力学复习资料-试题ppt课件VIP

.,1,第一章质点运动学怎样动？,7、伽利略坐标变换、速度变换、加速度变换？（定理）,1、质点？,2、确定质点位置的方法？,3、运动学方程？,4、位移、速度、加速度？,5、角量与线量的关系？,6、运动叠加原理？,坐标法,位矢法,自然法,.,2,运动学部分解题指导,2、已知加速度和初始条件，求速度、位移、路程和运动方程（或已知速度和初始条件，求位移、路程和运动方程），用积分法。,1、已知运动方程，求速度，加速度，用微分法。,两大类型,注意运用“分离变量”和“恒等变换”,.,3,1、物体为什么动？,2、牛顿三定律？,3、牛顿定律的瞬时性、矢量性？,第二章质点动力学为什么动？,4、牛顿定律适用范围？,5、力的叠加原理？,6、常见力？基本力？,（质心运动定理）,惯性？力？,.,4,三动量守恒定律和能量守恒定律,作功是一个过程量,能量是一个状态量,1、功和能联系与区别,功是能量交换或转换的一种度量,2、变力作功,元功：,3、功率,.,5,4、保守力作功与势能概念：,弹性势能,重力势能,万有引力势能,.,6,5、力矩、角动量,7、三个定理：,6、一个原理：功能原理,动量定理：,动能定理：,角动量定理：,力矩定义：,角动量：,.,7,8、三个守恒定律,机械能守恒定律：,动量守恒定律：,角动量守恒定律：,条件：,条件：,条件：,或,或,或,.,8,10、质心运动定理,9、质心（质量中心）：在研究质点系统问题中，与质点系统质量分布有关的一个代表点，它的位置在平均意义上代表着质量分布中心。,质心的速度：,质心的加速度：,.,9,动力学部分解题指导,动力学部分习题一般分为四大类：第一类是牛顿第二定律的应用，主要是求解质点系中任一个质点所受的力和加速度第二类问题是冲量和动量关系式的应用，主要用来求解质点系中任一个质点的速度、位移、冲量、动量增量。第三类是功能关系式的应用，主要用来求解质点系中任一质点的速率、外力对质点系所作的功、非保守内力对质点系的功、质点系势能表达式中的未知量等。第四类是角动量分量守恒定律的应用。主要求质点系中任一质点的速度。,.,10,第一类是牛顿第二定律的应用其解题步骤为：(1)隔离物体，使每个隔离物体可以视为质点。(2)受力分析。(3)选择坐标系。(4)列运动方程，求解。第二类问题是冲量和动量关系式的应用解题步骤是：(1)选择所研究的质点系。(2)确定所研究的过程以及过程的始末状态。(3)根据过程中外力和所满足的条件确定所用的冲量和动量关系式。(4)列方程，求解。,.,11,第三类是功能关系式的应用具体的解题步骤为：(1)选择所研究的质点系。(2)确定所研究的过程以及过程的始末状态。(3)根据过程中外力的功和非保守内力的功代数和所服从的条件确定所用的功能关系式。(4)列方程，求解。第四类是角动量分量守恒定律的应用具体的求解方法是：(1)、（2）同上。(3)判断过程中对某点（或某轴）合外力矩是否为零，或者角动量守恒条件是否成立。(4)若守恒条件成立，确定正方向，列方程，求解分解综合法：对于较为复杂问题，不是只用一个定理、定律就能解决，要将整个过程分解成几个子过程，对每一子过程应用上述方法。,.,12,1、刚体2、刚体的平动3、刚体绕定轴转动,一、基本概念,四刚体的转动,4、角速度矢量,5、刚体的转动动能,6、刚体的转动惯量,7、刚体的角动量,.,13,8、力矩的功,9、功率,.,14,二、基本规律,1、转动定律lawofrotation,（相当于）,刚体所受到的对于给定轴的总外力矩等于刚体对该轴的角动量的时间变化率,2、转动动能定理,.,15,3、定轴转动刚体的角动量定理,转动物体所受合外力矩的冲量矩等于在这段时间内转动物体角动量的增量角动量定理。,4、定轴转动刚体的角动量守恒定律,若,则,.,16,刚体转动解题指导与典型习题分析,若已知角速度或角加速度及初始条件，求运动方程可用积分法,1、运动学问题刚体绕定轴转动的运动学问题，只涉及圆周运动的角量描述及角量和线量的关系。,若已知运动方程，求角速度或角加速度等，可用微分法,角坐标,角速度,角加速度,方向:右手螺旋,.,17,例题(7)一长为l，重为w的均匀梯子，靠墙放置，如图。墙光滑，地面粗糙,当梯子与地面成角时，处于平衡状态，求梯子与地面的摩擦力。,2、刚体的静力学问题Problemofstaticsofarigidbody,刚体静力学问题应注意刚体平衡时应满足两个条件,刚体受合外力等于零,整个刚体受合外力矩等于零,.,18,解：刚体平衡同时要满足两个条件：,解以上三式，得,列出分量方程：,水平方向：,竖直方向：,以支点O为转动中心，梯子受的合外力矩：,O,.,19,3、转动惯量的计算Calculationofmomentofinertia,J由质量对轴的分布决定。,.,20,4、定轴转动的动力学问题Problemofdynamicsofarotationalrigidbodyaroundafixaxis刚体定轴转动的动力学问题，大致有三种类型题。其解题基本步骤归纳为：首先分析各物体所受力和力矩情况，然后根据已知条件和所求物理量判断应选用的规律，最后列方程求解。第一类：求刚体转动某瞬间的角加速度，一般应用转动定律求解。