第11章质点动力学的基本方程ppt课件.ppt

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1、第三篇动力学1动力学引言2本章重点、难点⒈重点建立质点运动微分方程。质点动力学第二类基本问题的解法。⒉难点对质点运动微分方程进行变量变换后再积分的方法。本章重点、难点⒈重点建立质点运动微分方程。质点动力学第二类基本问题的解法。⒉难点对质点运动微分方程进行变量变换后再积分的方法。本章重点、难点⒈重点建立质点运动微分方程。质点动力学第二类基本问题的解法。⒉难点对质点运动微分方程进行变量变换后再积分的方法。3力的作用是改变物体机械运动的原因，动力学就是从因果关系上论述物体的机械运动。机械运动变化是力对物体作用的结果。什么是动力学?动力学研究物体的机械运动与作用力之间的关系。4不考虑运动状态发

2、生变化的原因，只从几何的观点来论述物体的机械运动，是运动学的任务。从这种意义上说，动力学是理论力学中最具普遍意义的部分，静力学、运动学则是动力学的特殊情况。动力学的研究对象：低速、宏观物体的机械运动的普遍规律。在静力学、运动学两篇中曾讨论过：当作用于物体上的力系满足一定条件时，物体处于平衡状态，力系的简化与合成、力系的平衡条件研究是静力学的两个基本任务；5动力学的力学模型质点系：系统内包含有限或无限个质点，这些质点都具有惯性，并占据一定的空间；质点之间以不同的方式连接或者附加以不同的约束。地球的自转——质点系质点：质点是具有一定质量而几何形状和尺寸大小可以忽略不计的物体。地球绕太阳的公

3、转——质点刚体的平动——质点刚体：质点系的一种特殊情形——不变形的质点系其中任意两个质点间的距离保持不变。6工程实际中的动力学问题棒球在被球棒击打后，其速度的大小和方向发生了变化。如果已知这种变化即可确定球与棒的相互作用力。Fv1v27工程实际中的动力学问题载人飞船的交会与对接Av1Bv28工程实际中的动力学问题航空航天器的姿态控制9第十一章动力学的基本方程10本章内容及分析思路根据动力学基本定律质点动力学的基本方程求解质点的动力学问题1111.211.3动力学的基本定律质点的运动微分方程第11章质点动力学的基本方程11.4质点动力学的两类基本问题11.1导学12§11-1导学以牛顿运

4、动定律为基础的动力学称为牛顿力学或古典力学。牛顿定律是以实验为根据的，它只适用于某些参考系。凡是牛顿定律适用的参考系称为惯性参考系。相对于惯性参考系静止或作匀速直线参考系都是惯性参考系。科学技术的进一步发展表明，只有宏观物体的速度远小于光速时，古典力学才是正确的。这说明古典力学的应用范围是有限有。如果物体运动的速度接近光速或研究的是微观离子的运动，则要用相对论力学或量了力学分析研究。但在一般的工程技术问题中，物体大多是宏观物体，且速度远小于光束，所以用以牛顿运动定律为基础的古典力学的理论来解决，可以得到足够精确的结果。本章根据牛顿基本定律得出质点动力学的基本方程，运动微积分方法，解决单

5、个质点的动力学的两个基本问题。13第一定律(惯性定律)不受力作用的质点，将保持静止或作匀速直线运动。不受力作用的质点处于静止状态，或保持其原有的速度(包括大小和方向)不变的性质称为惯性。第一定律阐述了物体作惯性运动的条件，故称为惯性定律。包括受平衡力系作用的质点§11-2动力学的基本定律牛顿三定律14质点的质量与加速度的乘积，等于作用于质点的力的大小，加速度的方向与力的方向相同。第二定律(力与加速度之间的关系定律)牛顿三定律当质点上受到多个力的作用时,应为此汇交力系的合力。§11-2动力学的基本定律15⑴质点在力作用下有确定的加速度，使质点运动状态发生改变;⑵对于相同质量的质点，作用力

6、大，其加速度也大；⑶用大小相等的力作用于质量不同的质点上，则质量大的质点加速度小，质量小的质点加速度大。质量是质点惯性的度量。质点动力学的基本方程§11-2动力学的基本定律16重力加速度—在重力作用下得到的加速度g由第二定律得物体所受的重力重力加速度一般取9.80m/s2力的单位：N（牛顿）§11-2动力学的基本定律17两个物体间的作用力与反作用力总是大小相等，方向相反，沿着同一直线，且同时分别作用在这两个物体之上。第三定律(作用与反作用定律)既适用于平衡的物体，也适用于任何运动的物体。惯性参考系：三个定律均适用的参考系在一般的工程问题中，把固定于地面的坐标系或相对于地面作匀速直线平移

7、的坐标系作为惯性参考系。牛顿三定律§11-2动力学的基本定律18质点运动微分方程的矢量形式质点动力学第二定律1、质点运动微分方程在直角坐标轴上的投影§11-3质点的运动微分方程将动力学基本方程表示为微分形式的方程，称为质点的运动微分方程。式中，为质点直角坐标形式的运动方程192、质点运动微分方程在自然轴上的投影(+)m§11-3质点的运动微分方程20第一类问题：已知运动求力第二类问题：已知力求运动混合问题：第一类与第二类问题的混合(需要求导)(