大学物理力学部分归纳总结.pptx
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1、1第一单元第一单元经典力学经典力学归纳总结归纳总结2SCECQA Self-study Communion Explain Conclusion Question Argumentation自主学习自主学习:研读教材、找问题、记读书笔记:研读教材、找问题、记读书笔记 交流探讨交流探讨:同寝室、同班同学课下交流探讨:同寝室、同班同学课下交流探讨 讲解重点讲解重点:讲解重点难点问题、拓展知识面:讲解重点难点问题、拓展知识面 归纳总结归纳总结:知识点、解题指导、典型题分析:知识点、解题指导、典型题分析 提出问题提出问题:将不懂的、有兴趣的问题提出来:将不懂的、有兴趣的问题提出来 讨论争辩讨论争辩:围
2、绕重点问题展开讨论加深理解:围绕重点问题展开讨论加深理解 3知知知知 识识识识 点点点点 回回回回 顾顾顾顾第一章第一章 质点运动学质点运动学 怎样动?怎样动?怎样动?怎样动?7、伽利略坐标变换、速度变换、加速度变换?(定理)、伽利略坐标变换、速度变换、加速度变换?(定理)1、质点?、质点?2、确定质点位置的方法?、确定质点位置的方法?3、运动学方程?、运动学方程?4、位移、速度、加速度?、位移、速度、加速度?5、角量与线量的关系?、角量与线量的关系?6、运动叠加原理?、运动叠加原理?坐标法坐标法位矢法位矢法自然法自然法4运动学部分解题指导 2、已知加速度和初始条件,求速度、位移、路、已知加速
3、度和初始条件,求速度、位移、路程和运动方程(或已知速度和初始条件,求位移、程和运动方程(或已知速度和初始条件,求位移、路程和运动方程),用积分法。路程和运动方程),用积分法。1、已知运动方程,求速度,加速度,用微分法。、已知运动方程,求速度,加速度,用微分法。两两大大类类型型注意运用注意运用“分离变量分离变量”和和“恒等变换恒等变换”5知知知知 识识识识 点点点点 回回回回 顾顾顾顾1、物体为什么动?、物体为什么动?2、牛顿三定律?、牛顿三定律?3、牛顿定律的瞬时性、矢量性?、牛顿定律的瞬时性、矢量性?第二章第二章 质点动力学质点动力学 为什么动?为什么动?为什么动?为什么动?4、牛顿定律适用
4、范围?、牛顿定律适用范围?5、力的叠加原理?、力的叠加原理?6、常见力?、常见力?基本力?基本力?(质心运动定理)(质心运动定理)惯性?惯性?力?力?6知知知知 识识识识 点点点点 回回回回 顾顾顾顾第三章第三章 动量守恒定律和能量守恒定律动量守恒定律和能量守恒定律作功是一个过程量作功是一个过程量 能量是一个状态量能量是一个状态量1、功和能、功和能 联系与区别联系与区别 功是能量交换或转换的一种度量功是能量交换或转换的一种度量2、变力作功、变力作功元功:元功:3、功率、功率74、保守力作功与势能概念:、保守力作功与势能概念:弹性势能弹性势能重力势能重力势能万有引力势能万有引力势能 由势能求保守
5、力由势能求保守力85、力矩、角动量、力矩、角动量 7、三个定理:、三个定理:6、一个原理:、一个原理:功能原理功能原理 动量定理:动量定理:动能定理:动能定理:角动量定理:角动量定理:o力矩定义:力矩定义:角动量:角动量:9 8、三个守恒定律、三个守恒定律 机械能守恒定律:机械能守恒定律:动量守恒定律:动量守恒定律:角动量守恒定律:角动量守恒定律:条件:条件:条件:条件:条件:条件:或或或或或或1011、碰撞定律、碰撞定律10、质心运动定理、质心运动定理 9、质心、质心(质量中心):在研究质点系统问题中,与质点系统(质量中心):在研究质点系统问题中,与质点系统质量分布有关的一个代表点,它的位置
6、在平均意义上代表着质质量分布有关的一个代表点,它的位置在平均意义上代表着质量分布中心。量分布中心。质心的速度:质心的速度:质心的加速度:质心的加速度:111、刚体、刚体2、刚体的平动、刚体的平动3、刚体绕定轴转动、刚体绕定轴转动一、基本概念一、基本概念 第四章第四章第四章第四章 刚体的转动刚体的转动刚体的转动刚体的转动 4、角速度矢量、角速度矢量 5、刚体的转动动能、刚体的转动动能6、刚体的转动惯量、刚体的转动惯量7、刚体的角动量、刚体的角动量 128、力矩的功、力矩的功9、功率、功率 13二、基本规律 basic law1、转动定律、转动定律 law of rotation(相当于 )刚体所
7、受到的对于给定轴的刚体所受到的对于给定轴的总外力矩总外力矩等于刚体等于刚体对该轴的对该轴的角动量的时间变化率角动量的时间变化率2、转动动能定理、转动动能定理 143、定轴转动刚体的角动量定理、定轴转动刚体的角动量定理 转动物体所受合外力矩的冲量矩等于在这段转动物体所受合外力矩的冲量矩等于在这段时间内转动物体角动量的增量时间内转动物体角动量的增量角动量定理。角动量定理。4、定轴转动刚体的角动量守恒定律、定轴转动刚体的角动量守恒定律若则155、平行轴定理、平行轴定理6、垂直轴定理、垂直轴定理16动力学部分解题指导动力学部分习题一般分为动力学部分习题一般分为四大类四大类:第第一一类类是是牛牛顿顿第第
