动量定理、质点动力学

《动量定理、质点动力学》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、第二章动量守恒、质点动力学§2－1惯性定律、惯性系惯性：任何物体都有试图保持其原有的运动状态的特性。孤立粒子：不受其它任何物体作用或离其它一切物体都足够远的粒子，称为孤立粒子。惯性定律：孤立粒子永远保持静止或匀速直线运动的状态。惯性系：孤立粒子相对它静止或作匀速直线运动的参考系称为惯性系。在惯性系中力学规律的形式最简单。常见的惯性系：研究地面附近物体运动时可选地球为惯性系；研究太阳系中行星的运动时选太阳为惯性系；研究天体运动时，可选多个恒星或星系参考系为惯性系。绝对的孤立粒子是不存在的，因而也不存在绝对的惯性系。但由于相互作用与距离的平方成反比，只要选为参考系的星系与其它星系间的距离越遥远

2、，它就是越严格的惯性系。相对于某一个惯性系作匀速直线运动的任何物体也都是惯性系，反之相对一惯性系作加速运动的物体则不是惯性系。§2－2惯性质量、动量、动量守恒定律实验发现，总有的两质点是常数，与它们怎样运动无关。且系数K12对给定A一、两质点间的相互作用设一孤立系统由两个质点组成，两质点的运动仅受二者之间相互作用的影响与其它物体无关。在时刻t，质点1处于A点，速度为　，质点2处于B点，速度为　，到下一时刻t´，两质点速度分别为　和　。两质点速度变化各为BA´B´222111vvvvvvrrrrrr-¢=D-¢=D,二、惯性质量由上述实验知系数K12仅与两质点本身性质有关。惯性质量的操作型定

3、义：取一标准物0（其质量m0=1kg－国际千克原器），让另一物体1（其质量m1待测）与标准物相互作用，有：可认为为两质点惯性大小之比，并有如此定义出的物体质量反映了物体惯性的大小，称为惯性质量。三、动量、动量守恒定律定义：质量为m，速度为　的质点动量由前述实验即或说明孤立系统的总动量在任意两个时刻均相等。孤立系统动量守恒：§2－3牛顿运动定律1、力、力的独立作用原理力：力是一物体对另一物体的作用，物体所受的力可用其动量变化率来量度。m力的独立作用原理：当有多个力同时作用在一个质点上时，这些力各自产生自己的效果而不互相影响。一、牛顿运动定律的表述牛顿第一定律：任何物体都保持静止或匀速直线运动

4、的状态，直到作用在它上面的力迫使它改变这种状态为止。——惯性定律。牛顿第二定律：质点所受的合力等于质点的质量与其加速度的乘积。注意：仅在经典力学中，质点的质量为常量时，才有　　　　　的形式，在相对论中，质点的质量随其运动速度而变，此时只有m如图，设力　、　同时作用在质点m上，它们引起物体的动量变化率分别为：更一般有：力的叠加原理：质点动量对时间的变化率等于作用在该质点上所有力的矢量和，或者说多个力对质点的作用等于所有力的矢量和的作用。牛顿第三定律：物体间的作用是相互的。两个物体之间的作用力和反作用力，沿同一直线，大小相等，方向相反，分别作用在两个物体上。该定律可由前述孤立系统动量守恒定律推

5、出。由此可见：牛顿第一定律是最基本的惯性定律，而牛顿第二、第三定律是在引入力概念后，动量、动量守恒定律的推理。因而动量、动量守恒定律远比力、牛顿运动定律重要的多！注意：牛顿运动定律（因而所有的力学定律）仅在惯性系中成立。二、四种相互作用和力学中常见的力1、自然界中的四种相互作用自然界中存在着四种最基本的相互作用，如下表中所示：相互作用相互作用的物体力的强度力程强相互作用重子、介子110－15m电磁相互作用　带电粒子10－2无限远弱相互作用　大多数粒子10－1310－18m引力相互作用一切物体10－38无限远2、力学中常见的力万有引力:它存在于任何两个物体之间。两个质点间的引力方向沿二者连线

6、，大小与两质点质量的乘积成正比，与二者距离的平方成反比：其中G0=6.671011N·m2kg，为引力常数。原子核中两个相邻的质子之间的万有引力1034N相隔1m的两个人之间的引力约107N。在宇宙天体之间，由于天体质量巨大，引力起着主要作用。m1m2r重力：地面附近的物体由于地球的吸引而受到的力叫重力。在重力作用下，任何物体产生的加速度都是重力加速度。忽略地球自转的影响重力近似等于地球的引力弹性力：物体在发生形变时，由于力图恢复原状，对与它接触的物体产生的作用力叫弹性力。其表现形式有：正压力、支持力、拉力、张力、弹簧的恢复力等。在弹性限度内f=kx—胡克定律k叫劲度系数静摩

7、擦力:大小介于0和最大静力摩擦力fS之间，视外力的大小而定。最大静摩擦力：fS=SN滑动摩擦力:fk=kN对给定的一对接触面，Sk，它们一般都小于1。摩擦力：两个相互接触的物体在沿接触面相对运动时,或者有相对运动趋势时,在接触面之间产生的一对阻碍相对运动的力,叫做摩擦力。它们大小相等，方向相反，分别作用在两个物体上。流体阻力：物体在流体中运动时受到流体的阻力。在相对速率v较小时，阻力主要由粘滞性产生，流体内只形