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文件名称:力学基本定律课件.ppt
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总页数:107 页
更新时间:2025-06-02
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文档摘要

力学基本定律镜像反射:

相应的对称性称为镜像对称性。xyzox?y?z?o?镜面力学基本定律空间反演:r?-r将坐标(x、y、z)变成(-x、-y、-z)的变换。相应的对称性称为空间反演对称性,或宇称。abcdxyza?b?c?d?o力学基本定律物理定律的一种对称性对应地存在一条守恒定律。时间平移对称性导致能量守恒定律空间平移对称性导致动量守恒定律空间旋转对称性导致角动量守恒定律力学基本定律封闭系统t时刻的能量E(t),对时间进行微小平移变换t=t+dt后t时刻的能量是E(t)=E(t+dt),E(t+dt)按照泰勒级数展开为dt很微小,忽略dt高阶无穷小,可得由于系统的能量不随时间变化时间平移对称性法证明机械能守恒定律力学基本定律只有保守力做功的封闭系统,物体系统的总能量保持不变。如果时间平移量是一个比较大的量△t,可以将△t看成是很多个微小量dt之和,利用时间平移对称性方法进行若干次变换可得机械能守恒定律。E(t+dt)=E(t)力学基本定律第四节动量动量守恒定律一、冲量与动量1.冲量(impulse),I力对时间的积累量,称为冲量力学基本定律2.动量定理(theoremofmomentum)物体在运动过程中,所受合外力的冲量等于该物体动量的增量。牛顿第二定律的微分形式,可得力学基本定律二、空间平移对称性与动量守恒定律力学基本定律若系统不受外力或者所受合外力为零时,系统的总动量保持不变。动量守恒定律(lawofconservationofmomentum)当系统无外力作用时,系统内各物体的动量可以发生变化,但这种变化只能是动量在系统内各个物体间传递,而系统的总动量保持不变。力学基本定律若系统所受合外力不为零,但在某一方向的分量为零,则总动量在该方向上的分量是守恒的。若物体系内部的相互作用力比所受外力大的多,即外力对总动量的变化影响很小,诸如爆炸、碰撞等过程,可近似利用动量守恒定律解决。力学基本定律三、碰撞③弹性碰撞:碰撞后动能不变。②完全非弹性碰撞:碰撞后不分开,一起运动。①非弹性碰撞:碰撞后损失部分动能。1.对心碰撞或正碰撞若两球碰撞前的速度在两球的中心连线上,那么,碰撞时相互作用的冲力和碰撞后的速度也都在这一连线上,这种碰撞称为对心碰撞或正碰撞。力学基本定律设已知两球质量分别为碰撞后的速度分别为碰撞前的速度分别为由动量守恒定律得2.碰撞后的速度和损失能量碰撞后两球的分离速度碰撞前两球的接近速度力学基本定律①0e1,一般碰撞称为恢复系数(coefficientofrestitution)非弹性碰撞中损失的机械能力学基本定律②e=0,完全非弹性碰撞③e=1,弹性碰撞力学基本定律练习1:求两个完全一样的粒子发生非对心弹性碰撞后(其中一个是静止的)散开的方向如何?解:设粒子的质量为m,碰撞前后的速度分别为动量守恒,得能量守恒,得力学基本定律两个完全一样的粒子发生非对心弹性碰撞后(其中一个是静止的)散开的方向垂直,见上图.力学基本定律第五节刚体的转动刚体(rigidbody)物体在外力的作用下,各部分之间的距离保持不变,或者它的形状和大小都不发生变化。刚体的运动:平动和转动平动刚体在运动中,任意连接刚体内两点的直线在空间的指向总保持平行,这样的运动称为平动。力学基本定律一、刚体的定轴转动转动用刚体质心的运动来代表整个刚体的平动刚体上的各个质点都绕同一直线作圆周运动。该直线叫转轴,如果转轴固定不动,这种运动叫刚体的定轴转动。转动的最简单情况是定轴转动。力学基本定律②角速度(angularvelocity)①角位移(angularvelocity),刚体在dt时间内转过的角度角速度ω为矢量。它的方向由右手螺旋法则确定。1.基本概念?d?ordSv力学基本定律④角量与线量的关系?rv???Svroatana③角加速度(angularacceleration)力学基本定律⑤平动方程与转动方程力学基本定律2.定轴转动的动能力学基本定律3.定轴转动的转动惯量转动惯量若刚体的质量是连续分布的,则转动惯量为力学基本定律J越大使物体获得一定角速度所需的能量越多J决定于刚体的质