自然与自然规律为黑暗隐藏:上帝说,让牛顿来!一切遂臻光明。--蒲柏(1688-1744):t--A.Pope(1688-1744)-1727第四章:动量动量守恒定理第五章:角动量角动量守恒定理第六章:能量能量守恒定理运动学(第三章运动的描述)动力学(运动的测度)特性:以守恒量和守恒定理为中心。第四章动量动量守恒定理恒力,质点,惯性系变力,质点系,非惯性系以动量及其守恒定理为主线,从动量变化率引入牛顿运动定理,并在学校基础上扩充其应用范围。质量速率动量变化率动量定律动量守恒定理牛顿运动定理学时:4难点:变力作用的动力学问题;惯性力,非惯性系中的热学定理重点概念:质点、质点系的动量;力的冲量;规律:牛顿运动定理;动量定律的微分方式和积分方式;动量守恒定理4.1动量动量的时间变化率一.质点问题1.质点的动量量度质点机械运动的硬度2.质点动量的时间变化率质点动量的时间变化率是质点所受的合力牛顿第二定理的通常方式怎么简化?1.质点系的动量质量分别为:位矢分别为:动量分别为:质点系总质量:质点系总动量:类比法质点质点系找寻特殊点C—质心权重即:刚体位矢是各质点位矢的加权平均。
dm:宏观小,微观大质量连续分布的质点系刚体加速度是各质点加速度的加权平均同理:3.质点系动量的时间变化率刚体运动定律质点系内质点间的内力总是成对出现,因而必有内力——质点系内质点间的互相斥力外力——质点系外的物体对系内任一质点的斥力同一力对某一系统为外力惯性定律惯性定律,而对另一系统则可能为内力在所选取的参考系中,N个质量分别为动量分别为的质点组成一个质点系。由质点动量定律,每位质点所受的合力分别为推论:质点系所受外力的矢量和等于质点系的总动量的时间变化率。刚体的运动质点质量坐落受力其运动与系统内质点互相作用无关质点质点系基本方式:用刚体作为物体(质点系)的代表,描述质点系整体的平动。质心或柔体4.2习题课——运动定理的应用一.惯性系和非惯性系惯性系:惯性定理在其中创立的参考系,即其中不受外力作用的物体(自由粒子)永远保持静止或匀速直线运动的状态。怎样判定一个参考系是否惯性系?理论上:分别考察受力和运动,检验其是否遵循惯性定理“惯性原理的弱点在于它会有这样一种循环论证:假如一个物体离开别的物体都足够远,这么它运动上去没有加速度;而只有因为它没有加速度这一事实,我们才晓得它离开别的物体是足够远。
”——爱因斯坦实际上:力、运动、参考系两者不是相互独立的。惯性系是参考系中的理想模型,其存在是牛顿热学的基础和前提。实际处理:选择对所研究问题适合的近似惯性系太阳绕银河系中心公转:太阳参考系(星体基准):较好的惯性系-210月球绕太阳公转:月球参考系:非惯性系-2重要性质:相对已知惯性系静止或匀速直线运动的参考系是惯性系;相对已知惯性系加速运动的参考系是非惯性系。对于日常运动的研究和实验,地面可作为近似程度相争当的惯性系;而相对地面加速运动的参考系是非惯性系。地面绕开地心的轴自转:地面参考系:非惯性系-2地心参考系:近似的惯性系实际生活中存在大量非惯性系,分为两类:加速平动参考系转动参考系其中牛顿运动定理不创立分别讨论惯性系和非惯性系中的热学定理选取座标——参考系、坐标系、正方向隔离物体——明确研究对象具体剖析——研究对象的运动情况和受力情况构建多项式——分量式一艘质量为m的潜水艇,全部浸入水底,并由静止开始下沉。设压强为F,水的阻力kAv,式中A为潜水艇水平投影面积,k为常数。求潜水艇下沉速率与时间的关系。由牛顿第二定理:解:以导弹为研究对象,受力如图(什么是恒力?什么是变力?)在地面系中构建如图座标-F-讨论导弹运动情况:恒量类似处理:跳伞运动员下落,有阻力的抛体运动小球在粘滞流体中下落…...练习:一物体作有阻力的抛体运动已知:先构建x,y方向的运动微分等式,受力情况如图:mgkmv,得轨道多项式已知:求:m对M的正压力此结果是以M为参考系得出的以地面为参考系,列M的运动多项式:受力情况如图:以地面为参考系,页例4B不是惯性系83页4.3绳不是惯性系教材84页4.7已知:质量均匀的绳在水平面内转动;绳内部相邻两部份互相斥力绳静止或匀速直线运动不计绳质量均不满足思索:1.绳上张力是否处处相等?水平面内法向运动多项式:思索:2.怎么求系统内力?设法将内力…………外力曝露小结:例题1:变力问题例题2:关联体问题,系统内物体有相对运动例题3:求内力问题牛顿运动定理只对惯性系组建。
注意:第六章能量能量守恒定理自学要求一.基本内容:1.功的估算,熟练估算变力的功,理解保守力做功的特点;2.质点、质点系、定轴转动质心的动能;3.保守力与其相关势能的关系,由势能曲线剖析物体运动特点;4.熟练使用动能定律或功能原理解题,注意内力的功可以改变质点系的总动能;5.熟练使用机械能守恒定理解题,对综合性问题要能界定阶段,分别选用恰当的热学定律或守恒定理求解。大作业二.自学要求1.阅读教材114页~141页;2.完成作业No.4和《第6章自学报告》。三.考评方式第7周第一次课交作业No4;第8周第一次课交自学报告(成绩占期终总成绩10%)(1)将114页“结构框图”具体化,产生较详细的“全