第三章质点系统的运动规律2026/3/20
1 第三章 质点系统的运动规律 2026/3/20
S3.1从质点到质点系统3.1.1 质心3.1.2 质心运动定理S3.2 动量、动量定理及动量守恒3.2.1动量、动量定理2026/3/20
2026/3/20 2 §3.2 动量、动量定理及动量守恒 §3.1 从质点到质点系统 3.1.1 质心 3.1.2 质心运动定理 3.2.1 动量、动量定理
S3.1从质点到质点系统质点系统(1)对于非质点物体，以微分思想把它分解为一系列质量微元dm，这些dm可以看成质点处理。(2)此时整个物体变成一系列质点组成的系统，称为质点系统。(3)也可以将有相互作用的多个质点作为质点系统，以牛顿定律进行研究。隔离体法-最直观的处理对质点系统内每一个质点进行逐个分析，然后把所有质点的方程联立求解。此种把系统分隔开分别考虑的方法称为隔离体法。2026/3/203
§3.1 从质点到质点系统 2026/3/20 3 质点系统 (1) 对于非质点物体，以微分思想把它分解为一系 列质量微元dm，这些dm可以看成质点处理。 (2) 此时整个物体变成一系列质点组成的系统，称 为质点系统。 (3) 也可以将有相互作用的多个质点作为质点系统， 以牛顿定律进行研究。 隔离体法- 最直观的处理 对质点系统内每一个质点进行逐个分析，然后把 所有质点的方程联立求解。此种把系统分隔开分 别考虑的方法称为隔离体法
例1：质量为m和m,的两个小球，用长为l、质量和伸缩量都可忽略不计的细杆联接，置于光滑的水平桌面上。开始时m固定不动，m绕m作匀速圆周运动，其线速率为Vo，如果m突然失去约束，求：(1）若以m质点为参考系，给出m质点的动力学方程；（2）杆中张力？m解：m失去约束之后，mi和m公F组成的系统是孤立系统，只有杆2中内力相互作用，属两体问题。VCmF(1)在惯性系（以桌面为参考系）12d'rd'r,0FFi2 = m =mzdt?21dt?d(r-r2)m,Fi2 -m,F21 = (m, + m,)Fi2 = m,m2dt?2026/3/20
2026/3/20 4 2 12 1 2 1 d r F m dt = 例1：质量为m1和m2的两个小球，用长为l、质量和伸 缩量都可忽略不计的细杆联接，置于光滑的水平桌面 上。开始时m2固定不动， m1绕m2作匀速圆周运动，其 线速率为v0，如果m2突然失去约束，求：(1) 若以m2质 点为参考系，给出m1质点的动力学方程; (2) 杆中张力？ 解：m2失去约束之后，m1 和 m2 组成的系统是孤立系统，只有杆 中内力相互作用，属两体问题。 (1) 在惯性系（以桌面为参考系） 2 21 2 2 2 d r F m dt = 2 1 2 2 12 1 21 1 2 12 1 2 2 ( ) ( ) d r r m F m F m m F m m dt− − = + = m1 m2 0 v 1r 2r O F12 F21
d(-r)m,Fi2 - m,F2, =(m + m,)Fi2 = m,m2dt?d'ri2d'ri2m,m,m. F, = m +m, dr一ua2udt?F12F21m,m.折合质量u=%mm +m2两体运动中，上式有着普遍性，122如地球和卫星、原子核和电子等等。0(2)释放m,瞬间，m相对于m,以速度Vo做匀速圆周运动，杆的张力提供向心加速度%2D:.F=u1121152026/3/20
2026/3/20 5 m1 m2 0 v 1r 2r O F12 F21 12 r 2 1 2 2 12 1 21 1 2 12 1 2 2 ( ) ( ) d r r m F m F m m F m m dt− − = + = 2 2 1 2 12 12 12 12 2 2 1 2 m m d r d r F a m m dt dt = = = + 2 0 v F l = (2) 释放m2瞬间， m1相对于m2以速度 v0做匀速圆周运动，杆的张力提供向心加速度 两体运动中，上式有着普遍性， 如地球和卫星、原子核和电子等等。 1 2 折合质量 1 2 m m m m = + 2 2 12 0 12 v v a l l = =