如质点和刚体组成的系统，对质点列牛顿运动方程，对刚体列转动定律方程，再列角量和线量的关联方程，并联立求解。,.,21,第二类：求刚体与质点的碰撞、打击问题。把它们选作一个系统时，系统所受合外力矩常常等于零，所以系统角动量守恒。列方程时，注意系统始末状态的总角动量中各项的正负。对在有心力场作用下绕力心转动的质点问题，可直接用角动量守恒定律。第三类：在刚体所受的合外力矩不等于零时，比如木杆摆动，受重力矩作用，求最大摆角等一般应用刚体的转动动能定理求解。对于仅受保守力矩作用的刚体转动问题，也可用机械能守恒定律求解。,另外：实际问题中常常有多个复杂过程，要分成几个阶段进行分析，分别列出方程，进行求解。,.,22,习题(10)已知质量为M，长为l均匀直棒可绕O轴转动，静止在平衡位置上，现有质量m的弹性小球飞来正好与棒下端垂直碰撞，碰撞后使棒摆动最大角度为30。求（1）设为弹性碰撞，计算小球初速度v0;(2)碰撞时小球受到的冲量。,解：,(1)取小球、棒和地球为系统，由于系统所受外力对O点的力矩为零，所以碰撞前后角动量守恒：(动量守恒不?）,由于是弹性碰撞，碰撞没有能量损失，其他外力不作功，所以碰撞前后总动能不变。,.,23,直棒以角速度开始摆动，到=30，系统机械能守恒：,由式（1）,代入式（2），解得：,由式（3）得：,代入式（5）：,当=30时，,.,24,(2)由动量定理，碰撞时，小球受到的冲量：,方向与v0相反。,由式（4）得：,.,25,力学介绍了四大定理、四大守恒,四大定理,1.动能定理,2.功能原理,3.动量定理,4.角动量定理,四大守恒,1.动能守恒,2.机械能守恒,3.动量守恒,4.角动量守恒,.,26,力学内容总结,平动,转动,关系,位移,速度,加速度,角位移,角速度,角加速度,切向加速度,法向加速度,匀变速直线运动,匀变速转动,.,27,平动,转动,平动惯性质量m,转动惯性转动惯量J,质点系,质量连续分布,牛顿第二定律,转动定律,动力学,冲量矩,角动量,质点动量定理,质点系动量定理,其中,角动量定理,冲量,动量,动量,.,28,平动,转动,功和能,变力的功,力矩的功,功率,动能,转动动能,质点动能定理,质点系动能定理,刚体定轴转动动能定理,物体系动能定理,动量守恒定律,角动量守恒定律,当合外力矩为0时,动量,.,29,平动,转动,功和能,其中,其中,质点系功能原理,物体系功能原理,其中,其中,机械能守恒定律,除保守力外其它力不作功,物体系机械能守恒,除保守力外其它力不作功,.,30,解决力学问题的方法,1.确定研究对象（如果是系统要分别进行研究）。,2.受力分析，,牛顿定律,动量定理,考虑所有的力,动能定理,考虑作功的力,功能原理,除保守力和不作功的力以外其它所有的力,.,31,转动定律,角动量定理,考虑产生力矩的力,3.建立坐标系或规定正向，或选择0势点。重力0势点一般选最低位置，弹性0势点一般选弹簧平衡位置处。,4.确定始末两态的状态量。,.动能定理-确定Ek0，Ek,.功能原理-确定E0，E,.动量定理-确定P0，P,.角动量定理-确定L0，L,5.应用定理、定律列方程求解。,6.有必要时进行讨论。,.,32,.,33,理想气体物态方程一,理想气体物态方程二,1.理想气体物态方程,.,34,2.气体压强公式和温度公式,理想气体在平衡态的性质：,.,35,3.能量均分定理,气体处于平衡态时，分子任何一个自由度的平均能量都相等，均为，这就是能量按自由度均分定理.,分子的平均能量,4.理想气体的内能：所有分子的平均动能总和.,.,36,1.,分子每一自由度的平均能量,2.,3.,4.,5.,6.,分子的平均平动动能,自由度为i的理想气体分子的平均能量,1mol理想气体内能,mol理想气体内能,mol理想气体内能的变化,.,37,三种速率,5麦克斯韦气体分子速率分布定律,.,38,6.分子平均自由程和分子平均碰撞次数,.,39,.,40,1.热力学第一定律,热力学第一定律在等值过程中的应用,.,41,热机效率,由热力学第一定律,特征,2.循环过程,致冷机致冷系数,.,42,卡诺热机效率,3.卡诺循环,卡诺致冷机致冷系数,.,43,自然界一切与热现象有关的实际宏观过程都是不可逆的.,4.热力学第二定律的实质,准静态过程（无限缓慢的过程），且无摩擦力、粘滞力或其它耗散力作功，无能量耗散的过程才是可逆过程.,.,44,热学内容总结,.,45,第七章气体动理论,.,46,.,47,.,48,.,49,.,50,.,51,.,52,.,53,.,54,1热力学过程,1.1热力学过程,1.2准静态过程,系统从一个平衡态向另一个平衡态过渡的过程,系统的热力学过程进行得无限缓慢，以致于每一个中间状态都可视为平衡态,.,55,.,56,摩尔热容：,使1mol的物质温度升高1K所需的热量，即,C与过程有关,2.2摩尔热容,.,57,摩尔定体热容,通过等容过程使1mol的物质温度升高1K所需的热量，即,理想气体：,.,58,摩尔定压热容,理想气体：,通过等压过程使1mol的物质温度升高1K所需的热量，即,.,59,CV和Cp的关系,.,60,2.3热力学第一定律对理想气体的应用,A,.,61,.,62,.,63,.,64,.,65,.,66,.,67,.,68,若