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- 2022-08-16 发布
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第一章质点运动学机械运动:一个物体相对于另一个物体的空间位置随时间发生变化;或一个物体的某一部分相对于其另一部分的位置随时间而发生变化的运动。位矢用坐标值表示为:速度的矢量式:•自然坐标系:把坐标建立在运动轨迹上的坐标系统。规定:切向坐标轴沿质点前进方向的切向为正,单位矢量为,法向坐标轴沿轨迹的法向凹侧为正,单位矢量为。1-2-6圆周运动及其角量描述角位置q:质点所在的矢径与x轴的夹角。角位移Dq:质点从A到B矢径转过的角度。角量表示匀加速圆周运动的基本公式:角量和线量的关系:,,可以把角速度看成是矢量!方向由右手螺旋法则确定。右手的四指循着质点的转动方向弯曲,拇指的指向即为角速度矢量的方向。线速度与角速度的关系:绝对速度:物体相对与系的速度牵连速度:系相对与系的速度相对速度:物体相对与系的速度速度变换式:第2章-1牛顿定律牛顿第一定律(惯性定律):任何物体都将保持静止或匀速直线运动的状态直到其他物体所作用的力迫使它改变这种状态为止。惯性:任何物体保持其运动状态不变的性质。牛顿第二定律(牛顿运动方程):物体受到外力作用时,它所获得的加速度的大小与合外力的大小成正比,与物体的质量成反比,加速度的方向与合外力的方向相同。牛顿第三定律(作用力和反作用力定律):当物体A以力作用在物体B上时,物体B也必定同时以力作用在物体A上,两力作用在同一直线上,大小相等,方向相反。万有引力定律:\n任何两个质点之间都存在互相作用的引力,引力的方向沿着两个质点的连线方向;其大小与两个质点质量ml和m2的乘积成正比,与两质点之间的距离R的平方成反比。()重力是物体所受地球引力的一个分量。惯性系:牛顿定律成立的参考系。一切相对于惯性系作匀速直线运动的参考系也是惯性系。非惯性系:相对于惯性系做加速运动的参考系。在非惯性系内牛顿定律不成立。惯性力:为了要使牛顿第二定律在非惯性系内成立而引进的一个虚构的力。说明:惯性力没有施力者,不存在“力是物体之间的相互作用”这一特性。它和真实力有区别。惯性力的实质是物体的惯性在非惯性系中的表现。惯性力大小:大小等于运动质点的质量m与非惯性系加速度a的乘积。惯性力方向:与非惯性系加速度的方向相反。在非惯性系中,牛顿运动定律表示为:变力的冲量:单位:N·s动量定理的微分式:如果力的作用时间从,质点动量从质点动量定理:质点在运动过程中,所受合外力的冲量等于质点动量的增量。说明:(1)冲量的方向与动量增量的方向一致。(2)动量定理中的动量和冲量都是矢量,符合矢量叠加原理。因此在计算时可采用平行四边形法则,或把动量和冲量投影在坐标轴上以分量形式进行计算。平均冲力:,结论:物体动量变化一定的情况下,作用时间越长,物体受到的平均冲力越小;反之则越大。动量守恒定律是物理学中最重要、最普遍的规律之一,它不仅适合宏观物体,同样也适合微观物体。§2-3角动量守恒定律设:t时刻质点的位矢质点的动量运动质点相对于参考原点O的角动量定义为:单位:kg·m2·s-1\n角动量大小:角动量的方向:位矢和动量的矢积方向如果质点绕参考点O做圆周运动:注意:角动量与所取的惯性系有关;角动量与参考点O的位置有关。质点对参考点的角动量在通过点的任意轴线上的投影,称为质点对轴线的角动量。2-3-2力矩1.力对参考点的力矩质点的角动量随时间的变化率为:式中,,定义:外力对参考点O的力矩:单位:力矩的大小:力矩的方向由右手螺旋关系确定,垂直于和确定的平面。相对于参考点O的合力矩为:质点的角动量定理:质点对某一参考点的角动量随时间的变化率等于质点所受的合外力对同一参考点的力矩。角动量定理的积分式:,称为“冲量矩”质点系角动量定理:质点系对某一参考点的角动量随时间的变化率等于系统所受各个外力对同一参考点力矩之矢量和。质点或质点系的角动量守恒定律:当系统所受外力对某参考点的力矩之矢量和始终为零时,质点系对该点的角动量保持不变。第2章-3能量守恒定律质点由a点沿曲线运动到b点的过程中,变力所做的功。元功:功率是反映做功快慢程度的物理量。保守力:做功与路径无关,只与始末位置有关的力。保守力沿任何闭合路径做功等于零。保守力做功在数值上等于系统势能的减少。引力势能:(无限远处为势能零点)机械能,\n质点系的功能原理:质点系机械能的增量等于所有外力和所有非保守内力所做功的代数和。机械能守恒定律当系统只有保守内力做功时,质点系的总机械能保持不变。注意:(1)机械能守恒定律只适用于惯性系,不适合于非惯性系。这是因为惯性力可能做功。(2)在某一惯性系中机械能守恒,但在另一惯性系中机械能不一定守恒。这是因为外力的功与参考系的选择有关。对一个参考系外力功为零,但在另一参考系中外力功也许不为零。e为恢复系数e=0,则v2=v1,为完全非弹性碰撞。e=1,则分离速度等于接近速度,为完全弹性碰撞。一般非弹性碰撞:0