大学物理-05(动力学).ppt
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2020 3 31 1 牛顿定律解题 惯性系 非惯性系 惯性系 地面 非惯性系 牛顿定律不成立的参照系 上节课内容 2020 3 31 2 解 认物体 小球 看运动 小球作曲线运动 查受力 对小球进行受力分析 建立自然坐标 式d 在曲线运动中应用 例5 列方程 2020 3 31 3 对 积分 由 式 2020 3 31 4 3 牛顿第二定律的动量表示 一动量 1 质点动量 大小 方向 与方向一致 2 质点组动量 m不变 m变 描述物体运动量大小的物理量 4 单位 2020 3 31 5 二冲量 1 恒力的冲量 与方向一致 2 变力的冲量 恒力 大小 方向 1 任取时间元dt 2 计算元冲量 3 计算总冲量 为恒力 描述力对时间累积作用的物理量 2020 3 31 6 1 表达式 三质点动量定理 质点所受合外力的冲量等于质点动量的增量 质点在dt时间内所受合外力的冲量等于质点动量的微分 2020 3 31 7 I 平均冲力计算 2冲力 两物体碰撞瞬时作用力 弹性力 时间短 不易测 平均冲力 冲量对时间平均 方向 动量增量方向 2020 3 31 8 3 几点说明 1 动量定理只适用于惯性系 2 利用动量定理解决碰撞 冲击问题时 冲力是时间t的函数 常常求的是平均冲力 如果平均冲力远远大于常见力 则常见力可忽略 3 动量定理即可适用于全过程 又可用于分过程 第一 明确物理过程 确定研究对象 第二 进行受力分析 第三 建坐标 写出初动量和末动量 第四 根据动量定理 列出方程 求解 4 要使动量发生一定的改变 只要求作用于物体一定的冲量 在保持力的方向不变前提下 用较大的力作用较短的时间 用较小的力作用较长的时间 使物体的动量发生同样的变化 2020 3 31 9 例题 m 60g球以v 40m s抛向墙 求 球对墙作用力 以同速率弹回 解 利用动量定理及牛顿第三定律求解 取碰撞过程和球为研究对象 如图建立坐标系 始末状态 平均冲力 为正则沿ox方向 由第三定律 球对墙作用力 2020 3 31 10 例1 0 篮板受平均作用力 篮球m 1kg 以v 6m s 60o撞在篮板上 并以同角度反弹 设碰撞时间 t 0 01s求 篮板受到的平均作用力 解 重力 摩擦力忽略 球受力 2020 3 31 11 四质点组的动量定理 内力不影响总动量 总动量 2020 3 31 12 推开前后系统动量不变 2020 3 31 13 五动量守恒定律 动量守恒定律 可应用于任何一个分量 2020 3 31 14 1强调总效果 每个质点合外力未必为零 动量也可能变 2矢量式 分量式均成立 注意 解题思路 1选某过程为研究对象 3注意坐标系的选取 2确定始末状态动量 惯性系 3 4 2020 3 31 15 例题2 已知M 300kgm 60kg船对地V1 2m s 问 分析 跳前 跳后 系统总动量 水平方向动量守恒 2020 3 31 16 例题3 求子弹停止射入时速度 冲击摆 质量M静止悬挂 质量m子弹水平射入 解 m与M构成系统 受重力 拉力 M m 如图建立坐标 沿x方向无外力 动量守恒 射入瞬时视M未动 m停在其中后二者一起做圆周运动 x方向 射入前 射入后 总动量 动量守恒 2020 3 31 17 外力为重力 例题4 光滑轨道 车长l 质量M 从一端走到另一端 质量m的人 求 人 车各移动距离 x L l 解 人 车为系统 动量守恒 人车均运动 相对运动 伽氏变换 人对车位移 M m 2020 3 31 18 例题6 滑槽质量为M上有一滑块m 当m滑到底端时 求M滑动的位移及m对地的位移 解 1 以m M为研究对象 2 受力分析 水平方向动量守恒 设任一时刻M的速度为 m的速度为 3 如图规定坐标正向 2020 3 31 19 光滑 水平方向 竖直方向 m对地的位移 水平方向 水平方向 2020 3 31 20 速度增量 质量比 u 增大火箭的末速度 高能推进剂 u 喷气速度 相对火箭 2020 3 31 21 火箭的推力 被喷出的气体与火箭之间的作用力 以dt时间被喷出的气体dm为系统 气体受到冲量 火箭受推力 2020 3 31 22 例题 已知煤车在轨道上以3m s速度经过煤斗 煤斗以5000kg s往下落煤 若各种摩擦不计要煤车速率不变须给煤车多大牵引力作用 解 设 t时刻煤车 含煤 总质量为m 若车头给煤车的牵引力为 以 m dm 为研究对象 t dt时刻又有dm煤落入车厢 2020 3 31 23 例4 绳子一端固定 另一端系一质量为m的小球 并以匀角速度 绕竖直轴运动 绳子与竖直轴的夹角为 已知A B为圆周直径上的两点 求质点由A点运动到B点小球所受的合外力的冲量及绳子的拉力的冲量 求合力的冲量和拉力的冲量 解 1 合外力的冲量 大小 方向 沿y轴负方向 2020 3 31 24 2 拉力的冲量 2020 3 31 25 的方向 位于yoz平面- 配套讲稿:
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- 大学物理 05 动力学
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