(coordinatesystem)质点(particle)时间(time)、空间(space)运动学：运动方程、速度、加速度动力学：研究物体的运动与物体之间的相互作用的联系和规律。牛顿运动定律一、物理学的理想模型惯性(inertia)：物体保持其运动状态不变的性质。惯性参照系(inertiareferance)的概念力(force)：物体间相互作用，是改变速度的原因。任何物体都保持静

2、止或匀速直线运动的状态,直到其他物体所作用的力迫使它改变这种状态为止。1.牛顿第一定律(Newtonfirstlaw)二、牛顿运动定律第一节牛顿运动定律2.牛顿第二定律(Newtonsecondlaw)(1)质点、惯性系(2)瞬时性、矢量性动量(momentum)：第一节牛顿运动定律注意！（3）m不变时（4）为合力。其分量式：在直角坐标系中：在自然坐标系中：第一节牛顿运动定律（1）作用力和反作用力同时存在。（2）分别作用于两个物体上，不能抵消。（3）属于同一种性质的力。3.牛顿第三定律(Newtonthirdlaw)第一节牛顿运动定律常见力：重力、弹力、摩擦力、万有引力

3、、电磁力四种基本的相互作用：电磁相互作用：除万有引力外，几乎所有宏观力都是电磁力。长程力。引力相互作用：强度仅为电磁力的1037。强相互作用：原子核内的短程力，其强度是电磁力的百倍。力程约为1015m。弱相互作用：基本粒子之间，强度只是强力的一百万亿分之一。力程约为1017m。第一节牛顿运动定律牛顿运动定律应用要点（1）确定研究对象。对于物体系，画出隔离图。（2）进行受力分析，画出示力图。（3）建立坐标系。（4）对各隔离体建立牛顿运动方程（分量式）。（5）解方程。进行文字运算，然后代入数据。第一节牛顿运动定律质量为m的小球最初位于A点，然后沿半径为R的光滑

4、圆弧面下滑。求小球在任一位置时的速度和对圆弧面的作用。AxymgN任一位置用角度表示，那么要建立速度和角度之间的关系第一节牛顿运动定律例解第一节牛顿运动定律AxymgN第二节功和能、能量守恒定律在力作用下物体发生位移，则力在位移方向上的分量与位移的乘积就是功。它是力对空间的累积，是能量转换的度量。S功的单位：J,焦耳1J=1Nm1.恒力的功一、功(work)称为元功2.变力的功质点在变力的作用下沿曲线从a运动到b，力所做的功：第二节功和能、能量守恒定律合力的功等于各分力的功的代数和。合力的功第二节功和能、能量守恒定律功率(Power)：单位时间内所作的功平

5、均功率：瞬时功率：单位：W=J/s第二节功和能、能量守恒定律第二节功和能、能量守恒定律质点在变力的作用下沿曲线从a运动到b，并且相应地二、动能、势能1.动能(kineticenergy)：质点的动能定理：合外力对质点所做的功等于质点动能的增量第二节功和能、能量守恒定律传送机将长为L、质量为m的柔软均质物体以初速度vo向右送上水平台面，物体前端在台面上滑动s距离后停下来。设滑道的摩擦可不计，物体与台面间的摩擦系数为μ，而且s>L。试计算物体的初速度vo。0xLsLv本题中，物体受到的摩擦力是变力，摩擦力做负功，使得物体的速度变小，最后停止。分析物体所受摩擦力的变化，可分

6、为两段：第二节功和能、能量守恒定律例解在物体停止运动前，摩擦力做功为：动能定理第二节功和能、能量守恒定律0xLsL2.势能(potentialenergy)y1y2abyxm重力的功注意上式中，重力做功的特点：重力的功只与运动物体的始末位置有关，而与经过的路径无关。第二节功和能、能量守恒定律注意！重力势能(potentialenergyofgravity)重力对物体所做的功，等于物体重力势能增量的负值。第二节功和能、能量守恒定律弹性力的功：由胡克定律得：第二节功和能、能量守恒定律弹性势能(elasticpotentialenergy)弹性力做功也具有特点：与路径无关，

7、只与始末位置有关；等于势能增量的负值。有此特点的力，称为保守力(conservativeforce)。在物体沿任一闭合路径绕行一周过程中，保守力做功为零：。不具备这种性质的力称为非保守力第二节功和能、能量守恒定律注意！y1y2abyx保守力做功，与路径无关，只与起止位置有关。可由左图演示：从a到b经三条不同的路径，重力所做的功相同。从a点出发，沿任一路径又回到a点，重力做功为零。因为有保守力这样的做功特点，所以才能定义这个保守力的势能。重力、弹性力、万有引力、电场力等是保守力，摩擦力等是非保守力。第二节功和能、能量守恒定律保守力作功在数值