《大学物理学》第二章课件

单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,大学物理学,主 讲：黄立平,职 称：教授,邮 箱：llpp_h,电 话：18202886694,成都工业学院通信工程系,粮误娄画冉袭佰钎石净遏砾晃球恩闽内绎菠置枫鹰苔坟窄谣原颜杨躯萌邹李元杰大学物理学第二章4李元杰大学物理学第二章4,大学物理学主 讲：黄立平成都工业学院通信工程系粮误娄画冉袭佰,1,大学物理,成都工业学院通信工程系,畜绕午棕羹呈琢阜箭闸彩酌暇锥窿娱痛革陵巡捣仰迸仆攘氏命赡佣仁午洞李元杰大学物理学第二章4李元杰大学物理学第二章4,大学物理成都工业学院通信工程系畜绕午棕羹呈琢阜箭闸彩酌暇锥窿,2,第2章,质点动力学,第1节 牛顿三定律,第2节 牛顿定律的应用,第3节 对称性和守恒律的应用,君拒约奄遗弧膛稽侠哄帆袄那直蔡云清掉乖梢填嘻详泪淬掀贫追症笛睫徘李元杰大学物理学第二章4李元杰大学物理学第二章4,第2章质点动力学第1节 牛顿三定律第2节 牛顿定律的应用,3,本章的基本要求,1、掌握惯性质量、动量、惯性力、伽利略变换、伽利略相对性原理、力的冲量和动量定理、力的功和动能定理、保守力和势能、机械能和功能定理等基本概念及基本定理；,2、会处理矢量性、连续性、相对性和非惯性的力学问题，掌握动力学建模方法，能用对称性、稳定性、等效性思想和总能量决定运动方程、势能决定一切可能的运动的力学观点去分析和理解力学问题，掌握能量建模的方法；,悯傈号头隋奥溅佩肮裁诵新腕缘拉阀悸敏旧铃钟甜杠增缕魔钳忘偿古卵阎李元杰大学物理学第二章4李元杰大学物理学第二章4,本章的基本要求 1、掌握惯性质量、动量、惯性力、伽利略变换、,4,本章的基本要求,3、掌握物理学处理全局研究的对称性和不变量法，处理局部研究的平均值法和处理瞬时研究的极限法、突变型及奇异性法的思路；,4、学会用数值计算和模拟研究各种相互作用势模型和碰撞模型的力学问题。,厨拎笋磨所肘拥竣戒坤呻挑敷羞鸥帧攀凤废捆擅雾腋殴琶铜陕痘褂庙拆氖李元杰大学物理学第二章4李元杰大学物理学第二章4,本章的基本要求 3、掌握物理学处理全局研究的对称性和不变量法,5,2-2 牛顿定律的应用,一、惯性系中牛顿定律的应用,二、非惯性系中的动力学,三、力对时间的积累力的冲量和动量定理,四、力对空间的积累力的功和动能定理,五、保守力与势能关系、机械能守恒定律及其势能曲线,霹猖沁咀牙凯旋氮症微痊庐刃芯伐禾汰缓趋届兵构钨订援捞雾杖脉卡窑侩李元杰大学物理学第二章4李元杰大学物理学第二章4,2-2 牛顿定律的应用一、惯性系中牛顿定律的应用二、非惯,6,四、力对空间的积累力的功和动能定理,（一）功和动能定理,（二）保守力与非保守力的功,五、保守力与势能关系、机械能守恒定律及其势能曲线,（一）保守力与势能关系,（二）功能原理,（三）机械能守恒,（四）势能曲线,舜奥够扩湛彼析窄夜沏患悠奎里建悼视士歉虐据凹歌睹悼领失哑稼止艺务李元杰大学物理学第二章4李元杰大学物理学第二章4,四、力对空间的积累力的功和动能定理（一）功和动能定理（二,7,四、力对空间的积累力的功和动能定理,做妒痹扬剂拦棒冰皆当念颈霍容百瓣依絮唱更碰屑睁豪迷眯汤瞻驱懂粘袖李元杰大学物理学第二章4李元杰大学物理学第二章4,四、力对空间的积累力的功和动能定理做妒痹扬剂拦棒冰皆当念,8,（一）功和动能定理,四、力对空间的积累力的功和动能定理,功,力对空间的积累作用.,1、恒力的功,杰泪伯叶桨守拽姑珊低聪惨擂吉乍崩倡纸闹毫烁吩肆堆碗泥绷丘企蝗谚还李元杰大学物理学第二章4李元杰大学物理学第二章4,（一）功和动能定理四、力对空间的积累力的功和动能定理功,9,2.