《2021-2022学年高二物理竞赛课件：质心(center of mass)质心运动定理.pptx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2021-2022学年高二物理竞赛课件：质心(center of mass)质心运动定理.pptx（14页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、质质心(center of mass)质心运动定理质质心心是是指指质质量量分分布布中中心心。质质点点系系的的质质心心，是是一一个以质量为权重取平均的特殊点。个以质量为权重取平均的特殊点。一一一一、质心的位置：质心的位置：c质心质心质点系质点系上式的分量形式上式的分量形式重心是指各质点所受重力的合力作用点。重心是指各质点所受重力的合力作用点。质质心(center of mass)质心运动定理 一个人站在平板车上掷铅球两次，相对于车的出一个人站在平板车上掷铅球两次，相对于车的出手速度均为手速度均为v，仰角均为，仰角均为，第一次平板车固定，第二第一次平板车固定，第二次平板车可在水平面无摩擦运动，己知
2、人和车的总质次平板车可在水平面无摩擦运动，己知人和车的总质量为量为M，球的质量为，球的质量为m，问两次射程之比，问两次射程之比?水平方向动量守恒：水平方向动量守恒：物体的质量物体的质量质量连续分布质量连续分布的物体，的物体，分成分成N 个小质元计算个小质元计算：o.m1xyz.o m2m32 1 3 例如如图，则例如如图，则分量式？分量式？1）质量均匀分布的物体质量均匀分布的物体 质心在几何中心质心在几何中心2）质心是位置的加权平均值质心是位置的加权平均值 质心处不一定有质量质心处不一定有质量 质心运动定理质心运动定理 1.1.质心的速度和动量质心的速度和动量而而由由在任何参考系中，在任何参考
3、系中，质心的动量等于质点系的总动量。质心的动量等于质点系的总动量。质心运动定理质心运动定理而质点系的总动量而质点系的总动量由由 无论质量如何分布，无论外力作用在什么无论质量如何分布，无论外力作用在什么位置，位置，质心的运动质心的运动如同如同质点系的全部质量集于质点系的全部质量集于质心，所有外力质心，所有外力也都也都作用于质心的一个质点的作用于质心的一个质点的运动运动，且与质点系的内力无关。，且与质点系的内力无关。若若 ，不变不变 质心质心速度不变就是动量守恒！速度不变就是动量守恒！（如（如抛掷的物体抛掷的物体、跳、跳水的运动员、爆炸的水的运动员、爆炸的焰火等，其质心的运焰火等，其质心的运动轨迹
4、都是抛物线）动轨迹都是抛物线）质心运动定理描述质心运动定理描述了物体质心的运动。了物体质心的运动。系统系统内力内力不会影不会影响质心的运动。响质心的运动。质心处的质点（质点系总质量）代替质点系整体的平动质心处的质点（质点系总质量）代替质点系整体的平动OMmx-S-S体系质心体系质心t2时刻时刻OMm-Rx体系质心体系质心t1时刻时刻例例 已已知知1/4圆圆M,m由由静静止止下下滑滑,求求 t1t2 过程中过程中M移动的距离移动的距离 S。解：解：选（选（M+m）为体系）为体系水平方向水平方向:合外力合外力=0，质心静止质心静止质心静止质心静止M 移动的距离移动的距离 思路思路:与处理动量定理与
5、处理动量定理 动量守恒问题相同动量守恒问题相同一、质点对定点的角动量一、质点对定点的角动量 t 时刻，如图，时刻，如图，定义定义为质点为质点对对固定固定点点o 的的角动量角动量方向：垂直于方向：垂直于 组成的平面组成的平面SI大小：大小：说说角角动动量量时时，必必须须指指明明是是对对哪个固定点的哪个固定点的 t 时刻时刻,如图如图,定义定义为力为力对定点对定点o 的的力矩力矩力对定点的力矩力对定点的力矩大小：大小：中学就熟知的：力中学就熟知的：力矩等于力乘力臂矩等于力乘力臂方向：垂直方向：垂直 组成的平面组成的平面说说力力矩矩时时，也也必必须须指指明明是是对对哪个固定点的哪个固定点的1）物理量
6、）物理量 角动量和力矩角动量和力矩均与均与定点定点有关，有关，角动量也称角动量也称动量矩动量矩，力矩也叫，力矩也叫角力角力；2）对轴的对轴的角动量和角动量和对轴的对轴的力矩力矩 在具体的坐标系中，角动量（或力矩）在各坐在具体的坐标系中，角动量（或力矩）在各坐标轴的分量，就叫对轴的角动量（或力矩）。标轴的分量，就叫对轴的角动量（或力矩）。讨论讨论质点对质点对x轴的角动量轴的角动量质点对质点对x轴的力矩轴的力矩某一方向的分量怎么求呢？某一方向的分量怎么求呢？由定义出发：由定义出发：例如：角动量例如：角动量由牛二定律由牛二定律质点的角动量定理质点的角动量定理 角动量守恒定律角动量守恒定律用用 叉乘叉乘得得或或M 和和L 是是对对惯性系中惯性系中的的同一固定点的。同一固定点的。冲量矩冲量矩力矩的时间积累力矩的时间积累角动量定理：角动量定理：质点所受合外力矩的冲量矩质点所受合外力矩的冲量矩 等于质点角动量的增量。等于质点角动量的增量。角动量守恒定律角动量守恒定律若若 则则角动量定理角动量定理1）动量守恒与角动量守恒动量守恒与角动量守恒 是相互是相互独立独立的定律。的定律。2）有心力有心力力始终指向一点力始终指向一点 质点在质点在有心力作用下运动时角动量守恒有心力作用下运动时角动量守恒角动量守恒角动量守恒如行星运动如行星运动动量不守恒动量不守恒角动量守恒角动量守恒直升飞机直升飞机讨论讨论