理论力学质点动力学基本方程Y公开课一等奖优质课大赛微课获奖课件.pptx
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1、第三篇第三篇 动力学动力学动力学动力学动力学动力学研究物体机械运动与作用力之间关系研究物体机械运动与作用力之间关系研究物体机械运动与作用力之间关系研究物体机械运动与作用力之间关系运动分析运动分析画速度、加速度图画速度、加速度图动力学动力学静力学静力学运动学运动学受力分析受力分析画受力图画受力图动力学动力学质点质点动力学动力学动力学动力学质点系质点系动力学动力学动力学动力学第1页第1页 动力学力学模型动力学力学模型质点系:系统内包含有限或无限个质点,这些质点都含有惯性,并占据一定空间;质点之间以不同方式连接或者 附加以不同约束。地球自转质点系质点:质点:质点:质点:质点是含有一定质量而几何形状和
2、尺寸大小能够质点是含有一定质量而几何形状和尺寸大小能够质点是含有一定质量而几何形状和尺寸大小能够质点是含有一定质量而几何形状和尺寸大小能够 忽略不计物体。忽略不计物体。忽略不计物体。忽略不计物体。地球绕太阳公转地球绕太阳公转地球绕太阳公转地球绕太阳公转质点质点质点质点 刚体平动刚体平动刚体平动刚体平动质点质点质点质点刚体:刚体:刚体:刚体:质点系一个特殊情形质点系一个特殊情形质点系一个特殊情形质点系一个特殊情形不变形质点系不变形质点系不变形质点系不变形质点系 其中任意两个质点间距离保持不变。其中任意两个质点间距离保持不变。其中任意两个质点间距离保持不变。其中任意两个质点间距离保持不变。第2页第
3、2页一、质点动力学基本定律一、质点动力学基本定律二、质点运动微分方程二、质点运动微分方程三、质点动力学两类基本问题三、质点动力学两类基本问题 第3页第3页一、质点动力学基本定律一、质点动力学基本定律第一定律第一定律(惯性定律惯性定律):):不受力作用质点,将保持静止或作匀速直线运动。不受力作用质点,将保持静止或作匀速直线运动。不受力作用质点是不存在,指作用于质点上合力为零。不受力作用质点是不存在,指作用于质点上合力为零。质点上作用是平衡力系质点上作用是平衡力系惯性惯性物体含有保持其原有运动状态特性物体含有保持其原有运动状态特性第三定律第三定律(作用与反作用定律作用与反作用定律):):两个物体间
4、作用力与反作用力总是大小相等两个物体间作用力与反作用力总是大小相等,方向方向相反相反,沿着同始终线沿着同始终线,且同时分别作用在这两个物体上。且同时分别作用在这两个物体上。第4页第4页第二定律第二定律(力与加速度关系定律):(力与加速度关系定律):(力与加速度关系定律):(力与加速度关系定律):力单位力单位:牛牛 顿顿,在外力作用下,物体所取得加速度不但与外力相关,并在外力作用下,物体所取得加速度不但与外力相关,并且还决定于物体本身特性且还决定于物体本身特性 m 惯性惯性物体运动状态容易改变物体运动状态容易改变惯性小惯性小在力作用下物体所取得加速度大小与作用力大在力作用下物体所取得加速度大小与
5、作用力大小成正比,与物体质量成反比,方向与力方向相同小成正比,与物体质量成反比,方向与力方向相同。物体运动状态不易改变物体运动状态不易改变惯性大惯性大合力矢合力矢第5页第5页二、质点运动微分方程二、质点运动微分方程矢量形式微分方程矢量形式微分方程 1 1、在直角坐标轴上投影、在直角坐标轴上投影第6页第6页2 2、在自然轴上投影、在自然轴上投影 第7页第7页混合问题:混合问题:对于多数非自由质点,普通同时存在对于多数非自由质点,普通同时存在 以上动力学两类问题以上动力学两类问题。第一类问题:比较简朴。第一类问题:比较简朴。已知质点运动规律,求作用在质点上力,通常未知已知质点运动规律,求作用在质点
6、上力,通常未知 是约束力。这是点运动方程对时间求导数过程。是约束力。这是点运动方程对时间求导数过程。第二类问题:比较复杂。第二类问题:比较复杂。已知作用在质点上力,求质点运动规律。这是运动已知作用在质点上力,求质点运动规律。这是运动 微分方程积分过程。微分方程积分过程。第一类问题:第一类问题:已知质点运动已知质点运动,求作用于质点力。求作用于质点力。第二类问题:第二类问题:已知作用于质点力已知作用于质点力,求质点运动。求质点运动。三三 、质点动力学两类基本问题、质点动力学两类基本问题 第8页第8页已知:已知:物体由高度物体由高度h 处以速度处以速度v0 水平抛出,如图所表示。空气水平抛出,如图
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