8、二二定定律律的的应应用用,主主要要是是求求解解质质点点系系中中任任一一个质点所受的力和加速度个质点所受的力和加速度第第二二类类问问题题是是冲冲量量和和动动量量关关系系式式的的应应用用,主主要要用用来来求求解解质质点系中任一个质点的速度、位移、冲量、动量增量。点系中任一个质点的速度、位移、冲量、动量增量。第第三三类类是是功功能能关关系系式式的的应应用用,主主要要用用来来求求解解质质点点系系中中任任一一质质点点的的速速率率、外外力力对对质质点点系系所所作作的的功功、非非保保守守内内力力对对质质点点系的功、质点系势能表达式中的未知量等。系的功、质点系势能表达式中的未知量等。第第四四类类是是角角动动量
9、量分分量量守守恒恒定定律律的的应应用用。主主要要求求质质点点系系中中任任一质点的速度。一质点的速度。17第一类是牛顿第二定律的应用第一类是牛顿第二定律的应用其解题步骤为:其解题步骤为:(1)隔离物体,使每个隔离物体可以视为质点。隔离物体,使每个隔离物体可以视为质点。(2)受力分析。受力分析。(3)选择坐标系。选择坐标系。(4)列运动方程,求解。列运动方程,求解。第二类问题是冲量和动量关系式的应用第二类问题是冲量和动量关系式的应用解题步骤是:解题步骤是:(1)选择所研究的质点系。选择所研究的质点系。(2)确定所研究的过程以及过程的始末状态。确定所研究的过程以及过程的始末状态。(3)根根据据过过程
10、程中中外外力力和和所所满满足足的的条条件件确确定定所所用用的的冲冲量量和和动动量量关系式。关系式。(4)列方程,求解。列方程,求解。18第三类是功能关系式的应用第三类是功能关系式的应用具体的解题步骤为:具体的解题步骤为:(1)选择所研究的质点系。选择所研究的质点系。(2)确定所研究的过程以及过程的始末状态。确定所研究的过程以及过程的始末状态。(3)根根据据过过程程中中外外力力的的功功和和非非保保守守内内力力的的功功代代数数和和所所服服从从的的条条件确定所用的功能关系式。件确定所用的功能关系式。(4)列方程,求解。列方程,求解。第第四四类类是是角角动动量量分分量量守守恒恒定定律律的的应应用用具具
11、体体的的求求解解方方法法是是:(1)、(、(2)同上。)同上。(3)判判断断过过程程中中对对某某点点(或或某某轴轴)合合外外力力矩矩是是否否为为零零,或或者者角角动量守恒条件是否成立。动量守恒条件是否成立。(4)若守恒条件成立,确定正方向,列方程,求解若守恒条件成立,确定正方向,列方程,求解分分解解综综合合法法:对对于于较较为为复复杂杂问问题题,不不是是只只用用一一个个定定理理、定定律律就就能能解解决决,要要将将整整个个过过程程分分解解成成几几个个子子过过程程,对对每每一一子子过过程程应用上述方法。应用上述方法。19 如如图图所所示示,木木块块A的的质质量量为为1.0kg,木木块块B的的质质量
12、量2.0kg,A、B之之间间的的摩摩擦擦系系数数是是0.20,B与与桌桌面面之之间间的的摩摩擦擦系系数数是是0.30,若若木木块块开开始始滑滑动动后后,它它们们加加速速度度大大小小均均为为0.15ms2。试试问问作作用用在在木木块块B上上的的拉拉力力F有有多多大大?设设滑滑轮轮和和绳绳子子的的质质量量均均不不计计,滑滑轮轮和和轴轴摩擦可不考虑。摩擦可不考虑。例题例题(1)典型习题分析20于是由式(于是由式(1)和()和(2),有),有 解解:以地面为参考系。:以地面为参考系。隔离木块隔离木块A,在水平方向,在水平方向绳子张力绳子张力T 和木块和木块B施于的摩擦力施于的摩擦力根据根据牛顿第二定律
13、牛顿第二定律列出木块列出木块A的运动方程的运动方程同样,同样,隔离木块隔离木块B,分析它在水平方向受力情况,分析它在水平方向受力情况,列出它的运动方程为列出它的运动方程为21从上两式消去从上两式消去T,得:,得:将式(将式(1)和()和(4)代入()代入(3),得:),得:22 一一个个质质量量为为M的的梯梯形形物物体体块块置置于于水水平平面面上上,另另一一质质量量为为m的的小小物物块块自自斜斜面面顶顶端端由由静静止止开开始始下下滑滑,接接触触面面间间的的摩摩擦擦系系数数均均忽忽略略不不计计,图图中中、h、均均为为已已知知,试试求求m与与分分离离时时相相对对水水平平面面的的速速度度及及此此时时
14、m相相对对于于的速度。的速度。例题例题(2)解解:选选m与与构构成成的的系系统统,m沿沿斜斜面面下下滑滑过过程程中中,在在水水平平方方向向系系统统所所受受的的外外力力为为零零,故故水水平平方方向向系系统统动动量量守守恒恒;另另外外,在在m下下滑滑过过程程中中只只有有保保守守力力作作功功,系系统统机机械械能能守守恒恒。以以和和v分分别别表表示示和和m分分离离时时两两者对地的速度,以者对地的速度,以r表示此时表示此时m相对于相对于的速度。的速度。23选如图示坐标系,选如图示坐标系,由动量守恒由动量守恒:解解(1),(2)式并根据速度变换定理式并根据速度变换定理 选水平面为重力势能零参考面,选水平面
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