質點系動量定律質點系動量定律動力學動力學質點系動量定律質點系動量定律實際上:聯立求解大規模微分等式組(尤其是積分問題)十分困難;工程中,一般須要了解質點系整體的運動,而不是每一個質點的運動。質點系動力學普遍定律概述理論上:n個質點構成的質點系動力學問題,可通過構建3n個微分等式聯立求解。一、質點系動力學普遍定律的特點質點系動量定律質點系動量定律質點系動力學普遍定律包括動量定律、動量矩定律、動能定律及其結論。質點系整體運動狀態的數學量(動量、動量矩、動能)作用于質點系的力系特點量(主矢、主矩、功)質點系動力學普遍定律質點系動量定律質點系動量定律二、質點系的二、質點系的剛體剛體質點系的質量中心;質量中心;表征質點系質量分布質量分布的一個重要概念。質點系動量定律質點系動量定律注意:在均勻重力場中,質點系的剛體與重心的位置重合;靜力學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意義。質點系動量定律質點系動量定律內力:所考察的質點系內各質點之間互相作用的力。三、質點系的外力與內力外力:所考察的質點系以外的物體作用于該質點系中各質質點系動量定律質點系動量定律質點系動量定律質點系動量定律9-1動量定律9-2剛體運動定律9-3本章討論與小結質點系動量定律質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點系的動量定理定義,誰勝誰負質點系動量定律質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會不會發生變化地磅指示數會不會發生變化10質點系動量定律質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生哪些現象發生哪些現象11質點系動量定律質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律這些運動有何規律會不會上下跳動會不會上下跳動有何工程應用有何工程應用偏心定子馬達偏心轉子馬達12質點系動量定律質點系動量定律一、動量一、動量質點的動量質點的動量單位: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學量。
動量定律動量定律——質點的質量與速率的乘積方向與相同;——質點系中各質點動量的矢量和矢量和。質點系的動量質點系的動量13質點系動量定律質點系動量定律——質點系中各質點動量的矢量和矢量和。質點系的動量質點系的動量即:質點系的動量等于其全部質量與剛體速率的乘積。在直角座標軸上的投影:Cx14質點系動量定律質點系動量定律15質點系動量定律質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質點系動量定律質點系動量定律設第i個質心,則系統動量:Ci質心系統的動量質心系統的動量17質點系動量定律質點系動量定律橢圓規機構橢圓規機構求:圖示位置系統的總動量。已知:OC=AC=CB=l;滑塊A和B的質量均為m,曲柄OC和曲軸AB的質量忽視不計;曲柄以等角速率ω繞O軸旋轉;圖示位置時,角度為任意值。18質點系動量定律質點系動量定律ωcos2lωsin2lωω質點系動量定律質點系動量定律思索:思索:在上例中,若曲柄OC和曲軸AB均為均質桿,且質量分別為m,則系統的總動量又為多少?20質點系動量定律質點系動量定律二、動量定律二、動量定律質點的動量定律質點的動量定律即:質點的動量對時間的一階行列式等于作用于質點的力。
上式改寫為21質點系動量定律質點系動量定律投影方式投影方式質點系動量定律質點系動量定律mvmv常量常量,質點沿x軸作慣性運動。守恒方式守恒方式常矢量常矢量,質點作慣性運動;投影方式投影方式質點系動量定律質點系動量定律質點系的動量定律質點系的動量定律即:質點系的動量對時間的一階行列式等于作用于質點系外力系的主矢外力系的主矢。質點系的動量定律質點系的動量定律整個質點系:任一質點i24質點系動量定律質點系動量定律——積分方式推論:推論:只有只有外力外力能夠改變質點系的動量,內力不能改變能夠改變質點系的動量,內力不能改變整個質點系的動量。整個質點系的動量。即:質點系的動量對時間的一階行列式等于作用于質點系外力系的主矢外力系的主矢。25質點系動量定律質點系動量定律投影方式投影方式26質點系動量定律質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:內力雖不能改變整個質點系的動量,但可以導致系統內各質點動量的傳遞。質點系動量守恒定理質點系動量守恒定理27質點系動量定律質點系動量定律質量為M的大三角塊,放于光滑水平面上,斜面上另放一質量為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點系動量守恒定理質點系動量守恒定理,有28質點系動量定律質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;應用質點系動量定律質點系動量定律守恒定理守恒定理)構建多項式,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質點系動量定律質點系動量定律[思索]小三角塊與大三角塊間的磨擦對哪些有影響?30質點系動量定律質點系動量定律思索題思索題長均為l、質量均為m的均質桿OA、OB在O處光滑鉸接,求圖示兩種運動狀態時,系統的動量。31質點系動量定律質點系動量定律剛體運動定律剛體運動定律即:質點系的質量與其剛體加速度的乘積,等于作用于質點系外力系的主矢。剛體運動定律剛體運動定律代入,并當質點系質量不發霉量不變時,有32質點系動量定律質點系動量定律應用時應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質點系動量定律質點系動量定律可見:可見:假想把整個質點系的質量集中于剛體,且作用于質點系上的全部外力也都集中于剛體,則質點系剛體的質點系剛體的運動相當于一個質點的運動運動相當于一個質點的運動。
質點動力學基本多項式質點動力學基本多項式的比較的比較質點動力學基本多項式:剛體運動定律:單個質點質點系34質點系動量定律質點系動量定律諸如: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點系的動量定理定義,可以設計剛體的初始發射夾角和速度大小。35質點系動量定理質點系動量定律只有外力外力能夠改變質點系剛體的運動,內力不能改變剛體的運動,但可以改變系統內各質點的運動。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質點系動量定律質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