大學(xué)物理課課件第2章質(zhì)點動力學(xué)質(zhì)點動力學(xué)的基本概念質(zhì)點的運動質(zhì)點的動力學(xué)方程質(zhì)點動力學(xué)中的力質(zhì)點動力學(xué)中的能量contents目錄質(zhì)點動力學(xué)的基本概念01質(zhì)點和質(zhì)點系質(zhì)點在研究物體運動時，如果忽略其形狀和大小，只考慮其位置和質(zhì)量的點，稱為質(zhì)點。質(zhì)點系由兩個或兩個以上的質(zhì)點組成的系統(tǒng)，稱為質(zhì)點系。一個物體在沒有任何外力作用的情況下，將保持靜止?fàn)顟B(tài)或勻速直線運動狀態(tài)。物體的加速度與作用在物體上的合外力成正比，與物體的質(zhì)量成反比。牛頓第一定律和第二定律牛頓第二定律牛頓第一定律牛頓第三定律牛頓第三定律：作用力和反作用力總是大小相等、方向相反、作用在同一條直線上。質(zhì)點的運動02質(zhì)點的直線運動勻速直線運動勻加速直線運動勻減速直線運動質(zhì)點沿直線運動，速度隨時間均勻增加。質(zhì)點沿直線運動，速度隨時間均勻減小。質(zhì)點沿直線運動，速度大小和方向都不改變。質(zhì)點圍繞一個固定點做圓周運動。圓周運動質(zhì)點做拋物線軌跡運動，如投籃時的籃球。拋物線運動質(zhì)點做橢圓軌跡運動，如行星繞太陽的運動。橢圓運動質(zhì)點的曲線運動描述一個質(zhì)點相對于另一個質(zhì)點的運動速度。相對速度相對加速度相對角速度描述一個質(zhì)點相對于另一個質(zhì)點的運動加速度。描述一個旋轉(zhuǎn)物體相對于另一個旋轉(zhuǎn)物體的旋轉(zhuǎn)速度。030201相對運動質(zhì)點的動力學(xué)方程03123牛頓第二定律是描述物體運動狀態(tài)變化與作用力之間關(guān)系的定律，即F=ma。定義適用于任何具有質(zhì)量的物體，包括質(zhì)點。應(yīng)用場景當(dāng)一個物體在重力作用下自由下落時，其加速度為g，根據(jù)牛頓第二定律，重力F=ma=mg，其中m為物體的質(zhì)量。實例分析牛頓第二定律的應(yīng)用應(yīng)用場景適用于任何具有質(zhì)量的物體，包括質(zhì)點。實例分析當(dāng)一個物體在恒力作用下做勻加速直線運動時，其動量變化量等于力與時間的乘積。定義動量定理描述了力的作用時間對動量的影響，即FΔt=mv2-mv1。質(zhì)點的動量定理和動量守恒定律定義角動量定理描述了力矩的作用時間對角動量的影響，即MΔt=L2-L1。應(yīng)用場景適用于任何具有質(zhì)量的物體，包括質(zhì)點。實例分析當(dāng)一個物體繞固定點旋轉(zhuǎn)時，其角動量變化量等于力矩與時間的乘積。質(zhì)點的角動量定理和角動量守恒定律030201質(zhì)點動力學(xué)中的力04宏觀低速牛頓力學(xué)適用于描述宏觀低速物體的運動規(guī)律，對于高速或微觀粒子，需要使用相對論或量子力學(xué)。理想化模型牛頓力學(xué)基于質(zhì)點、剛體等理想化模型，忽略物體形狀、大小、內(nèi)部結(jié)構(gòu)等細(xì)節(jié)，只關(guān)注其質(zhì)點和運動狀態(tài)。絕對時空觀牛頓力學(xué)采用絕對時空觀，認(rèn)為時間和空間是絕對的，與物體運動狀態(tài)無關(guān)。牛頓力學(xué)的適用范圍03作用力與反作用力牛頓第三定律指出，作用力和反作用力大小相等、方向相反、作用在不同物體上。01保守力保守力做功與路徑無關(guān)，只與初末位置有關(guān)，如重力、彈性力等。02非保守力非保守力做功與路徑有關(guān)，如摩擦力、空氣阻力等。力的種類和性質(zhì)力的平行四邊形法則兩個力合成時，遵循平行四邊形法則，即兩個力和其合力的關(guān)系的平行四邊形。力的三角形法則一個力可以分解為兩個分力，分力與合力組成的三角形稱為力的三角形。正交分解法將力分解到相互垂直的兩個方向上，便于計算和簡化問題。力的合成與分解質(zhì)點動力學(xué)中的能量05動能物體由于運動而具有的能量，計算公式為$E_k=frac{1}{2}mv^2$，其中$m$是質(zhì)量，$v$是速度。勢能物體由于位置或高度而具有的能量，常見的勢能形式包括重力勢能、彈性勢能等。動能與勢能在只有重力或彈力做功的情況下，物體的動能和勢能之和保持不變。機(jī)械能守恒定律如自由落體運動、彈簧振子等。應(yīng)用場景機(jī)械能守恒定律能量