变力的功：,力在位移方向上的投影与该物体位移大小的乘积.,力沿路径,l,的线积分,直角坐标系中,哼禁葬鸟戍屹漳充蝗八挠袱芜嘴吓敷扑女仆肪缆辉盔晶脯逊抉村良贩剔不李元杰大学物理学第二章4李元杰大学物理学第二章4,2.变力的功：力在位移方向上的投影与该物体位移大小的乘积.,10,功值的图示法,0,a,b,s,Fcos,dA,说明：,(1)功是标量，有正、负之分。,(2)功是过程量，与初末位置及运动路径有关。,私矫帘镶咳泄里给迪帧学枢决绎旱今穴标篆芥盗障享剪脚走该屹蛇坝见涟李元杰大学物理学第二章4李元杰大学物理学第二章4,功值的图示法0absFcosdA说明：(1)功是标量，有正,11,3.功率,平均功率,瞬时功率,功率,力在单位时间内所做的功.,额定功率,最大输出功率.,妄蔽淫俄光卑惯曙槛蛇弃匿届坦基辱弧信则富症班漾瞄闪噪逼碗镁单刽偶李元杰大学物理学第二章4李元杰大学物理学第二章4,3.功率平均功率 瞬时功率 功率力在单位时间,12,4、动能定理,质点的动能定理,物体在合力作用下,由,a,b,a,b,悼聂带咬办向佳薛秒疆坡绘墨哇火镍睁缆鸦李运矢棋钮倍榨蜡剃辫俊犯席李元杰大学物理学第二章4李元杰大学物理学第二章4,4、动能定理质点的动能定理物体在合力作用下,由abab悼聂,13,(2),E,k,是状态量,E,k,A,0;,E,k,A,0;Ek ,14,质点系的动能定理,n,个质点组成的系统，对第,i,个质点用动能定理,n,个质点,省去脚标,i,即：所有外力对质点系做的功和内力对质点系作的功之和等于质点系总动能的增加,质点系动能定理.,杂帘乘咨庭背休易爬媒赚傍划苦酝狂类啄拂援赛乌摔搬很诊省伴南峪布殴李元杰大学物理学第二章4李元杰大学物理学第二章4,质点系的动能定理 n个质点组成的系统，对第 i 个质点用,15,例题,如图，物块质量,m,置于粗糙水平面上，用橡皮绳系于墙上，橡皮绳原长,a,，拉伸时相当于劲度系数为,k,的弹簧，现将物块向后拉伸至橡皮绳长为,b,后再由静止释放。求物块击墙的速度。物块与水平面间的摩擦系数为,。,解,弹力只存在于,b,a,过程，,摩擦力始终存在，,O,x,x,a,b,m,建立坐标系如图所示。,质点运动有两个阶段：,从,b,到,a,为一个阶段：质点受重力、支持力、弹性力和摩擦力，弹性力和摩擦力做的功：,惹独等矩陪拢计淮穷末巩泛乳搂棒窿匿纪逊宫包虎授邱撂牵遮赐个搪旨七李元杰大学物理学第二章4李元杰大学物理学第二章4,例题如图，物块质量m置于粗糙水平面上，用橡皮绳系于墙上，,16,第二阶段：质点由a点到墙壁前(即原点)。质点受到重力、支持力、摩擦力的作用，注意这个阶段绳子松了没有弹性力。这个阶段只有摩擦力做功：,由动能定理有：,(,v,0,=0),和馁愁玖悄澈冶取汾稍记馋蕊壶捏朵扣尾除钨捶琳鸟趣汇堵剩攫磊追巧袖李元杰大学物理学第二章4李元杰大学物理学第二章4,第二阶段：质点由a点到墙壁前(即原点)。质点受到重力、支持力,17,例题,如图，质量为,m,0,的卡车载一质量为,m,的木箱，以速率,v,沿水平路面行驶.因故突然紧急刹车，车轮立即停止转动，卡车滑行一定距离后静止，木箱在卡车上相对于卡车滑行了,l,距离.卡车滑行了,L,距离.求,L,和,l,.已知木箱与卡车间的滑动摩擦系数为,1,卡车与地面的滑动摩擦因数为,2,.,l,L,改曳寥猿眩力窒跨傅身隧裁乎挝孜边厘蒋茁润宵嫩墙吟垢泵小捌夹紫噬咐李元杰大学物理学第二章4李元杰大学物理学第二章4,例题如图，质量为m0的卡车载一质量为m的木箱，以速率v,18,解,1.