質(zhì)點系動量定律質(zhì)點系動量定律動力學(xué)動力學(xué)質(zhì)點系動量定律質(zhì)點系動量定律實際上:聯(lián)立求解大規(guī)模微分等式組(尤其是積分問題)十分困難;工程中,一般須要了解質(zhì)點系整體的運動,而不是每一個質(zhì)點的運動。質(zhì)點系動力學(xué)普遍定律概述理論上:n個質(zhì)點構(gòu)成的質(zhì)點系動力學(xué)問題,可通過構(gòu)建3n個微分等式聯(lián)立求解。一、質(zhì)點系動力學(xué)普遍定律的特點質(zhì)點系動量定律質(zhì)點系動量定律質(zhì)點系動力學(xué)普遍定律包括動量定律、動量矩定律、動能定律及其結(jié)論。質(zhì)點系整體運動狀態(tài)的數(shù)學(xué)量(動量、動量矩、動能)作用于質(zhì)點系的力系特點量(主矢、主矩、功)質(zhì)點系動力學(xué)普遍定律質(zhì)點系動量定律質(zhì)點系動量定律二、質(zhì)點系的二、質(zhì)點系的剛體剛體質(zhì)點系的質(zhì)量中心;質(zhì)量中心;表征質(zhì)點系質(zhì)量分布質(zhì)量分布的一個重要概念。質(zhì)點系動量定律質(zhì)點系動量定律注意:在均勻重力場中,質(zhì)點系的剛體與重心的位置重合;靜力學(xué)中確定重心的方式可拿來確定剛體的位置;剛體與重心是兩個不同的概念,剛體比重心具有愈加廣泛的熱學(xué)意義。質(zhì)點系動量定律質(zhì)點系動量定律內(nèi)力:所考察的質(zhì)點系內(nèi)各質(zhì)點之間互相作用的力。三、質(zhì)點系的外力與內(nèi)力外力:所考察的質(zhì)點系以外的物體作用于該質(zhì)點系中各質(zhì)質(zhì)點系動量定律質(zhì)點系動量定律質(zhì)點系動量定律質(zhì)點系動量定律9-1動量定律9-2剛體運動定律9-3本章討論與小結(jié)質(zhì)點系動量定律質(zhì)點系動量定律幾個有意義的問題幾個有意義的問題太空拔河,誰勝誰負太空拔河質(zhì)點系的動量定理定義,誰勝誰負質(zhì)點系動量定律質(zhì)點系動量定律蹲在地磅上的人站上去時蹲在地磅上的人站上去時地磅指示數(shù)會不會發(fā)生變化地磅指示數(shù)會不會發(fā)生變化10質(zhì)點系動量定律質(zhì)點系動量定律水池水池擱板擱板光滑臺面光滑臺面抽去擱板后將會抽去擱板后將會發(fā)生哪些現(xiàn)象發(fā)生哪些現(xiàn)象11質(zhì)點系動量定律質(zhì)點系動量定律為何會左右運動為何會左右運動這些運動有何規(guī)律這些運動有何規(guī)律會不會上下跳動會不會上下跳動有何工程應(yīng)用有何工程應(yīng)用偏心定子馬達偏心轉(zhuǎn)子馬達12質(zhì)點系動量定律質(zhì)點系動量定律一、動量一、動量質(zhì)點的動量質(zhì)點的動量單位:kgm/s動量動量是測度物體機械運動強弱程度機械運動強弱程度的一個數(shù)學(xué)量。
動量定律動量定律——質(zhì)點的質(zhì)量與速率的乘積方向與相同;——質(zhì)點系中各質(zhì)點動量的矢量和矢量和。質(zhì)點系的動量質(zhì)點系的動量13質(zhì)點系動量定律質(zhì)點系動量定律——質(zhì)點系中各質(zhì)點動量的矢量和矢量和。質(zhì)點系的動量質(zhì)點系的動量即:質(zhì)點系的動量等于其全部質(zhì)量與剛體速率的乘積。在直角座標軸上的投影:Cx14質(zhì)點系動量定律質(zhì)點系動量定律15質(zhì)點系動量定律質(zhì)點系動量定律方向方向與剛體速率方向相同。mv方向方向水平往右。說明哪些?16質(zhì)點系動量定律質(zhì)點系動量定律設(shè)第i個質(zhì)心,則系統(tǒng)動量:Ci質(zhì)心系統(tǒng)的動量質(zhì)心系統(tǒng)的動量17質(zhì)點系動量定律質(zhì)點系動量定律橢圓規(guī)機構(gòu)橢圓規(guī)機構(gòu)求:圖示位置系統(tǒng)的總動量。已知:OC=AC=CB=l;滑塊A和B的質(zhì)量均為m,曲柄OC和曲軸AB的質(zhì)量忽視不計;曲柄以等角速率ω繞O軸旋轉(zhuǎn);圖示位置時,角度為任意值。18質(zhì)點系動量定律質(zhì)點系動量定律ωcos2lωsin2lωω質(zhì)點系動量定律質(zhì)點系動量定律思索:思索:在上例中,若曲柄OC和曲軸AB均為均質(zhì)桿,且質(zhì)量分別為m,則系統(tǒng)的總動量又為多少?20質(zhì)點系動量定律質(zhì)點系動量定律二、動量定律二、動量定律質(zhì)點的動量定律質(zhì)點的動量定律即:質(zhì)點的動量對時間的一階行列式等于作用于質(zhì)點的力。
