大學(xué)物理競(jìng)賽輔導(dǎo)(力學(xué))課件

1、競(jìng)賽內(nèi)容競(jìng)賽內(nèi)容質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)學(xué)1、描述質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的基本量：1)位置矢量2)位移3)速度4)加速度質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)學(xué)1、描述質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的基本量：1)位置矢量2)位移3)在自然坐標(biāo)系的表述:(1) 位置P點(diǎn)起軌跡的弧長(zhǎng)S 弧坐標(biāo)速度 （2）(3) 加速度相對(duì)性：矢量性：瞬時(shí)性：疊加性：二、相對(duì)運(yùn)動(dòng)在自然坐標(biāo)系的表述:(1) 位置P點(diǎn)起軌跡的弧長(zhǎng)S 弧坐2.質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的幾種典型形式1) 勻變速直線運(yùn)動(dòng)2) 拋體運(yùn)動(dòng)22001attvxx+=0atvv+=()02022xxavv-=運(yùn)動(dòng)方程 3) 勻變速圓周運(yùn)動(dòng) 0tbww+ 21200ttbwqq+= )(20202qqbww-=4) 線量和角量關(guān)系2.質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的幾

2、種典型形式1) 勻變速直線運(yùn)動(dòng)2) 拋體運(yùn)3、運(yùn)動(dòng)學(xué)中的兩類問(wèn)題(按求解時(shí)所用數(shù)學(xué)方法的不同）：1）已知：質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)學(xué)方程求： 以及 軌跡方程 等。解法：求導(dǎo)若已知若已知?jiǎng)t則3、運(yùn)動(dòng)學(xué)中的兩類問(wèn)題(按求解時(shí)所用數(shù)學(xué)方法的不同）：1）已2） 已知： 及初值條件 求:解法：積分分離變量一維直線運(yùn)動(dòng)(直線運(yùn)動(dòng)中可用標(biāo)量代替矢量）2） 已知： 及初值條件 求:解法：積分分離變量一維例：一質(zhì)點(diǎn)由靜止開(kāi)始作直線運(yùn)動(dòng)，初始加速度為a0，以后加速度均勻增加，每經(jīng)過(guò)秒增加a0，求經(jīng)過(guò) t 秒后質(zhì)點(diǎn)的速度和運(yùn)動(dòng)的距離。解：據(jù)題意知，加速度和時(shí)間的關(guān)系為：例：一質(zhì)點(diǎn)由靜止開(kāi)始作直線運(yùn)動(dòng)，初始加速度為a0，以后加速度

3、例，一足球運(yùn)動(dòng)員在正對(duì)球門前25m處，以20m/s的初速度罰任意球。已知門高3.44m，若要在垂直于球門的豎直平面內(nèi)將足球直接踢進(jìn)球門，問(wèn)他應(yīng)在與地面成什么角度的范圍內(nèi)踢出足球？（足球可視為質(zhì)點(diǎn)）例，一足球運(yùn)動(dòng)員在正對(duì)球門前25m處，以20m/s的初速度罰質(zhì)點(diǎn)(系)動(dòng)力學(xué)1、牛頓三定律2、力的瞬時(shí)效應(yīng) 適用于低速宏觀慣性系1）質(zhì)點(diǎn)的角動(dòng)量（固定點(diǎn)） 合外力對(duì)固定點(diǎn)的力矩 2）質(zhì)點(diǎn)（系）的角動(dòng)量定理（固定點(diǎn)） 質(zhì)點(diǎn)（系）角動(dòng)量守恒定律 若 ，則 同一問(wèn)題中的力矩和角動(dòng)量都是對(duì)于慣性系中的同一固定點(diǎn)。 質(zhì)點(diǎn)(系)動(dòng)力學(xué)1、牛頓三定律2、力的瞬時(shí)效應(yīng) 適用于低速宏質(zhì)點(diǎn)（系）動(dòng)力學(xué)3、力的時(shí)間積累效應(yīng)

4、1）沖量： 2）質(zhì)點(diǎn)的動(dòng)量定理 動(dòng)量： 質(zhì)點(diǎn)系的動(dòng)量定理 3）質(zhì)點(diǎn)系的動(dòng)量守恒定律（慣性系） 平均沖力概念質(zhì)點(diǎn)（系）動(dòng)力學(xué)3、力的時(shí)間積累效應(yīng)1）沖量： 2）質(zhì)點(diǎn)的動(dòng)注意： 1、動(dòng)量守恒定律只適用于慣性系。定律中的速度應(yīng) 是對(duì)同一慣性系的速度，動(dòng)量和應(yīng)是同一時(shí)刻的動(dòng)量之和。2、系統(tǒng)動(dòng)量守恒，但每個(gè)質(zhì)點(diǎn)的動(dòng)量可能變化。3、在碰撞、打擊、爆炸等相互作用時(shí)間極短的過(guò)程 中，往往可忽略外力（外力與內(nèi)力相比小很多）近似守恒條件。4、動(dòng)量守恒可在某一方向上成立（合外力沿某一方向?yàn)榱恪＃┎糠质睾銞l件5、動(dòng)量守恒定律在微觀高速范圍仍適用。是比牛頓定律更普遍的最基本的定律注意： 若 ，但若某一方向的合外力零，或