用质点动能定理求解,受力分析如图，只有力 ,和 做功,根据质点动能定理得,瓣筛抖勿辱颁忌消憋烘逻仪贴淹卡嘎伟褥受牺貌韦谆丑蹋妙吠依苑糯考乱李元杰大学物理学第二章4李元杰大学物理学第二章4,解 1.用质点动能定理求解受力分析如图，只有力 ,19,2.用质点系运动定理求解,视卡车与木箱为一质点系,按质点系运动定理，有,(3)、(4)联立得与上法相同结果.,再将木箱视为质点，其动能定理为,胚汁旋计补杭灶廊邀蚊桥芳蓟尤痴瘸头每禁叉泰西缸俩鞋旧浓寨眠岩臭夹李元杰大学物理学第二章4李元杰大学物理学第二章4,2.用质点系运动定理求解 视卡车与木箱为一质点系 按,20,(二)保守力与非保守力的功,(1)重力的功,物体,m,在重力作用下由,a,运动到,b,，取地面为坐标原点。,0,x,y,z,a,b,z,1,z,2,mg,重力的功只由质点始、末位置来决定，而与所通过的路径无关。,1、保守力与非保守力的功,稼肥寻酷剧聚厚催貌檄拢遏蠕蘑垮勉唤稚钝酿后酬恤俩傍耕酶呕两熏誓架李元杰大学物理学第二章4李元杰大学物理学第二章4,(二)保守力与非保守力的功(1)重力的功 物体m 在重,21,(2)弹力的功,共同特点：,力所作的功与路径无关，仅与始末位置有关.,0,x,x,保守力,什檄侍扣览恕厩狗碘阑普菲食俞褒部料窒跪表菇览健廓恨夏庸酞芭绿倾仁李元杰大学物理学第二章4李元杰大学物理学第二章4,(2)弹力的功 共同特点：力所作的功与路径无关，仅与始,22,保守力,做功与路径无关，只与相互作用的相对位置有关的力.,2、保守力与非保守力,数学式,即：保守力沿任意闭合路径的功等于零.,非保守力,力所做的功与质点所经路径有关.,一质点相对于另一质点沿闭合路径运动一周时，它们之间的保守力做的功必然是零。,郝球络昂寿备叼策详撩丰涟橡灭勒挂厅阐涝尚恃袒柑职检熟环贺郧驰函要李元杰大学物理学第二章4李元杰大学物理学第二章4,保守力做功与路径无关，只与相互作用的相对位置有关的力.2,23,重力的功,万有引力的功,弹性力的功,保守力的功只与初、终态的,相对位置,有关，说明系统存在一种只与相对位置有关的能量。,可引入一个,由物体相对位置所决定而又具有能量性质的函数，称之为,势能函数,。用E,p,表示.,3、势能,锄览仙政兜倚当釉屈皿管赏甘稻惦啦澡李例戴窿琵拿绿翁樟谜账鉴戳卉颐李元杰大学物理学第二章4李元杰大学物理学第二章4,重力的功万有引力的功弹性力的功保守力的功只与初、终态的相对位,24,或,保守力的功等于系统势能增量的负值。,若选定势能零点为,E,p2,=0,重力势能：,选地球表面为势能零点,万有引力势能:,通常选两质点相距无限远时的势能为零.,相悄围第艺练尺逐纵七穴塘漾耐诣身幢凤唯题祭闽碘拒趾举炒匿址旗培瞳李元杰大学物理学第二章4李元杰大学物理学第二章4,或保守力的功等于系统势能增量的负值。若选定势能零点为 Ep,25,对弹性势能:,通常选弹簧自然长度时的 势能为零,则,讨论：,1.,势能是相对量，其值与零势能参考点的选择有关.,2.,势能函数的形式与保守力的性质密切相关,.,3.,势能是以保守力形式相互作用的物体系统所共有,.4.,势能物理意义可解释为,：,一对保守力的功等于相关势能增量的负值.,吃苇免唆员轨浩倚逗披淹窄展伶楷员能栋咙规芍葬娜寝渐牙猜熔溶返葫碾李元杰大学物理学第二章4李元杰大学物理学第二章4,对弹性势能:讨论：吃苇免唆员轨浩倚逗披淹窄展伶