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文档简介

1、非惯性系动力学1.问题的提出在惯性系S中成立,在动系S中是否成立?作加速平动的参照系为非惯性系。2.改进的牛顿定律 引入惯性力后牛顿定律仍成立。3.讨论?为什么选择非惯性系:方便?惯性力与普通力的差别 惯性力只是一种记号,它无施力物体,也无反作用力 功和能1.第一积分直接求解运动微分方程是研究动力学问题的基本方法,但对具体问题解出微分方程有时比较困难。实际上许多问题并不需要把微分方程完全解出。如可建立力与速度之间的关系,则二阶微分方程可简化为一阶微分方程,相当于对加速度作了一次积分,因此将此类解法称为第一积分。2.问题的引出考察力对空间的累积效果,有2.功与功率1)功力对空间的累积效果2)功的

2、解析式3)合功为分力功之和4)功率3.功的计算若力只是位置的函数(力场):,问题可加以简化。 当满足一定条件时,W只与两端点位置有关而与路径无关,如 1)万有引力 2)重力 3)弹性力 保守力:做功只与两端点位置有关而与路径无关的力。力为保守力的条件:存在一单值有限可微的势能函数V(x,y,z) 可见,只要力所做的元功 可表为全微分(或力的旋度为0),则该力为保守力。保守力做功:非保守力、耗散力。4.动能与势能5.动能定理与功能原理6.机械能守恒原理质点动力学的基本定理与基本守恒量1.动量守恒定律考察力对时间的累积效果 1)动量与冲量 2)动量定理(矢量式与解析式) 3)动量守恒定律2.力矩与

3、动量矩3.动量矩守恒定律考察力矩对时间的累积效果 1)动量矩定理 2)动量矩守恒定律有心力1.有心力的基本性质1)有心力质点受力的作用线始终通过定点(力心),一般为矢径(以力心为原点)的函数,分引力和斥力两种。2)运动受有心力作用的质点作平面运动质点在垂直于动量矩的平面内运动3)作用方程显然有心力问题的基本方程:4)功与能 有心力为保守力,且机械能守恒: 基本方程也可写为:2.轨道微分方程(比耐公式)3.行星的运动轨迹已知万有引力,求行星的运动轨道。合适选取坐标系使,有轨迹为原点在焦点上的圆锥曲线,力心位于焦点。也可采用第二个基本方程推导:4.从开普勒到万有引力I:行星绕太阳作椭圆运动,太阳位于椭圆的一个焦点上。 II:行星与太阳的连线在相同时间内扫过相同面积。 III:行星公转周期的平方和轨道半长轴的立方成正比。 可由开普勒定律推出万有引力定律。II 即:行星受有心力作用且力心为太阳(满足有心力基本方程)I 代入比耐公式 行星受力且与距离平方成反比(其中h、p是与行星有关的常量)III 扫过全部椭圆时 与行星无关, 令 5.宇宙速度在椭圆近日点,有对椭圆轨道星体,1)第一宇宙速度 令a=r=地球半径, 有2)第二宇宙速度 令a为无穷远点,有3)第三宇宙速度 脱离地球与太阳, 有 考虑地球公转速

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