5、該方向 F外F內(nèi)則該方向上動(dòng)量守恒； (3)系統(tǒng)內(nèi)各量必須是同一時(shí)刻，對(duì)同一慣性系的物理量 ； (4)若作用時(shí)間極短，而系統(tǒng)又只受重力作用，則可略去重力，而運(yùn)用動(dòng)量守恒。若 或 F外F內(nèi)，則系統(tǒng)無(wú)論沿那個(gè)方向的動(dòng)量都守恒； (2)守恒條件是 而不是 (1) 若 ，但若4）質(zhì)心 4）質(zhì)心 幾種系統(tǒng)的質(zhì)心 兩質(zhì)點(diǎn)系統(tǒng)m2m1r1r2C m1 r1 = m2 r2 連續(xù)體rrcdmC0m zx y “小線度”物體的質(zhì)心和重心是重合的。均勻桿、圓盤、圓環(huán)、球，質(zhì)心為其幾何中心。幾種系統(tǒng)的質(zhì)心 兩質(zhì)點(diǎn)系統(tǒng)m2m1r1r2C m1大學(xué)物理競(jìng)賽輔導(dǎo)(力學(xué))課件 質(zhì)心運(yùn)動(dòng)定理有拉力紙C球往哪邊移動(dòng)？該質(zhì)點(diǎn)集中

6、了整個(gè)質(zhì)點(diǎn)系的質(zhì)量和所受質(zhì)心的運(yùn)動(dòng)如同一個(gè)在質(zhì)心位置處的質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)，的外力。實(shí)際上是物體質(zhì)心的運(yùn)動(dòng)。在質(zhì)點(diǎn)力學(xué)中所謂“物體”的運(yùn)動(dòng)，思考 質(zhì)心運(yùn)動(dòng)定理有拉力紙C球往哪邊移動(dòng)？該質(zhì)點(diǎn)集中了整個(gè)質(zhì)心 質(zhì)心運(yùn)動(dòng)定理一 質(zhì)心有n 個(gè)質(zhì)點(diǎn)組成的質(zhì)點(diǎn)系，其質(zhì)心位置可由下式確定若取為質(zhì)點(diǎn)系內(nèi)各質(zhì)點(diǎn)的質(zhì)量總和上式可寫為此式對(duì)時(shí)間求導(dǎo)為：質(zhì)心 質(zhì)心運(yùn)動(dòng)定理一 質(zhì)心有n 個(gè)質(zhì)點(diǎn)組成的質(zhì)點(diǎn)系，其上式表明：系統(tǒng)內(nèi)各質(zhì)點(diǎn)的動(dòng)量的矢量和等于系統(tǒng)=質(zhì)心的速度乘以系統(tǒng)的質(zhì)量。上式表明：作用在系統(tǒng)上的合外力等于系統(tǒng)的總質(zhì)量乘以系統(tǒng)質(zhì)心的加速度。此即質(zhì)心運(yùn)動(dòng)定律。利用此定律求解多粒子體系的物理問(wèn)題時(shí)，會(huì)帶來(lái)許多方便。上式表明：系

7、統(tǒng)內(nèi)各質(zhì)點(diǎn)的動(dòng)量的矢量和等于系統(tǒng)=質(zhì)心的速度乘 系統(tǒng)內(nèi)力不會(huì)影響質(zhì)心的運(yùn)動(dòng)， 在光滑水平面上滑動(dòng)的扳手， 做跳馬落地動(dòng)作的運(yùn)動(dòng)員盡管在翻轉(zhuǎn)，但 爆炸的焰火彈雖然碎片四散，但其質(zhì)心仍在做拋物線運(yùn)動(dòng)其質(zhì)心仍做拋物線運(yùn)動(dòng)例如：其質(zhì)心做勻速直線運(yùn)動(dòng) 系統(tǒng)內(nèi)力不會(huì)影響質(zhì)心的運(yùn)動(dòng)， 在光滑水平面上滑動(dòng)的若合外力為零，二 ）動(dòng)量守恒與質(zhì)心的運(yùn)動(dòng)質(zhì)點(diǎn)系動(dòng)量守恒若合外力分量為0，質(zhì)點(diǎn)系分動(dòng)量守恒質(zhì)點(diǎn)系動(dòng)量守恒和質(zhì)心勻速運(yùn)動(dòng)等價(jià)！則則相應(yīng)的質(zhì)心分速度不變?nèi)艉贤饬榱?，?）動(dòng)量守恒與質(zhì)心的運(yùn)動(dòng)質(zhì)點(diǎn)系動(dòng)量守恒若合外質(zhì)點(diǎn)（系）動(dòng)力學(xué)4、力的空間積累效應(yīng)1）功： 2）質(zhì)點(diǎn)的動(dòng)能定理 動(dòng)能和勢(shì)能： 質(zhì)點(diǎn)組動(dòng)能定理3）保守

