动力学基本定律动力学理论力学.ppt
《动力学基本定律动力学理论力学.ppt》由会员分享,可在线阅读,更多相关《动力学基本定律动力学理论力学.ppt(46页珍藏版)》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。
1、动力学基本定律动力学理论力学课件现在学习的是第1页,共46页第三篇第三篇 动力学动力学第第10章章 动力学基本定律动力学基本定律现在学习的是第2页,共46页第第10章章 动力学基本定律动力学基本定律10-1 牛顿三定律牛顿三定律第一定律:惯性定律第一定律:惯性定律任何质点如不受力作用,则将保持原来静止任何质点如不受力作用,则将保持原来静止或等速直线运动状态。或等速直线运动状态。1、不受力?、不受力?2、惯性:、惯性:质点具有的保持原有的运动状态不质点具有的保持原有的运动状态不变的特性变的特性3、要运动状态改变,必须有力作用、要运动状态改变,必须有力作用现在学习的是第3页,共46页第二定律(力与
2、加速度之间的关系定律)第二定律(力与加速度之间的关系定律)质点在力的作用下所获得的加速度的大小与力的大小成正质点在力的作用下所获得的加速度的大小与力的大小成正质点在力的作用下所获得的加速度的大小与力的大小成正质点在力的作用下所获得的加速度的大小与力的大小成正比,与质点的质量成反比,方向与力的方向相同。即比,与质点的质量成反比,方向与力的方向相同。即比,与质点的质量成反比,方向与力的方向相同。即比,与质点的质量成反比,方向与力的方向相同。即第第10章章 动力学基本定律动力学基本定律 10-1 10-1 牛顿三定律牛顿三定律1、矢量式、矢量式2、瞬时关系式、瞬时关系式3、质量是对惯性的度量、质量是
3、对惯性的度量 单位:单位:kg,1N=1kg.1m/s2现在学习的是第4页,共46页第三定律(作用反作用定律)第三定律(作用反作用定律)两物体之间的作用力和反作用力总是大小相等,两物体之间的作用力和反作用力总是大小相等,方向相反,沿同一条直线分别作用在两个物体上。方向相反,沿同一条直线分别作用在两个物体上。第第10章章 动力学基本定律动力学基本定律 10-1 10-1 牛顿三定律牛顿三定律现在学习的是第5页,共46页 几个力同时作用于一个质点时所引起的加速几个力同时作用于一个质点时所引起的加速度等于各个力单独作用于该物体时所引起的那度等于各个力单独作用于该物体时所引起的那些加速度的矢量和。些加
4、速度的矢量和。第四定律(力的独立作用定律)第四定律(力的独立作用定律)第第10章章 动力学基本定律动力学基本定律 10-1 10-1 牛顿三定律牛顿三定律牛顿三定律牛顿三定律即:若即:若则有:则有:现在学习的是第6页,共46页第第10章章 动力学基本定律动力学基本定律 10-1 10-1 牛顿三定律牛顿三定律牛顿三定律牛顿三定律几点说明:几点说明:1、牛顿定律是古典力学定律,不适于微观粒子、牛顿定律是古典力学定律,不适于微观粒子和接近光速的物体。和接近光速的物体。2、牛顿定律以惯性坐标系为参考系。、牛顿定律以惯性坐标系为参考系。现在学习的是第7页,共46页第第10章章 动力学基本定律动力学基本
5、定律10-2 质点运动微分方程质点运动微分方程直角坐标系:直角坐标系:现在学习的是第8页,共46页运动轨迹已知,采用自然法(弧坐标形式)运动轨迹已知,采用自然法(弧坐标形式)第第10章章 动力学基本定律动力学基本定律 10-2 10-2 质点运动微分方程质点运动微分方程质点运动微分方程质点运动微分方程自然轴系:自然轴系:现在学习的是第9页,共46页第一类问题第一类问题已知质点的运动,求作用于质点的力。已知质点的运动,求作用于质点的力。微微分问题分问题第二类问题第二类问题已知质点所受到的力,求质点的运动。已知质点所受到的力,求质点的运动。积分问题积分问题知知 x=x(t),y=y(t),z=z(
