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火车提速后，面临的问题 ？ 牵引力不够。将几节带动力的车厢和几节普通车厢固定编成动车组, 将动力分散在车厢，不再单纯依靠火车头来牵引。 无缝钢轨，解决 “热胀冷缩”？采用一种新型温度力传递结构—抗剪式胶结结构。采用固体无溶剂热固化胶粘剂，将道岔长心轨、间隔铁、翼轨胶结成一体，利用胶粘剂的抗剪强度，实现一个区间的无缝线路温度力经过道岔向另一区间传递。将热胀冷缩产生的温度力传到旁边的轨道上，不积聚在无缝钢轨上。 火车提速关键在刹车。制动问题是安全关键。 80秒叫停时速300公里火车。大连交通大学，连续挤压工程研究中心，研制高速列车制动闸片(以铜做基体的金属烧结闸片)。筛选了近百种原材料，配置了70多种配方，进行了数千次的摩擦磨损实验，最终制备出了满足国际铁路联盟标准的金属烧结闸片(以铜做基体)。这种闸片经过铁道部检测证明，采用该闸片，列车在每小时300公里高速运转情况下紧急制动，只需要80多秒速度即可为零，而闸片的磨损量仅为0.38cm3／MJ，远远小于国际先进闸片的磨损量0.85cm3／MJ，而成本只是国外闸片的1／5。 动车组时速350公里的速度会使列车的抓地力减小，可在每节车箱的顶部安装由电脑控制的风翼(减速板)，当检测到车轮压力非正常下降时，适当升起风翼(减速板)，用高速时的风阻将列车压回地面。 火车以72Km/h的速度沿水平直线轨道行驶, 连杆ADB质量m1=100Kg, 车轮半径R＝0.5m, 质量m2=200Kg, A、D、B三点铰接, AD=DB, O1A=O2D=O3B=0.3m, 车轮在轨道上只滚不滑。运动开始时, O2D位于水平(φ=0),求车轮对于铁轨的附加压力的最大值。 C2 O1 φ v0 φ φ O3 O2 B A D ? 例题1 动 量 定 理 第 2 章 动量定理 §2-1 动 量 §2-2 动量定理和冲量定理 §2-4 相关概念的讨论 §2-3 质心运动定理 §2-5 动量定理的应用实例 引言 ▲牛顿定律只适合单个质点。对质点系问题, 取分离体, 列质点动力学方程，联立求解，非常繁杂。 ▲质点系整体运动特征量：动能、动量、动量矩。 ▲力的作用量:功(与路程有关)、冲量(与时间有关) 、力矩等。 ▲动力学普遍定理—质点系整体运动特征量与力的作用量之间的关系，即动能定理、动量定理、动量矩定理。 ▲物理学中已解决简单刚体的动力学问题, 在此基础上, 要解决实际机构中各构件的动力学问题。 ▲对刚体(如曲柄)，如何应用牛顿定律，列出动力学方程？ ▲在复杂情况下，对复杂物体，如何列出动力学方程？ ▲牛顿第二定律：ma = F , 瞬时性关系, 与作用过程无关。 ▲牛顿第二定律的局限性？对很多工程问题不能直接应用。 第 2 章 动量定理 §2-1 动 量 §2-2 动量定理和冲量定理 §2-4 相关概念的讨论 §2-3 质心运动定理 §2-5 动量定理的应用实例 §2-1 动 量 一. 动量的定义 二. 质点系动量简捷表达式 三. 刚体的动量的计算 §2-1 动 量 质点的质量 m 与速度 v 的乘积 mv 称为该质点的动量。质点系内各质点的动量的矢量和称为该质点系的动量主矢简称为质点系的动量。并用 K 表示, 即有 K = ∑mv (3-1) 将上式投影到固定直角坐标轴系上, 可得 Kx = ∑mvx Ky = ∑mvy Kz = ∑mvz (3-2) 式中 Kx、Ky 和 Kz 分别表示质点系的动量在坐标轴 x、y 和 z 上的投影。 一.动量 国际单位制中,动量的常用单位是 kg ? m ? s?1。 质点系的动量K=∑mv还可写成更为简捷的表达式。 K =∑mivi = MvC (3-4) 二. 质点系动量简捷表达式 用求和形式写出质心 C 的直角坐标表达式、矢径表达式： (3-3) 当质点系运动时，它的质心一般也是运动的，将上式两端乘以 M＝ ，并对时间求导数，即得 在高等数学的重积分应用中曾给出物体的质心坐标： Kx =∑mvx = MvCx Ky =∑mvy = MvCy Kz =∑mvz =MvCz (3-5) 可见,质点系的动量,等于整个质点系的质量与质心速度的乘积,或者如果想象地认为质点系的质量集中于质心,则质心的动量就是质点系的动量。 投影到各坐标轴