8、力的功和勢(shì)能 若取坐標(biāo)原點(diǎn)為重力勢(shì)能零點(diǎn)，則 若取坐標(biāo)原點(diǎn)為彈性勢(shì)能零點(diǎn)，則 c=0若取無(wú)窮遠(yuǎn)處為引力勢(shì)能零點(diǎn)，則 質(zhì)點(diǎn)（系）動(dòng)力學(xué)4、力的空間積累效應(yīng)1）功： 2）質(zhì)點(diǎn)的動(dòng)能質(zhì)點(diǎn)（系）動(dòng)力學(xué)4）功能原理 5）系統(tǒng)的機(jī)械能守恒定律（慣性系） 若 和 ，則系統(tǒng)的機(jī)械能保持不變。 解題方法：確定對(duì)象、分析受力、選取坐標(biāo)、列解方程基本思路：先功能，再動(dòng)量，牛頓定律看情況； 先守恒，后定理，分析受力要緊。質(zhì)點(diǎn)（系）動(dòng)力學(xué)4）功能原理 5）系統(tǒng)的機(jī)械能守恒定律（慣性例3 質(zhì)量為2kg的質(zhì)點(diǎn)在力(SI)的作用下，從靜止出發(fā)，沿x軸正向作直線運(yùn)動(dòng)。求前三秒內(nèi)該力所作的功。解：（一維運(yùn)動(dòng)可以用標(biāo)量）例3 質(zhì)量

9、為2kg的質(zhì)點(diǎn)在力(SI)的作用下，從靜止出發(fā)，非慣性系 慣性力 我們知道牛頓定律只在慣性系中成立，可是，在實(shí)際問(wèn)題中，有時(shí)我們又必須在非慣性系中去觀察和處理問(wèn)題。那么物理上如何解決這個(gè)問(wèn)題的呢？ 通過(guò)本節(jié)的討論，我們將會(huì)看到，如果引入一個(gè)慣性力的概念，那么我們?cè)诜菓T性系中將仍可沿用牛頓定律的形式而使問(wèn)題得到簡(jiǎn)化。 非慣性系 慣性力 我們知道牛頓定律只在慣性系中成立1、慣性力的提出 設(shè)有一質(zhì)量為m的小球，放在一小車光滑的水平面上，平面上除小球(小球的線度遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于小車的橫向線度）之外別無(wú)他物，即小球水平方向合外力為零。然后突然使小車向右對(duì)地作加速運(yùn)動(dòng)，這時(shí)小球?qū)⑷绾芜\(yùn)動(dòng)呢？(1)地面上的觀察者：

10、小球?qū)㈧o止在原地，符合牛頓第一定律；(2)車上的觀察者：小球以as相對(duì)于小車作加速運(yùn)動(dòng)；1、慣性力的提出 設(shè)有一質(zhì)量為m的小球，放在一小車注意：此時(shí)小車是非慣性系，那么小車上的觀察者如何解釋呢？ 我們假設(shè)車上的人熟知牛頓定律，尤其對(duì)加速度一定是由力引起的印象至深，以致在任何場(chǎng)合下，他都強(qiáng)烈地要求保留這一認(rèn)知，于是車上的人說(shuō)：小球之所以對(duì)小車有 -as 的加速度，是因?yàn)槭艿搅艘粋€(gè)指向左方的作用力，且力的大小為 - mas；但他同時(shí)又熟知，力是物體與物體之間的相互作用，而小球在水平方向不受其它物體的作用, 因此，物理上把這個(gè)力命名為慣性力。（虛擬）1）慣性力是參考系加速運(yùn)動(dòng)引起的附加力，本質(zhì)上是物

