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N个质点组成的系统-- 研究对象称为质点系。
内力:系统内部各质点间的相互作用力
特点:成对出现;大小相等方向相反
结论:质点系的内力之和为零
§2-1 质点系的内力和外力 质心 质心运动定理
外力: 系统外部对质点系内部质点的作用力
约定:系统内任一质点受力之和写成
一、 质点系的内力和外力
抛手榴弹的过程
质点系的质量分布中心,简称质心。
质心运动反映了质点系的整体运动趋势。
二、 质心
对于N个质点组成的质点系:
直角坐标系中
直角坐标系下
C
dm
面分布
体分布
线分布
对于质量连续分布的物体
质心的速度为
三、 质心运动定理
质心的加速度为
由牛顿第二定律得
对于内力
质心运动定理
表明:不管物体的质量如何分布,也不管外力作用在物体的什么位置上,质心的运动就象是物体的质量全部都集中于此,而且所有外力也都集中作用其上的一个质点的运动一样。内力不改变质心运动。
质心运动定理
If
质心保持匀速直线运动状态或静止状态
系统的总动量保持不变
Figure . Multiflash photograph showing an overhead view of a wrench moving on a horizontal surface. The white dots are located at the center of mass of the wrench and show that the center of mass moves in a straight line as the wrench rotates.
条件
定律
=常量
直角坐标系下的分量形式
动量守恒定律
例 一质量 的人站在一条质量为 ,长度 的船的船头上。开始时船静止,试求当人走到船尾时船移动的距离。(假定水的阻力不计。)
解:
动量守恒定律
选人和船组成的质点系为研究对象,如图所示。
解:
动量守恒定律
由于在水平方向上系统不受外力。因此,根据质心运动定理,质点系质心的加速度沿水平方向的分量为零。
即人在走动的过程中系统质心始终静止
设人走之前,相对湖岸人的位置坐标为 ,船的质心坐标为 。这时人船系统质心的坐标为
动量守恒定律