力学电磁学内容总结

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力 学 (共五章)

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第一章 质点运动学

一 质点运动的描述 (在笛卡尔坐标系中)

1 位置和位移

* 位置矢量: k j i r z y x ++= * 运动方程:

()()()()k j i r r t z t y t x t ++==

分量形式:

(t z z t y y t x x ===,,

* 位移: 12r r r -=∆

分量形式:

1

2121

2z z z y y y x x x -=∆-=∆-=∆

2 速度

* 平均速度: t ∆∆=r v

* 速度: dt d r v =

分量形式:

dt

dz v dt

dy v dt

dx

v z y x ===,

,

* 位移公式:

dt t ⎰

=

-0

v r r 0

3 加速度

* 平均加速度: t ∆∆=

v a

* 加速度: 2

2

dt d dt d r

v a == 分量形式:

2

2

22

22

,

,

dt

z d dt dv a dt y d dt dv a dt x d dt dv a z

z

y

y

x

x

=

=====

* 速度公式:

⎰=-t

dt

0a v v

4 匀加速运动公式: t a v v +=0

2002

1t

t a v r r ++= 二 切向加速度和法向加速度

(在自然坐标系中,以运动方向为正方向)

1 路程(运动方程): )(t s s =

2 速率: dt ds v =

(方向沿轨道切

向并指向前进一侧)

3 加速度:

* 切向加速度:

dt dv a =

t

(方

向沿轨道切向)

* 法向加速度:

R v a 2

n

=

(方向指向轨道曲率中心)

* 加速度:

大小: 2

n 2

t a a a +=

方向:加速度与速度的夹角满足 t n

a a tg =

ϕ

v 增加时0t >a ,沿v 方向,ϕ为锐角;

v 减小时0t

钝角。

三 圆周运动的角量描述 (在平面极坐

标系中)

1 角位置(角量运动方程):

)(t θθ=

2 角速度: dt

d θω

=

角位移公式: ⎰=-t

dt 0

0ωθθ 3 角加速度: 22

dt

d dt d θωα== 角速度公式: ⎰

=-t

dt 0

0αωω

4 匀角加速运动公式: t αωω+=0

2002

1t t αωθθ++=

5 角量与线量的关系: 2

ω

αωR a R a R v n t ===

四 相对运动

(设两个笛卡尔坐标系k 和k '的x 、y 、z 轴指向相同)

1 位置变换:

k k k p pk ''+=r r r 2 位移变换: k k k p pk ''∆+∆=∆r r r

3 速度变换:

k k k p pk ''+=v v v 4 加速度变换:

k k k p pk ''+=a a a -------------------------------------------------------

第二章 牛顿运动定律

一 牛顿运动定律

* 第一定律: 惯性和力的概念, 惯性系定义。

* 第二定律: dt

d P

F =

常用形式为: a F m =

或:

2

2dt

d m dt d m r

v F ==

笛卡尔坐标系分量式

2

2

dt

x

d m dt dv m ma F x x x ===

2

2

dt

y

d m dt dv m ma F y

y

y

===

2

2dt z

d m

dt dv m ma F z z

z ===

自然坐标系分量式:

ρ

2

v

m

ma F n n ==

dt

dv

m

ma F t t ==

* 第三定律: 2112F F -= 二 牛顿运动定律应用两类问题 * 已知质点运动状态),,(r v a 求力、加速度以及有关的量。

主要运用的公式为F = m a 以及相

应的分量式。

* 已知质点受力情况)(F 求运动状态。

主要运用的公式为

2

2

dt d m dt d m r

v F ==以及相应的分量式。

三 非惯性系中力学问题

引入惯性力 a F m -=* 牛顿第二定律形式上成立

a F F F '=+=m *真实力有效力

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第三章 动量和角动量

一 动量 动量守恒定律

1 冲量:力对时间的累积称为力的冲量 dt d F I =

⎰=2

1

t t dt F I

2 动量定理:合外力的冲量等于质点(系)

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