11、體慣性的體現(xiàn)，它不是物體間的相互作用，沒(méi)有反作用力，但有真實(shí)的效果。2、慣性力的特點(diǎn) 注意：此時(shí)小車是非慣性系，那么小車上的觀察者如何解釋呢？ 2)慣性力的大小等于研究對(duì)象的質(zhì)量m與非慣性系的加速度as的乘積，而方向與 as 相反，即 注意式中 m 是研究對(duì)象的質(zhì)量，即在同一非慣性系中若選取的研究對(duì)象不同，其質(zhì)量不同，則 f 不同； 另外 f 與 as 有關(guān)，非慣性系相對(duì)于慣性系的加速度的形式不同，則 f 也不同。 后面將從三個(gè)方面加以說(shuō)明。2)慣性力的大小等于研究對(duì)象的質(zhì)量m與非慣性系的加速度as的3、 非慣性系中的運(yùn)動(dòng)定律的形式 設(shè)有慣性系O和非慣性系O，O系以加速度as相對(duì)于O系運(yùn)動(dòng)，現(xiàn)

12、在O系中有一質(zhì)點(diǎn)，其質(zhì)量為m，且相對(duì)于O系以相對(duì)加速度 a/ 運(yùn)動(dòng)，于是質(zhì)點(diǎn)m相對(duì)慣性系的加速度 a=as+a/ 現(xiàn)在慣性系O中運(yùn)用牛頓定律得因?yàn)槲覀円岩霊T性力，所以上式為這就是在非慣性系中運(yùn)動(dòng)定律的形式. 即：在非慣性系中運(yùn)用牛頓定律時(shí)，對(duì)研究對(duì)象除了分析其受到的真實(shí)力以外，還必須加上其受到的慣性力；而等式右邊則只考慮研究對(duì)象相對(duì)于非慣性系的相對(duì)加速度a/。3、 非慣性系中的運(yùn)動(dòng)定律的形式 設(shè)有慣性系O和非慣例2-6 加速度計(jì) 小車上系有一物，當(dāng)小車以恒加速度運(yùn)動(dòng)時(shí)，重物與豎直方向成角，求小車之加速度。解：以小車為參照系（非慣性系），而處平衡態(tài)，故有聯(lián)立，得 因?yàn)閍/=0,這時(shí)動(dòng)力學(xué)可簡(jiǎn)化

13、為靜力學(xué)重物受3個(gè)力:重力mg，慣性力f，Tmgfxy張力T，例2-6 加速度計(jì) 小車上系有一物，當(dāng)小車以恒加速勻角速轉(zhuǎn)動(dòng)的非慣性系中的慣性離心力*慣性離心力的引入： 如圖所示，在光滑水平圓盤上，用一輕彈簧栓一小球，圓盤以角速勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，這時(shí)彈簧被拉伸后而靜止。 地面觀察者：小球受到彈性力，且指向圓心，作圓周運(yùn)動(dòng)； 圓盤上觀察者：小球受到彈簧拉力，指向圓心，但小球仍處于靜止?fàn)顟B(tài)，為解釋這一現(xiàn)象引入 此時(shí) 即稱為慣性離心力。勻角速轉(zhuǎn)動(dòng)的非慣性系中的慣性離心力*慣性離心力的引入：3-7、 碰撞碰撞：如果兩個(gè)或兩個(gè)以上的物體相互作用，且作用 力較大時(shí)間極為短暫。碰撞過(guò)程的特點(diǎn)：1、各個(gè)物體的動(dòng)量明顯改

14、變。 2、系統(tǒng)的總動(dòng)量守恒。正碰：兩球碰撞前的速度在兩球的中心連線上。 那么，碰撞時(shí)相互作用的力和碰后的速度也 都在這一連線上。（對(duì)心碰撞）斜碰：兩球碰撞前的速度不在兩球的中心連線上。3-7、 碰撞碰撞：如果兩個(gè)或兩個(gè)以上的物體相互作用，碰撞過(guò)程中兩球的機(jī)械能（動(dòng)能）完全沒(méi)損失碰撞過(guò)程中兩球的機(jī)械能（動(dòng)能）要損失一部分（轉(zhuǎn)化為熱能）。兩球碰后合為一體，以共同的速度運(yùn)動(dòng)。碰撞過(guò)程極為短暫，位置變化也不大，勢(shì)能沒(méi)有改變。彈性碰撞：非彈性碰撞:完全非彈性碰撞： 有些情況比較復(fù)雜，即要考慮是否動(dòng)量守恒，又要考慮是否機(jī)械能守恒，以后還要學(xué)習(xí)角動(dòng)量守恒。那么，動(dòng)能呢？碰撞過(guò)程中兩球的機(jī)械能（動(dòng)能）完全沒(méi)損

