高二物理競賽質(zhì)點(diǎn)動力學(xué)課件

第2章質(zhì)點(diǎn)動力學(xué)本章主要內(nèi)容質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動學(xué)：解釋質(zhì)點(diǎn)為什么做這樣或那樣的運(yùn)動。主要內(nèi)容：牛頓三大定律動量和動量守恒定律動能、勢能及其相互轉(zhuǎn)化2.1牛頓運(yùn)動定律慣性參照系慣性和慣性質(zhì)量相互作用和力牛頓運(yùn)動定律的瞬時性牛頓運(yùn)動定律的適用范圍：相對于慣性參照系做低速運(yùn)動的宏觀質(zhì)點(diǎn)牛頓第一定律（慣性定律）任何物體都將保持靜止的或作勻速直線運(yùn)動的狀態(tài)，除非作用在它上面的力迫使它改變這種狀態(tài)，定義了慣性參考系定性了物體的慣性和力保持運(yùn)動狀態(tài)改變運(yùn)動狀態(tài)

一個不受力的物體都將保持靜止的或作勻速直線運(yùn)動的狀態(tài)一個質(zhì)點(diǎn)，只要其它物體作用于它的所有力的合力為零，則該質(zhì)點(diǎn)就保持靜止的或作勻速直線運(yùn)動狀態(tài)不變。質(zhì)點(diǎn)保持靜止的或作勻速直線運(yùn)動狀態(tài)，統(tǒng)稱為質(zhì)點(diǎn)處于平衡狀態(tài)。該狀態(tài)的條件：作用于質(zhì)點(diǎn)上所有力的合力等于零。牛頓第二定律某時刻作用在質(zhì)點(diǎn)上所有力的合力等于該時刻質(zhì)點(diǎn)動量對時間的變化率。1、瞬時性：力和加速度同時存在、同時改變、同時消失。2、矢量性：直角坐標(biāo)系自然坐標(biāo)系3、疊加性：4、平衡狀態(tài)：牛頓第三定律兩個物體之間對各自對方的相互作用總是相等的，而且指向相反的方向。1、二作用力為同時出現(xiàn)、同時消失；2、二力為同性質(zhì)的力；3、二力不是平衡力。地球常見的幾種力1、重力：由于地球吸引使物體所受的力。

大小為質(zhì)量與重力加速度的乘積，方向豎直向下。

F=mgg=9.8m/s2滑動摩擦力相對運(yùn)動靜摩擦力

相對靜止，有相對運(yùn)動趨勢2、摩擦力：

當(dāng)兩個物體有相對運(yùn)動或相對運(yùn)動趨勢時，在接觸面上產(chǎn)生的阻礙相對運(yùn)動的力。分為滑動摩擦力和靜摩擦力。大小分別為：fk=

kN及fsmax=sN。其中N為二物體間垂直接觸面的正壓力。

彈力：發(fā)生形變的物體，由于力圖恢復(fù)原狀，對與它接觸的物體產(chǎn)生的作用力。如壓力、張力、拉力、支持力、彈簧的彈力。正壓力支持力正壓力當(dāng)二物體接觸時，若二者由于相互擠壓而發(fā)生形變，所產(chǎn)生的垂直于二接觸面作用力。當(dāng)或時，繩兩端的拉力相同繩中的張力o求各段繩中的張力當(dāng)繩的質(zhì)量可以忽略時，繩內(nèi)的張力處處相等，且等于繩兩端的拉力。xxxxx0彈簧的彈力在彈性限度內(nèi)，滿足胡克定律f=-kx，彈力的方向總是與形變的方向相反?；镜淖匀涣?、萬有引力：大小G=6.6710-11Nm2/kg2例、地球?qū)ξ矬w的引力P＝mg=GMm/R2

