1、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,-,第2章 质点动力学,2.1,牛顿运动定律,2.2,动量 动量守恒定律,2.3,功 动能 势能 机械能守恒定律,2.4,角动量 角动量守恒定律,物体间的相互作用称为力，研究物体在力的作用下运动的规律称为,动力学,.,经典力学适用范围：低速，宏观,一、惯性定律惯性参考系,1.牛顿第一定律,一孤立质点将永远保持其原来静止或匀速直线运动状态.,牛顿第一定律又称为惯性定律.,意义：,(1)定性给出了两个重要概念,力与惯性,力是物体与物体间的相互作用.,惯性是物体的固有属性.,(2)定义了惯性参考系,惯性定律成立的参照
2、系为惯性系。,2-1 牛顿运动定律,2.惯性系与非惯性系,相对于孤立质点静止或作匀速直线运动的参考系称为惯性参考系，简称惯性系.,牛顿定律只适用于惯性系。,a,s,a,/,S,/,系,S,系,光滑,S,/,:,牛顿定律不成立,a,/,0,S:,牛顿定律成立,a,=0,确定惯性系只有通过力学实验,根据天文观察，以太阳系作为参照系研究行星运动时发现行星运动遵守牛顿定律，所以太阳系是一个惯性系。,相对于已知惯性系作匀速直线运动的参照系也是惯性系,非惯性系：,相对于已知惯性系作加速运动的参照系,北半球台风,低压气区,台风（或飓风）是产生于热带洋面上的一种强烈热带,气旋。由于地转偏向力的作用，在北半球呈
3、逆时针旋,转，在南半球呈顺时针旋转。,三、,牛顿,第三定律,当物体,A,以力,F,1,作用在物体,B,上时，物体,B,也必定同时以力,F,2,作用在物体,A,上.,F,1,和,F,2,大小相等，方向相反，且力的作用线在同一直线上.,作用力与反作用力：,总是成对出现，一一对应的.,不是一对平衡力.,是属于同一性质的力.,说明：,若相对论效应不能忽略时，牛顿第三定律的这种表达就失效了，这时取而代之的是动量守恒定律.,四、牛顿定律的应用,解题思路:,（1）,选取对象,（2）,分析运动,（轨迹、速度、加速度）,（3）,分析受力,（隔离物体、画受力图）,（4）,列出方程,（标明坐标的正方向；,从运动关系
4、上补方程）,（5）,讨论结果,（量纲？特例？等）,例2-1：一细绳跨过一轴承光滑的定滑轮，绳的两端分别悬有质量为m,1,和m,2,的物体(m,1,0,W,内保,0,保守内力作功,是系统,势能与动能,相互转化的手段和度量。,完全弹性碰撞,若系统机械能守恒,则,六.能量转换与守恒,在一个孤立系统内，不论发生何种变化过程，各种形式的能量之间无论怎样转换，但系统的总能量将保持不变.这就是能量转换与守恒定律.,意义:,能量守恒定律是自然界中的普遍规律.,运动既不能消失也不能创造，它只能由一种形式转换为另一种形式.,例2-10:在光滑的水平台面上放有质量为M的沙箱，一颗从左方飞来质量为m的弹丸从箱左侧击入
5、在沙箱中前进一段距离,l,后停止.在这段时间内沙箱向右运动的距离为,s,，此后沙箱带着弹丸以匀速运动.求此过程中内力所做的功.,m,M,f,/,f,s,l,解：一对内力的功,W,内,=,f,(,s,+,l,)+,f,s,所以,A,内,=,f l,0,式中,l,即为子弹对于木块的相对位移。,一.质点的角动量,质点作匀速圆周运动时,o,2-4 角动量 角动量守恒定律,定义:,质点相对于,O,点的矢径 与质点的动量 的矢积定义为该时刻质点相对于,O,点的角动量，用 表示,0,大小,:,L=r,p,sin,q,方向：右螺旋,单位：,kg,m,2,s,-1,在直角坐标系中表示,当质点作圆周运动时,L,
6、rm,u,=,mr,2,o,二.质点的角动量定理,1.,力矩,:,对固定点,0,大小,:,M=,Frsin,j,方向：右螺旋,单位：,N,m,在直角坐标系中各坐标轴的分量为,力矩为零的情况:,(1),力,等于零,；,(2),力,的作用线与矢径 共线即(sin,=0,)。,2.质点的角动量定理,由牛顿定律,质点角动量定理,微分形式,作用在质点上的力矩等于质点角动量对时间的变化率。称,质点,对固定点的,角动量定理。,质点角动量定理,积分形式,叫冲量矩,力矩对时间的积累作用,注:M和L必须是对,同一点,而言,三、质点角动量守恒律,若 ,则,=常矢量,质点所受外力对某固定点的力矩为零，则质点对该固定点的角动量守恒，这就是质点的,角动量守恒定律.,角动量守恒定律是物理学的基本定律之一，它不仅适用于宏观体系，也适用于微观体系。,60,解,小球对,o,点的角动量守恒：,mr,2,o,=m(r/,2,),2,=,4,o,由动能定理，,拉力的功为,F,o,r,o,m,例题：,如图所示，一细绳穿过光滑水平桌面上的小孔,o,，绳的一端系有一质量为,m,的小球。开始时小球以角速度,o,绕孔,o,作半径,r,的匀速圆周运动，现在向下缓慢拉绳，求半径从,r,变为,r/,2,过程中拉力的功。,
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