15、失碰撞過(guò)程極為短暫，位例：質(zhì)量 M 的沙箱，懸掛在線的下端；質(zhì)量 m，速 率 的子彈水平地射入沙箱，并與沙箱一起擺 至某一高度 h 為止。試從高度 h 計(jì)算出子彈的 速率 ，并說(shuō)明在此過(guò)程中機(jī)械能損失。mMh例：質(zhì)量 M 的沙箱，懸掛在線的下端；質(zhì)量 m，速mMh解：從子彈以初速擊中沙箱到獲得共同速度可看作 在平衡位置完成的完全非彈性碰撞。水平方向 受外力為0，由動(dòng)量守恒有子彈射入沙箱后，只有重力作功，子彈，沙箱地球組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒。解：從子彈以初速擊中沙箱到獲得共同速度可看作子彈射入沙箱后，碰撞過(guò)程中機(jī)械能不守恒。機(jī)械能損失為：碰撞過(guò)程中機(jī)械能不守恒。機(jī)械能損失為：一自動(dòng)卸貨礦車，滿載時(shí)

16、質(zhì)量為m ，從與水平成傾角= 30o斜面上的A 由靜止下滑。設(shè)斜面對(duì)車的阻力為車重的025倍。礦車下滑距離l 時(shí)，礦車與緩沖彈簧一道沿斜面運(yùn)動(dòng)。當(dāng)?shù)V車使彈簧產(chǎn)生最大形變時(shí)，礦車自動(dòng)卸貨，然后礦車借助彈簧的彈力作用，使之返回原位置A 再裝貨。試問(wèn)要完成這一過(guò)程空載時(shí)與滿載時(shí)車的質(zhì)量比應(yīng)為多大？分析：礦車在下滑和返回的全過(guò)程中受到重力、彈力、阻力和支持力作用。若取礦車、地球和彈簧為系統(tǒng)，支持力不作功，重力彈力為保守力，而阻力為非保守力。全過(guò)程中，存在非保守力作功，系統(tǒng)不滿足機(jī)械能守恒的條件，因此，可用功能原理去求解。在確定勢(shì)能零點(diǎn)時(shí)，常選取彈簧原長(zhǎng)時(shí)的位置為重力勢(shì)能、彈性勢(shì)能共同的零點(diǎn)這樣解題比較

17、方便。一自動(dòng)卸貨礦車，滿載時(shí)質(zhì)量為m ，從與水平成傾角= 30解 ：取沿斜面向上為X軸正方向。彈簧被壓縮到最大 =形變時(shí)彈簧上端為坐標(biāo)原點(diǎn)O。礦車在下滑和上行的全過(guò)程中，按題意摩擦力所作的功為： Wf = （025mg+025mg）（l+x）-（1）由功能原理，在全過(guò)程中，摩擦力所作的功應(yīng)等于系統(tǒng)機(jī)械能的增量。故有Wf =E =EP+EK由于礦車返回原位置時(shí)速度為零，故EK=0 ，而=EP=（m-m）g（l+x）sin =Wf -（2）由式（1）、（2）可解得 m/m=1/3 。解 ：取沿斜面向上為X軸正方向。彈簧被壓縮到最大 =形四、關(guān)于“宇宙速度”1、人造地球衛(wèi)星 第一宇宙速度2、人造行星

18、 第二宇宙速度3、飛出太陽(yáng)系 第三宇宙速度要先脫離地球引力，再脫離太陽(yáng)的引力四、關(guān)于“宇宙速度”1、人造地球衛(wèi)星 第一宇宙速度2、人設(shè)拋體脫離地球引力后，相對(duì)地球的速度為v按機(jī)械能守恒有借助地球相對(duì)太陽(yáng)的速度vE若v 與vE方向相同則拋體相對(duì)太陽(yáng)的速度最大，有故拋體要脫離太陽(yáng)引力，其機(jī)械能至少是：由牛二律設(shè)拋體脫離地球引力后，相對(duì)地球的速度為v按機(jī)械能守恒有借助于是此即第三宇宙速度于是此即第三宇宙速度大學(xué)物理競(jìng)賽輔導(dǎo)(力學(xué))課件AAAA大學(xué)物理競(jìng)賽輔導(dǎo)(力學(xué))課件大學(xué)物理競(jìng)賽輔導(dǎo)(力學(xué))課件大學(xué)物理競(jìng)賽輔導(dǎo)(力學(xué))課件AAAA大學(xué)物理競(jìng)賽輔導(dǎo)(力學(xué))課件大學(xué)物理競(jìng)賽輔導(dǎo)(力學(xué))課件大學(xué)物理競(jìng)賽

