山东大学刘希明辅导物理竞赛PPT.ppt

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山东大学刘希明辅导物理竞赛
山东省
中学生奥林匹克物理竞赛
夏令营
2008年7月14日济南山东大学
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山东大学刘希明辅导物理竞赛
著名理论物理学家维格纳说
一个公式你要是不懂的话,抄上十遍你就懂了。
山东大学物理学院刘希明
******@sdu.
139 5416 1397
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力学基本定律
加速度
作用力
万有引力
库仑力
运动轨道椭圆、抛物线、双曲线
洛伦兹力
圆周运动
弹性力
电磁相互作用
动静摩擦力、安培力、核力…..
能够由牛顿第二定律严格求解坐标的问题并不多
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力学动量、角动量、动能三大定理
动量定理
角动量定理
动能定理
冲量定理
冲量矩定理
力学的守恒定律
动量、角动量、能量守恒
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力学的物理模型
质点、质点组、刚体
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【例题】如图在光滑水平面上有质量为M的均匀分布的、半径R的圆环。质点质量m(m<M)沿环的内壁做无摩擦的滑动,开始时圆环静止,圆环中心在O点,质点位于坐标(0,R)处,速度沿着x方向,大小为v0。(1)求证质点不会离开环内壁(2)求地面坐标系中质点m的运动方程。
x
y
O
R
M
v0
m
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【解】质点m与环内壁之间的作用力是一对作用反作用力,没有摩擦这个力就是与半径方向一致的支持力,这个力不等于零,则质点就不会离开环的内壁。
环的质量集中在环心O,初始时系统的质心C位于y轴上,离环心的距离是OC,长度为
O
C
m
M
质心C到质点m与环心O的距离分别是
(1)
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整个系统在水平面内不受力(环壁与质点之间的作用力是一对内力),因此动量守恒,求出质心的速度
可见系统的质心沿着x轴做匀速直线运动。质心是惯性坐标系。
(2)
在质心惯性系中,开始时质点m与圆环M相对质心的速度分别是
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可见M与m相对质心的速度方向相反,两者只能够绕着质心做圆周运动。圆周运动的角速度分别是
(3)
这个结果表明,质点m与圆环环心M相对质心C做角速度相同的圆周运动,圆周运动的向心力只能来自两者之间的相互作用力,又忽略摩擦,这个力沿着圆环的半径方向。因此质点m不会脱离环的内壁。
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