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(第二章运动的守恒量和守恒定律) - Coggle Diagram
第二章运动的守恒量和守恒定律
质点系的功能原理 机械能守恒定律
质点系的功能原理(外力做功和非保守内力做功总和等于机械能增量)
机械能守恒定律(动能和势能互相转化)
质点系的动能定理(内力和外力做功总和等于系统动能增量)
能量守恒定律
第一二三宇宙速度
质点系的内力和外力 质心 质心运动定理
内力和外力
系统的内力不改变系统质心的运动情况 如炸弹爆炸
质心
三个直角坐标
线 面 体 线密度Γ 面密度 体密度
矢量式
质心是物体运动中由质量分布所决定的一个特殊的点 重心是地球对物体各部分引力的合力(即重力)的作用点 不一定重合 物体尺寸不大时 质心和重心重合
质心运动定理
质心的位矢与参考系的选取有关
质量均匀的规则物体的质心在几何中心
刚体的质心相对自身位置确定不变
质心的速度 加速的 积分
人船问题模型 问题核心是质心位置不变
保守力 成对力的功 势能
保守力
非保守力(摩擦力、回旋力)
保守力(重力、弹力、万有引力)
质点沿任意闭合路径L运动一周时,保守力做功为零
成对力的功
成对作用力与反作用力所作的功只与作用力及相对位移有关,而与每个质点各自的运动无关
任何一对作用力和反作用力所做的总功具有与参考系选择无关的不变性质
在任意参考系中,成对保守力所做的功只取决于相互作用质点的始末相对位置,而与各质点的运动路径无关
势能
重力势能 引力势能 弹性势能
成对保守内力的功等于系统势能的减少
万有引力势能零点一般选在无穷远处
势能曲线
动量定理 动量守恒定律
质点系的动量定理
动量守恒定律
质点系不受外力或质点系外力的矢量和为零
系统的内力远大于外力时近似认为系统动量守恒
如碰撞 爆炸 打击过程
分量式
不仅适合宏观物体,也适合微观领域
两小孩在无外力作用下会在质心处相遇
质点的动量定理
合外力的冲量等于动量的增量
元冲量Fdt的矢量和
不管过程中细节如何,冲量的大小和方向总等于物体始末动量的矢量差
动量定理在打击或碰撞问题中用来求平均力
可以解决变质量物体的运动方程
应在同一个惯性系
质点的角动量定理和角动量守恒定律
质点的角动量定理
质点所受的合外力矩等于它的角动量对时间的变化率
质点的角动量守恒定律
L=常量(M=0)
在向心力场中,关于力心的角动量守恒
角动量
大小L=prsinΦ 方向 右手螺旋定则
质点对点的 角动量,不仅与质点运动有关,而且与参考点位置有关
圆周运动L=mvr 质点对圆心的角动量为恒量
功 动能 动能定理
能量
能量的概念最早是由19世纪物理学家杨引入的
能量时物体状态的单值函数
位置和速度叫做状态参量
动能定理
合外力对物体做的功总等于物体动能的增量
动能定理的形式与惯性参考系的选择无关
动能和功的单位一样 但意义不同
功是过程量大小取决于过程 动能是状态量 与过程无关
功的概念
A=0的条件:F=0或r=0或F⊥r
合力的功等于每个力单独做的功和代数和
在数学上力的功等于力沿路径L从a到b的线积分
功率
恒力的功率
功率
平均功率(t趋近与0)
碰撞
完全弹性碰撞
完全非弹性碰撞