19、輔導(dǎo)(力學(xué))課件AABBAAAAAAA通過(guò)地球自轉(zhuǎn)周期推出太陽(yáng)相對(duì)地球轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度，再由幾何關(guān)系得到桿的影長(zhǎng)和時(shí)間的關(guān)系。2A通過(guò)地球自轉(zhuǎn)周期推出太陽(yáng)相對(duì)地球轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度，再由幾何關(guān)系如圖所示，將一條長(zhǎng)為r 的系鏈條靜止的放在光滑的水平方形臺(tái)面上，鏈條的一半從臺(tái)面上下垂，另一半平直放在臺(tái)面上。求鏈條剛滑離臺(tái)面的速度。OABxTGOA解:對(duì)鏈條下垂部分和臺(tái)面上部分分別出受力分析，隱含整個(gè)鏈條的速率相同條件以對(duì)鏈條為研究對(duì)象，單位長(zhǎng)度質(zhì)量為m,建立坐標(biāo),列方程.對(duì)臺(tái)面上的鏈條對(duì)下垂的鏈條初始條件x0=d/2,v0=0如圖所示，將一條長(zhǎng)為r 的系鏈條靜止的放在光滑的水平方OAB如圖所示，將一條長(zhǎng)為r

20、的系鏈條靜止的放在光滑的水平方形臺(tái)面上，鏈條的一半從臺(tái)面上下垂，另一半平直放在臺(tái)面上。求鏈條剛滑離臺(tái)面的速度。OABxTGOA解:對(duì)鏈條下垂部分和臺(tái)面上部分分別出受力分析，隱含整個(gè)鏈條的速率相同條件,整個(gè)過(guò)程只有重力做功，機(jī)械能守恒，選全部離開(kāi)時(shí)坐標(biāo)原點(diǎn)為重力勢(shì)能零點(diǎn)。以對(duì)鏈條為研究對(duì)象，單位長(zhǎng)度質(zhì)量為,建立坐標(biāo),列方程.如圖所示，將一條長(zhǎng)為r的系鏈條靜止的放在光滑的水平方OABxBB大學(xué)物理競(jìng)賽輔導(dǎo)(力學(xué))課件大學(xué)物理競(jìng)賽輔導(dǎo)(力學(xué))課件AAAA大學(xué)物理競(jìng)賽輔導(dǎo)(力學(xué))課件AAA變質(zhì)量問(wèn)題時(shí)，牛頓運(yùn)動(dòng)定律寫成原始形式A變質(zhì)量問(wèn)題時(shí)，牛頓運(yùn)動(dòng)定律寫成原始形式AAAAAABBAAAA大學(xué)物理競(jìng)賽

21、輔導(dǎo)(力學(xué))課件BB大學(xué)物理競(jìng)賽輔導(dǎo)(力學(xué))課件大學(xué)物理競(jìng)賽輔導(dǎo)(力學(xué))課件BBAA大學(xué)物理競(jìng)賽輔導(dǎo)(力學(xué))課件BBBB大學(xué)物理競(jìng)賽輔導(dǎo)(力學(xué))課件BBBB大學(xué)物理競(jìng)賽輔導(dǎo)(力學(xué))課件AA大學(xué)物理競(jìng)賽輔導(dǎo)(力學(xué))課件AA大學(xué)物理競(jìng)賽輔導(dǎo)(力學(xué))課件BB大學(xué)物理競(jìng)賽輔導(dǎo)(力學(xué))課件大學(xué)物理競(jìng)賽輔導(dǎo)(力學(xué))課件大學(xué)物理競(jìng)賽輔導(dǎo)(力學(xué))課件BB大學(xué)物理競(jìng)賽輔導(dǎo)(力學(xué))課件大學(xué)物理競(jìng)賽輔導(dǎo)(力學(xué))課件BB大學(xué)物理競(jìng)賽輔導(dǎo)(力學(xué))課件BB大學(xué)物理競(jìng)賽輔導(dǎo)(力學(xué))課件AA大學(xué)物理競(jìng)賽輔導(dǎo)(力學(xué))課件A非慣性系A(chǔ)非慣性系例：一輕質(zhì)光滑圓環(huán)，半徑為R,用細(xì)線懸掛在支點(diǎn)上，環(huán)上串有兩個(gè)質(zhì)量都為m的小球，讓兩球從

22、環(huán)頂同時(shí)由靜止向兩邊下滑，問(wèn)：（1）滑到何處時(shí)大環(huán)將上升（用角度表示），（2）如大環(huán)質(zhì)量為M,結(jié)果如何？例：一輕質(zhì)光滑圓環(huán)，半徑為R,用細(xì)線懸掛在支點(diǎn)上，環(huán)上串有兩大學(xué)物理競(jìng)賽輔導(dǎo)(力學(xué))課件大學(xué)物理競(jìng)賽輔導(dǎo)(力學(xué))課件例：有兩個(gè)質(zhì)量分別為m和m+M的人，他們分別拉住掛在定滑輪兩邊的繩子往上爬，開(kāi)始時(shí)兩人離滑輪的距離都是h.求如果質(zhì)量較輕的人在t秒鐘爬到滑輪處，則質(zhì)量較重的人離滑輪的距離為多少？例：有兩個(gè)質(zhì)量分別為m和m+M的人，他們分別拉住掛在定滑輪兩大學(xué)物理競(jìng)賽輔導(dǎo)(力學(xué))課件大學(xué)物理競(jìng)賽輔導(dǎo)(力學(xué))課件大學(xué)物理競(jìng)賽輔導(dǎo)(力學(xué))課件大學(xué)物理競(jìng)賽輔導(dǎo)(力學(xué))課件大學(xué)物理競(jìng)賽輔導(dǎo)(力學(xué))課件大

