質點運動學兩類基本問題
一 由質點的運動方程可以求得質點在任一時刻的位矢、速度和加速度;
二 已知質點的加速度以及初始速度和初始位置, 可求質點速度及其運動方程 。
1 牛頓第一定律
任何物體都要保持其靜止或勻速直線運動狀態,直到外力迫使它改變運動狀態為止。
2 牛頓第二定律
動量為P 的物體,在合外力F 的作用下,其動量隨時間的變化率應當等於作用於物體的合外力 。
牛頓第一定律,也稱慣性定律。讓我們想像一下,若木塊放在一個絕對光滑的平面上,再用手指推一下,它將如何運動呢?這樣,你一定能得出牛頓第一定律的內容了:物體在不受外力作用時,將保持靜止或勻速直線運動狀態不變。牛頓第一定律指出,一切物體都有一種保持本身運動狀態不變的特性,稱為慣性。大到宇宙間的天體,小至基本粒子都具有慣性。牛頓第一定律還給力下了科學定義:能夠改變物體運動狀態的作用稱為力。
如果物體受到力 的作用,物體的運動狀態將發生變化。牛頓在大量科學實驗的基礎上,通過科學抽象,總結出物體的加速度 與力 成正比、與物體的質量 成反比,即
3 牛頓第三定律
兩個物體之間作用力 F 和反作用力 F1 , 沿同一直線, 大小相等, 方向相反, 分別作用 在兩個物體上 。
作用力與反作用力大小相等,方向相反,作用在一條直線上,但作用在不同的物體上。
牛頓第三定律指出,力總是成對出現的。就是說有受力的物體 A ,必有施力的物體B ,如果 B對 A 有作用力(作用在 A 上),那麼A 對 B 必有反作用力(作用在 B 上)。你用手推小車,你會感到小車對手的壓力。俗話說的「一個巴掌拍不響」,正是此意。
用牛頓定律解題的基本思路
1)確定研究對象進行受力分析; (隔離物體,畫受力圖)
2)取坐標系;
3)列方程(一般用分量式);
4)利用其它的約束條件列補充方程;
5)先用文字符號求解,後帶入數據計算結果.
一 圓周運動的角速度和角加速度
動量定理:在給定的時間內,外力作用在質點上的衝量,等於質點在此時間內動量的增量。
質點系動量定理:用於系統的合外力的衝量等於系統動量的增量。注意:內力不改變質點系的動量。
二 動量守恆定律
保守力: 力所作的功與路徑無關,僅決定於相互作用質點的始末相對位置 。
保守力作功等於勢能的負增量了。換言之,保守力作功等於勢能的減少 。
質點系的功能原理:質點系機械能的增量等於外力和非保守內力作功之和 .
機械能守恆定律: 只有保守內力作功的情況下,質點系的機械能保持不變 .
質點的角動量定理:對同一參考點 O ,質點所受的衝量矩等於質點角動量的增量。
質點所受對參考點 O 的合力矩為零時,質點對該參考點 O的角動量為一恆矢量。
流體力學總結
完全不可壓縮的無黏滯性流體稱為理想流體(ideal fluid) —— 理想模型定常流動(穩恆流動 steady flow)—— 流體內各處流速不隨時間變化流體連續性方程(continuity equation of fluid):
4. 伯努利方程:在同一管道中任何一點處,流體每單位體積的動能和勢能以及該處壓強之和為常量。