6、t),求,求 F力可以是恒力、时间函数、位置函数和速度函数。力可以是恒力、时间函数、位置函数和速度函数。力可以是恒力、时间函数、位置函数和速度函数。力可以是恒力、时间函数、位置函数和速度函数。第第10章章 动力学基本定律动力学基本定律 10-2 质点运动微分方程质点运动微分方程质点运动微分方程质点运动微分方程现在学习的是第10页,共46页第二类问题第二类问题C1C C6 6可由质点运动的初始条件来确定。可由质点运动的初始条件来确定。可由质点运动的初始条件来确定。可由质点运动的初始条件来确定。初始条件:质点的初位置和初速度。初始条件:质点的初位置和初速度。即即t=0时时第第10章章 动力学基本定
7、律动力学基本定律 10-2 质点运动微分方程质点运动微分方程质点运动微分方程质点运动微分方程现在学习的是第11页,共46页第第10章章 动力学基本定律动力学基本定律 10-2 10-2 质点运动微分方程质点运动微分方程质点运动微分方程质点运动微分方程求解步骤与方法:求解步骤与方法:1、选坐标、选坐标2、将质点置于、将质点置于一般位置一般位置,受力分析,受力分析3、运动分析:、运动分析:v,a方向方向4、列运动微分方程求解、列运动微分方程求解现在学习的是第12页,共46页 10-3 质点动力学的两类基本问题质点动力学的两类基本问题例例 题题 1弹簧质量系统,物块的质量为弹簧质量系统,物块的质量为
8、弹簧质量系统,物块的质量为弹簧质量系统,物块的质量为m,弹簧的刚度系弹簧的刚度系弹簧的刚度系弹簧的刚度系数为数为数为数为k k,物块自平衡位置的初始速度为物块自平衡位置的初始速度为物块自平衡位置的初始速度为物块自平衡位置的初始速度为v0。求:求:求:求:物块的运动方程物块的运动方程l l0 0m mk kv v0 0现在学习的是第13页,共46页l l0 0 x xx xO Om mk kF F例例 题题 1 解:解:解:解:这是已知力这是已知力(弹簧力弹簧力弹簧力弹簧力)求运动规律,故为第二类求运动规律,故为第二类动力学问题。动力学问题。以弹簧未变形时的平衡位置为原点建立以弹簧未变形时的平衡
9、位置为原点建立以弹簧未变形时的平衡位置为原点建立以弹簧未变形时的平衡位置为原点建立OxOx坐标系,将坐标系,将坐标系,将坐标系,将物块置于任意位置物块置于任意位置物块置于任意位置物块置于任意位置 x x 0 0 处。物块在处。物块在 x x 方向只受有弹簧方向只受有弹簧力力F Fk x k x i i。根据直角坐标系中的质点运动微分方程。根据直角坐标系中的质点运动微分方程。根据直角坐标系中的质点运动微分方程。根据直角坐标系中的质点运动微分方程l l0 0m mk k 10-3 质点动力学的两类基本问题质点动力学的两类基本问题现在学习的是第14页,共46页F Fl l0 0 x xx xO Om
10、 mk k例例 题题 1 10-3 质点动力学的两类基本问题质点动力学的两类基本问题现在学习的是第15页,共46页例例 题题 2l l0 0m mk kv v0 0 弹簧质量系统,物块弹簧质量系统,物块的质量为的质量为m,弹簧的刚度系弹簧的刚度系数为数为k,物块自平衡位置的物块自平衡位置的初始速度为初始速度为v0。求:求:物块的运动方程物块的运动方程 10-3 质点动力学的两类基本问题质点动力学的两类基本问题现在学习的是第16页,共46页F F例例 题题 2x xO O 解:解:这是已知力这是已知力这是已知力这是已知力(弹簧力弹簧力弹簧力弹簧力)求运动规律,求运动规律,故为第二类动力学问题。故
11、为第二类动力学问题。故为第二类动力学问题。故为第二类动力学问题。以弹簧在静载以弹簧在静载以弹簧在静载以弹簧在静载mg g作用下变形后的平作用下变形后的平作用下变形后的平作用下变形后的平衡位置为原点建立衡位置为原点建立衡位置为原点建立衡位置为原点建立OxOx坐标系,将物块坐标系,将物块坐标系,将物块坐标系,将物块置于任意位置置于任意位置置于任意位置置于任意位置 x 0 0 处。处。处。处。x xm mk kl l0 0st stWW 物块在物块在物块在物块在 x x 方向只受有弹簧力方向只受有弹簧力方向只受有弹簧力方向只受有弹簧力 F Fk x k x i i 和重力和重力和重力和重力WWm m