23、學(xué)物理競(jìng)賽輔導(dǎo)(力學(xué))課件剛體的定軸轉(zhuǎn)動(dòng)1、轉(zhuǎn)動(dòng)慣量2、力矩的瞬時(shí)效應(yīng)剛體定軸轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)動(dòng)定理 3、力矩的時(shí)間積累效應(yīng)對(duì)軸的角動(dòng)量定理若 Mz外0 4、剛體的轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)能5、力矩的功 當(dāng)剛體轉(zhuǎn)過(guò)有限角時(shí)，力矩的功為 剛體的定軸轉(zhuǎn)動(dòng)1、轉(zhuǎn)動(dòng)慣量2、力矩的瞬時(shí)效應(yīng)3、力矩的時(shí)間積剛體的定軸轉(zhuǎn)動(dòng)6、力矩的空間累積效應(yīng)剛體定軸轉(zhuǎn)動(dòng)的動(dòng)能定理： 7、機(jī)械能守恒定律解題方法：確定對(duì)象、分析受力、選取坐標(biāo)、列解方程基本思路：先功能，再角動(dòng)量，轉(zhuǎn)動(dòng)定律看情況； 先守恒，后定理，分析受力要緊。剛體的定軸轉(zhuǎn)動(dòng)6、力矩的空間累積效應(yīng)7、機(jī)械能守恒定律解題方 8.平行軸定理JCdmJC平行9.對(duì)薄平板剛體的正交軸定理 ri

24、 mi x z yi y xiO即如圖 8.平行軸定理JCdmJC平行9.對(duì)薄平板剛體的正交軸定例求對(duì)薄圓盤的一條直徑的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，已知圓盤 yx z 圓盤 R C m 解：例求對(duì)薄圓盤的一條直徑的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，已知圓盤 yx z 圓大學(xué)物理競(jìng)賽輔導(dǎo)(力學(xué))課件大學(xué)物理競(jìng)賽輔導(dǎo)(力學(xué))課件大學(xué)物理競(jìng)賽輔導(dǎo)(力學(xué))課件大學(xué)物理競(jìng)賽輔導(dǎo)(力學(xué))課件大學(xué)物理競(jìng)賽輔導(dǎo)(力學(xué))課件大學(xué)物理競(jìng)賽輔導(dǎo)(力學(xué))課件大學(xué)物理競(jìng)賽輔導(dǎo)(力學(xué))課件大學(xué)物理競(jìng)賽輔導(dǎo)(力學(xué))課件大學(xué)物理競(jìng)賽輔導(dǎo)(力學(xué))課件大學(xué)物理競(jìng)賽輔導(dǎo)(力學(xué))課件大學(xué)物理競(jìng)賽輔導(dǎo)(力學(xué))課件轉(zhuǎn)動(dòng)定律應(yīng)用舉例定軸 ORthmv0= 0 繩（不可伸長(zhǎng)）已知：

25、R = 0.2m，m =1kg，v0= 0， h =1.5m，滑動(dòng)，下落時(shí)間 t =3s。求：輪對(duì) O 軸 J =？ 解：動(dòng)力學(xué)關(guān)系：對(duì)輪：T = TmgmaRGTN對(duì)m：運(yùn)動(dòng)學(xué)關(guān)系：(3)(4)(1)(2)繩輪間無(wú)相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)定律應(yīng)用舉例定軸 Rthmv0= 0 繩(1)(4)聯(lián)立解得：分析結(jié)果： 量綱對(duì)； h、m 一定，J t， 若J = 0，得 代入數(shù)據(jù)：正確。合理；此為一種用實(shí)驗(yàn)測(cè)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的方法。(1)(4)聯(lián)立解得：分析結(jié)果： 量綱對(duì)； h、m 大學(xué)物理競(jìng)賽輔導(dǎo)(力學(xué))課件大學(xué)物理競(jìng)賽輔導(dǎo)(力學(xué))課件大學(xué)物理競(jìng)賽輔導(dǎo)(力學(xué))課件大學(xué)物理競(jìng)賽輔導(dǎo)(力學(xué))課件大學(xué)物理競(jìng)賽輔導(dǎo)(力學(xué))課件AA