上式改寫為21質(zhì)點系動量定律質(zhì)點系動量定律投影方式投影方式質(zhì)點系動量定律質(zhì)點系動量定律mvmv常量常量,質(zhì)點沿x軸作慣性運動。守恒方式守恒方式常矢量常矢量,質(zhì)點作慣性運動;投影方式投影方式質(zhì)點系動量定律質(zhì)點系動量定律質(zhì)點系的動量定律質(zhì)點系的動量定律即:質(zhì)點系的動量對時間的一階行列式等于作用于質(zhì)點系外力系的主矢外力系的主矢。質(zhì)點系的動量定律質(zhì)點系的動量定律整個質(zhì)點系:任一質(zhì)點i24質(zhì)點系動量定律質(zhì)點系動量定律——積分方式推論:推論:只有只有外力外力能夠改變質(zhì)點系的動量,內(nèi)力不能改變能夠改變質(zhì)點系的動量,內(nèi)力不能改變整個質(zhì)點系的動量。整個質(zhì)點系的動量。即:質(zhì)點系的動量對時間的一階行列式等于作用于質(zhì)點系外力系的主矢外力系的主矢。25質(zhì)點系動量定律質(zhì)點系動量定律投影方式投影方式26質(zhì)點系動量定律質(zhì)點系動量定律守恒方式守恒方式常矢量常矢量常量常量注意:注意:內(nèi)力雖不能改變整個質(zhì)點系的動量,但可以導(dǎo)致系統(tǒng)內(nèi)各質(zhì)點動量的傳遞。質(zhì)點系動量守恒定理質(zhì)點系動量守恒定理27質(zhì)點系動量定律質(zhì)點系動量定律質(zhì)量為M的大三角塊,放于光滑水平面上,斜面上另放一質(zhì)量為m的小三角塊。
求小三角塊滑究竟時,大三角塊的位移。選整個系統(tǒng)為研究對象研究對象。受力剖析受力剖析:如圖所示運動剖析運動剖析:小三角塊的絕對速率質(zhì)點系動量守恒定理質(zhì)點系動量守恒定理,有28質(zhì)點系動量定律質(zhì)點系動量定律解題步驟:解題步驟:選定研究對象研究對象;進行受力剖析受力剖析,畫出受力圖;進行運動剖析運動剖析;應(yīng)用質(zhì)點系動量定律質(zhì)點系動量定律守恒定理守恒定理)構(gòu)建多項式,求解未知量。(只需考慮外力外力)(所有運動量均為絕對量絕對量)29質(zhì)點系動量定律質(zhì)點系動量定律[思索]小三角塊與大三角塊間的磨擦對哪些有影響?30質(zhì)點系動量定律質(zhì)點系動量定律思索題思索題長均為l、質(zhì)量均為m的均質(zhì)桿OA、OB在O處光滑鉸接,求圖示兩種運動狀態(tài)時,系統(tǒng)的動量。31質(zhì)點系動量定律質(zhì)點系動量定律剛體運動定律剛體運動定律即:質(zhì)點系的質(zhì)量與其剛體加速度的乘積,等于作用于質(zhì)點系外力系的主矢。剛體運動定律剛體運動定律代入,并當質(zhì)點系質(zhì)量不發(fā)霉量不變時,有32質(zhì)點系動量定律質(zhì)點系動量定律應(yīng)用時應(yīng)取投影方式投影方式討論:討論:直角座標系直角座標系思索:寫出在自然軸系中的投影方式。33質(zhì)點系動量定律質(zhì)點系動量定律可見:可見:假想把整個質(zhì)點系的質(zhì)量集中于剛體,且作用于質(zhì)點系上的全部外力也都集中于剛體,則質(zhì)點系剛體的質(zhì)點系剛體的運動相當于一個質(zhì)點的運動運動相當于一個質(zhì)點的運動。
質(zhì)點動力學(xué)基本多項式質(zhì)點動力學(xué)基本多項式的比較的比較質(zhì)點動力學(xué)基本多項式:剛體運動定律:單個質(zhì)點質(zhì)點系34質(zhì)點系動量定律質(zhì)點系動量定律諸如:比如:定向爆破按照剛體的運動軌跡剛體的運動軌跡及須要堆積土鐵塊的位置質(zhì)點系的動量定理定義,可以設(shè)計剛體的初始發(fā)射夾角和速度大小。35質(zhì)點系動量定理質(zhì)點系動量定律只有外力外力能夠改變質(zhì)點系剛體的運動,內(nèi)力不能改變剛體的運動,但可以改變系統(tǒng)內(nèi)各質(zhì)點的運動。諸如:比如:車輛靠哪些外力外力啟動?——靜滑動磨擦力思索:思索:當車輛剎車時,又是哪些外力外力使車輛的剛體運動停止的呢?36質(zhì)點系動量定律質(zhì)點系動量定律常矢量,即剛體作勻速直線運動勻速直線運動;剛體運動守恒定理剛體運動守恒定理剛體位置剛體位置一直保持不變。常量,即剛體在該軸上的速率投影