华南师范大学《大学物理》课件-第四章 刚体力学.ppt

三应用喷雾器小孔流速*4-1刚体的定轴转动4-2力矩转动定律转动惯量4-3角动量角动量守恒定律4-4力矩作功刚体定轴转动的动能定理4-0教学基本要求*4-5刚体的平面平行运动选择进入下一节：*选择进入下一节：*4-8万有引力的牛顿命题*4-6刚体的进动*4-9经典力学的成就和局限性*4-7流体伯努利方程*1665年，牛顿从行星绕太阳运动的圆轨道出发，导出行星与太阳间的引力与它们距离的二次方成反比。两个命题：1.万有引力定律除了计算天体间的引力外，是否还适用于其他物体之间？2.开普勒提出行星轨道是椭圆轨道，万有引力定律能否从椭圆轨道导出？*一物体间引力的计算引力与引力势能万有引力定律引力势能更简单匀质球壳与质点间的引力运用微积分**匀质球壳外面的质点所受的引力，与把球壳的质量集中于球心时的一样。质点m放在匀质球壳外，其引力势能如同球壳的质量全部集中于球心的情况一样。匀质球体间的引力两匀质球体之间的引力，与把两球体的质量集中于球心—即视为质点之间的引力相同。*二椭圆轨道的论证*角动量守恒机械能守恒*圆锥曲线方程行星绕太阳运动时e1,即为椭圆方程。用万有引力论证了开普勒第一定律，这正是人们对二次方反比定律所期待的结果。*4-1刚体的定轴转动4-2力矩转动定律转动惯量4-3角动量角动量守恒定律4-4力矩作功刚体定轴转动的动能定理4-0教学基本要求*4-5刚体的平面平行运动选择进入下一节：*选择进入下一节：*4-8万有引力的牛顿命题*4-6刚体的进动*4-9经典力学的成就和局限性*4-7流体伯努利方程经典力学在多个领域取得辉煌成就的同时，出现了与经典力学一些概念和定律相抵触的现象.

牛顿力学受到了三次具有革命性的挑战.

1狭义相对论的建立

2量子力学的建立

3混沌现象的发现*经典力学时空观绝对空间:空间与运动无关,空间绝对静止.空间的度量与惯性系无关,绝对不变．绝对时间:时间均匀流逝,与物质运动无关,所有惯性系有统一的时间.一经典力学只适用于处理物体的低速运动问题，而不能用于处理高速运动问题*狭义相对论的时空观(1)两个事件在不同的惯性系看来，它们的空间关系是相对的，时间关系也是相对的，只有将空间和时间联系在一起才有意义.(2)时—空不互相独立，而是不可分割的整体.(3)光速C是建立不同惯性系间时空变换的纽带.*1高速运动时速度的相对性惯性参考系系沿轴以速度相对S系运动.由狭义相对论可得质点P在S系中沿轴的速度如果质点P在系中的速度远小于光速，则伽利略速度变换式.洛伦兹速度变换式.2高速运动时的动量和质量（1）当质点的速度接近光速时，相对论动量遵循洛伦兹变换当时*物体相对于惯性系静止时的质量.,可以认为质点的质量是一个常量,牛顿力学仍然适用.当时（2）相对论质量静质量：m0*3高速运动时的动能当质点的速度接近光速时，质点的动能为当时*相对论质能关系质能关系指出：物质的质量和能量之间有密切的联系.4质量和能量之间的关系惯性质量的增加和能量的增加相联系，能量的改变必然导致质量的相应变化，这是相对论的又一极其重要的推论.二确定性与随机性牛顿力学（经典力学）的确定性：运动物体今后的行为，是由过去（或现在）的运动状态以及物体所受的作用决定.自然界存在混沌现象：确定性运动存在的不确定性现象.藤黄粒子在水中运动的随机性*三能量的连续性与能量量子化经典力学的能量连续性：物体的能量变化是连续的.*普朗克量子假设：黑体中的分子、原子的振动可看作谐振子，这些谐振子的能量状态是分立的，相应的能量是某一最小能量的整数倍，即,2,3…中的任意值.*爱因斯坦光子能量:量子力学：描述微观粒子的运动状态.不能同时精确确定微观粒子的位置和动量。玻尔原子能量量子化及能级跃迁:*