12、gi。10-3 质点动力学的两类基本问题质点动力学的两类基本问题现在学习的是第17页,共46页解:解:解:解:根据直角坐标系中的质点运动根据直角坐标系中的质点运动根据直角坐标系中的质点运动根据直角坐标系中的质点运动 微分方程:微分方程:微分方程:微分方程:F Fx xm mk kx xO Ol l0 0st stWW例例 题题 2 10-3 质点动力学的两类基本问题质点动力学的两类基本问题现在学习的是第18页,共46页例例 题题 2 10-3 质点动力学的两类基本问题质点动力学的两类基本问题现在学习的是第19页,共46页计算结果分析计算结果分析计算结果分析计算结果分析l l0 0m mk kv
13、 v0 0l l0 0 x xx xO Om mk kv v0 01 1、重力、重力、重力、重力mgmg只改变了系统的平衡位置,对运动规律并无影响。只改变了系统的平衡位置,对运动规律并无影响。只改变了系统的平衡位置,对运动规律并无影响。只改变了系统的平衡位置,对运动规律并无影响。2 2、物块垂直悬挂时,坐标原点选择不同,对运动微分方程、物块垂直悬挂时,坐标原点选择不同,对运动微分方程、物块垂直悬挂时,坐标原点选择不同,对运动微分方程、物块垂直悬挂时,坐标原点选择不同,对运动微分方程的影响,这一问题请同学们自己研究。的影响,这一问题请同学们自己研究。的影响,这一问题请同学们自己研究。的影响,这一
14、问题请同学们自己研究。10-3 质点动力学的两类基本问题质点动力学的两类基本问题现在学习的是第20页,共46页例例 题题 3如图所示,在曲柄滑道如图所示,在曲柄滑道机构中,活塞和活塞杆机构中,活塞和活塞杆质量共为质量共为50kg50kg。曲柄。曲柄OAOA长长长长0.3m0.3m,绕,绕,绕,绕O O轴作匀轴作匀轴作匀轴作匀速转动,转速为速转动,转速为速转动,转速为速转动,转速为n=120r/minn=120r/min。求求求求:当曲柄在和时,作用当曲柄在和时,作用当曲柄在和时,作用当曲柄在和时,作用在构件在构件在构件在构件BDCBDC上总的水平上总的水平上总的水平上总的水平力。力。力。力。第
15、第10章章 动力学基本定律动力学基本定律 10-2 10-2 质点运动微分方程质点运动微分方程质点运动微分方程质点运动微分方程现在学习的是第21页,共46页 10-3 质点动力学的两类基本问题质点动力学的两类基本问题aeaaar解:解:1、取、取A为动点,动系固连于为动点,动系固连于BDC,牵运为平动。,牵运为平动。例例 题题 3现在学习的是第22页,共46页 10-3 质点动力学的两类基本问题质点动力学的两类基本问题2、取构件、取构件BDC为研究对为研究对 象,受力分析如图。象,受力分析如图。FAaemgNx例例 题题 3现在学习的是第23页,共46页几个有意义的实际问题几个有意义的实际问题
16、现在学习的是第24页,共46页几个有意义的实际问题几个有意义的实际问题现在学习的是第25页,共46页几个有意义的实际问题几个有意义的实际问题现在学习的是第26页,共46页?几个有意义的实际问题几个有意义的实际问题 北半球由南北半球由南北半球由南北半球由南向北流动的河向北流动的河向北流动的河向北流动的河流对河岸将产流对河岸将产流对河岸将产流对河岸将产生什么作用生什么作用生什么作用生什么作用现在学习的是第27页,共46页 10-4 非惯性系中的质点动力学非惯性系中的质点动力学 宇航员在航天器中的运动宇航员在航天器中的运动 傅科摆的摆动平面相对于地球的运动傅科摆的摆动平面相对于地球的运动 飞行员血管
17、中的血液质点相对于飞飞行员血管中的血液质点相对于飞行器的运动行器的运动 水轮发电机中水流相对于水轮的运动水轮发电机中水流相对于水轮的运动1、质点非惯性系运动、质点非惯性系运动现在学习的是第28页,共46页s sa ax xz zy yO O惯性参考系惯性参考系惯性参考系惯性参考系 O x y zO x y z非惯性参考系非惯性参考系非惯性参考系非惯性参考系 绝对运动轨迹绝对运动轨迹绝对运动轨迹绝对运动轨迹 s sa a质点质点质点质点P P在惯在惯在惯在惯性参考系中的运动轨迹性参考系中的运动轨迹性参考系中的运动轨迹性参考系中的运动轨迹 相对运动轨迹相对运动轨迹相对运动轨迹相对运动轨迹 s sr
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 动力学 基本 定律 理论 力学
限制150内