26、大學(xué)物理競(jìng)賽輔導(dǎo)(力學(xué))課件BB大學(xué)物理競(jìng)賽輔導(dǎo)(力學(xué))課件AA大學(xué)物理競(jìng)賽輔導(dǎo)(力學(xué))課件AAAA大學(xué)物理競(jìng)賽輔導(dǎo)(力學(xué))課件大學(xué)物理競(jìng)賽輔導(dǎo)(力學(xué))課件AA大學(xué)物理競(jìng)賽輔導(dǎo)(力學(xué))課件大學(xué)物理競(jìng)賽輔導(dǎo)(力學(xué))課件大學(xué)物理競(jìng)賽輔導(dǎo)(力學(xué))課件BB大學(xué)物理競(jìng)賽輔導(dǎo)(力學(xué))課件AAAA大學(xué)物理競(jìng)賽輔導(dǎo)(力學(xué))課件AAAA大學(xué)物理競(jìng)賽輔導(dǎo)(力學(xué))課件AA大學(xué)物理競(jìng)賽輔導(dǎo)(力學(xué))課件BB大學(xué)物理競(jìng)賽輔導(dǎo)(力學(xué))課件大學(xué)物理競(jìng)賽輔導(dǎo)(力學(xué))課件大學(xué)物理競(jìng)賽輔導(dǎo)(力學(xué))課件大學(xué)物理競(jìng)賽輔導(dǎo)(力學(xué))課件AA大學(xué)物理競(jìng)賽輔導(dǎo)(力學(xué))課件BB大學(xué)物理競(jìng)賽輔導(dǎo)(力學(xué))課件大學(xué)物理競(jìng)賽輔導(dǎo)(力學(xué))課件大學(xué)物理競(jìng)賽

27、輔導(dǎo)(力學(xué))課件大學(xué)物理競(jìng)賽輔導(dǎo)(力學(xué))課件大學(xué)物理競(jìng)賽輔導(dǎo)(力學(xué))課件學(xué)以致用1、為什么夜間行車的安全速度取決于車頭燈光的照明距離？（勻加速直線運(yùn)動(dòng)）2、帆船是怎樣逆風(fēng)前進(jìn)的？（相對(duì)速度）3、在雜技表演中，在仰臥于地面的演員身上放一塊大而重的石板，另外一個(gè)人用大錘猛擊石板，石板碎了，下面的演員卻未受傷，這是為什么？如果將重石板換成輕木板，其下的演員會(huì)安全嗎？（動(dòng)量的傳遞）學(xué)以致用1、為什么夜間行車的安全速度取決于車頭燈光的照明距離考慮地球勻速轉(zhuǎn)動(dòng)。現(xiàn)在假設(shè)在赤道挖一個(gè)直坑，指向地心，不考慮地球密度不均勻、地心很熱、地心可能是液態(tài)等因素?，F(xiàn)在在坑的正上方無(wú)初速地釋放一個(gè)鐵球，那么運(yùn)動(dòng)一段時(shí)間后

28、，球?qū)?huì)：A撞到坑的東面的壁B撞到坑的南面的壁C撞到坑的西面的壁D撞到坑的北面的壁E不會(huì)撞到坑的壁解答：選A。由于引力始終為徑向，鐵球在切向上的速度大小不會(huì)變。而隨著鐵球接近地心，坑道處的切向速度將會(huì)減小。因此鐵球會(huì)撞到坑道的冬面的壁?？紤]地球勻速轉(zhuǎn)動(dòng)?，F(xiàn)在假設(shè)在赤道挖一個(gè)直坑，指向地心，不考慮眾所周知，人從樓上掉下摔不死也會(huì)摔成重傷，可是螞蟻從高處落下卻會(huì)安然無(wú)恙，你知道其中的密秘嗎？解答：物體在空氣中運(yùn)動(dòng)時(shí)會(huì)受到空氣的阻力，其阻力的大小與物體和空氣接觸的表面積大小有關(guān)。越小的物體其表面積大小和重力大小的比值越大，即阻力越容易和重力相平衡，從而不致于下降的速度越來(lái)越大，也就是說(shuō)微小的物體可以在空氣中以很小的速度下落，所以螞蟻落地時(shí)速度很小，不致于摔死。 眾所周知，人從樓上掉下摔不死也會(huì)摔成重傷，可是螞蟻從高處落下我們的地球一直在繞太陽(yáng)作軌道運(yùn)動(dòng)，周期約為365天。假設(shè)有一天這種軌道運(yùn)動(dòng)突然完全停止了，則地球會(huì)沿直線沖向太陽(yáng)。請(qǐng)估計(jì)需要多長(zhǎng)時(shí)間地球能夠撞到太陽(yáng)。(不考慮地球被太陽(yáng)熔化等因素，也不考慮其它天體的影響)。 ； 解：根據(jù)開(kāi)普勒定律，對(duì)于繞太陽(yáng)作軌道