所以g=GM/R2

2、電磁力：（庫侖力）f=kq1q2/r2k=9109Nm2/C2注意：電磁力遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于萬有引力！3、強(qiáng)力：粒子之間的一種相互作用，作用范圍在0.410-15米至10-15米。4、弱力：粒子之間的另一種作用力，力程短、力弱（10－2牛頓）＊以距源處強(qiáng)相互作用的力強(qiáng)度為1四種基本相互作用比較力的種類相互作用的物體力的強(qiáng)度力程萬有引力一切質(zhì)點(diǎn)無限遠(yuǎn)弱力大多數(shù)粒子小于電磁力電荷無限遠(yuǎn)強(qiáng)力核子、介子等＊牛頓定律的應(yīng)用解題步驟：1、選好參照系，建立坐標(biāo)系；2、選好參考對象，將其隔離；3、作該對象的受力分析，并在坐標(biāo)系中進(jìn)行力的分解；4、列分量方程，并求解；5、綜合結(jié)論。例1、皮帶運(yùn)輸機(jī)，已知：靜摩擦系數(shù)求皮帶向上勻速傳送磚塊時，磚塊所受的靜摩擦力。應(yīng)用牛頓定律解題m認(rèn)物體看運(yùn)動查受力列方程xyx方向:沿x軸正方向例2、求線擺下角時珠子的速率和線的張力OLm切向：法向：例3、質(zhì)量為m1的夾子，以壓力P夾著m2的木板，已知兩者間摩擦系數(shù)為，問以多大力向上拉才會使木板脫離夾子？解：設(shè)夾子m1的加速度為a1，木板m2的加速度為a2木板脫離夾子要求：

生產(chǎn)實(shí)際中注意利用摩擦力提升重物速度過快時，重物有脫落的危險。2.2動量動量的定義：根據(jù)牛二律：定義動量：——狀態(tài)量定義沖量：

——過程量，力對時間的積累在時間間隔內(nèi)，若可視為恒力，則：平均沖力in

個質(zhì)點(diǎn)組成質(zhì)點(diǎn)系質(zhì)點(diǎn)組的動量定理對第

i個質(zhì)點(diǎn)運(yùn)用動量定理對所有質(zhì)點(diǎn)求和外力內(nèi)力合內(nèi)力的沖量為零質(zhì)點(diǎn)系總動量的增量=質(zhì)點(diǎn)系所受合外力的沖量1.合外力為零，或外力遠(yuǎn)小于內(nèi)力時，質(zhì)點(diǎn)系動量守恒2.合外力沿某一方向?yàn)榱?，該方向上質(zhì)點(diǎn)系動量守恒3.只適用于慣性系質(zhì)點(diǎn)系的動量定理當(dāng)合外力的沖量常矢量動量守恒定律2.3動能動能定理功和功率動能定理3.1功從A到B沿路徑L，F(xiàn)做功為：一、功的定義AB矢量的點(diǎn)積是標(biāo)量力沿路徑的線積分合力的功=各分力的功的代數(shù)和功的正負(fù)動能定理一、質(zhì)點(diǎn)的動能定理合外力對質(zhì)點(diǎn)所做的功等于質(zhì)點(diǎn)動能的增量AB二、質(zhì)點(diǎn)系的動能定理m1m2ABO外力的功內(nèi)力的功質(zhì)點(diǎn)系總動能的增量內(nèi)力會改變系統(tǒng)的總動能，但不會改變系統(tǒng)的總動量勢能——保守力萬有引力做功與路徑無關(guān)，只與始末位置有關(guān)以萬有引力的功為例m1m2ABO做功與路徑無關(guān)，這種力稱為保守力：如萬有引力、靜電力、彈性力保守力沿任意閉合路徑所做的功為零。ABL1L2三、勢能

因?yàn)楸Ｊ亓ψ龉εc路徑無關(guān)，只與始末兩點(diǎn)的位置有關(guān)。因此在保守力場，可引入勢能函數(shù)——只與位置有關(guān)的函數(shù)。定義勢能差選勢能零點(diǎn)，設(shè)B點(diǎn)為勢能零點(diǎn)：AB定義勢能則：勢能零點(diǎn)規(guī)定兩質(zhì)點(diǎn)相距無窮遠(yuǎn)時萬有引力勢能為零

令一、萬有引力勢能質(zhì)點(diǎn)在球外，可認(rèn)為球質(zhì)量全部集中在球心。質(zhì)點(diǎn)在球內(nèi)，可認(rèn)為質(zhì)點(diǎn)所在球面內(nèi)的質(zhì)量全部集中在球心，質(zhì)點(diǎn)