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动力学第四次课

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第四章 链反应动力学 ppt课件

第四章 链反应动力学 ppt课件
即：反应中生成极为活泼的中间体（链载体），与稳定的 分子作用生成产物的同时又有新的活性粒子产生，整 个反应就象链条一样，一环紧扣一环地自动继续下去， 故称为链反应。
链反应特点：反应中有大量的活性组分(自由基或自由原子)产生。
应用：橡胶合成、塑料、高分子化合物的聚合、石油裂解及 碳氢化合物的氧化等均与链反应有关。
链反应的分支过程线型分支二次分支能量分支过程正常分支过程连续分支过程退化分支过程四链反应的分支过程链载体参加反应后不仅可以使自由价消耗链的终止或保持守恒链的传播有时甚至可以使自由价增加此种过程称为链的分支过程相应的链反应称为支链反应
第四章 链反应动力学
§4.1 概 述 一、链反应的概念
1913年，Bodenstein 在研究H2与Cl2生成HCl的光化学反应 时，发现H2、Cl2的混合物用λ = 400 435 nm的光照射后，平 均每吸收1个光子可生成近105个HCl。对此Bodenstein引入了 链反应的概念予以解释。
化学引发的分解反应速率为：
di
dt
ddcitkdci
ci为引发剂的浓度
引发剂引发链反应的引发速率为： r0 f ddtkd fci
f 为有效因子，它表示引发剂启动链反应的实际有效分数。
f 值的大小与引发剂和介质等因素有关。 光敏作用引发：当辐射光的波长位于可见光区或紫外光区，且 光仅能使催化剂引起分解或电子传递（限于液体体系），产生 自由基或自由原子，然后再与反应分子作用生成链载体，这样 的过程在光化学中称作光敏作用。例如：
拟过程： XY→X : Y→X· + Y· • 第一过程表示分子劈裂为两个自由基，但保持其原来在分子 中的空间构型，此过程所需要的能量称为化学键的劈裂能D0
D 0 D ( 平 均 键 能 ) E 0 ( 单 位 价 态 能 )单态位有价 关态而能与，具只体与分原子子无的关价

高分子化学授课教案

高分子化学授课教案

授课教案第一次课第一章绪论第一节高分子化学的基本概念高分子化合物结构，分子量，结构单元，重复单元，聚合度第二节聚合物的分类与命名按性质和用途，按主链结构，按组成的变化分类，根据原料单体命名，商品名称和英文缩写作业： 1第二次课第一章绪论第三节聚合物的分子量及其分布平均分子量的意义：数均分子量，重均分子量，粘均分子量，分布曲线。

多分散性和分子量分布第四节高分子链的结构形态作业：2，3，4第三次课第二章自由基聚合反应第一节概述单体取代基的电子效应对聚合反应种类的影响。

第二节自由基聚合的聚烯烃聚乙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯烯腈、聚乙酸乙烯酯和聚四氟乙烯的性能及应用。

第三节自由基聚合反应机理链引发、链增长、链终止、链转移和阻聚。

作业：2第四次课第二章自由基聚合反应第四节引发剂和引发作用引发剂；引发剂的分解速率、半衰期和引发效率；诱导效应和笼蔽效应作业：4，9第五次课第二章自由基聚合反应第五节自由基聚合反应动力学自由基聚合速率方程的推导；温度对聚合反应速率的影响；自动加速作用作业：6，10第六次课第二章自由基聚合反应第六节平均聚合度和链转移动力学链长和聚合度；温度对聚合度的影响；链转移和平均聚合度；向大分子的转移。

第七节聚合反应的单体单体的聚合能力；单体结构和聚合物结构。

作业：11，12，13，14第七次课第二章自由基聚合反应第八节阻聚剂和阻聚作用阻聚剂和缓聚剂；烯丙基单体的自动阻聚作用。

第九节聚合反应实施方法本体聚合；溶液聚合；悬浮聚合；乳液聚合。

作业：17，18，19第八次课第三章离子聚合反应第一节正离子聚合和聚异丁烯正离子聚合的烯类聚合物；催化剂和共催化剂；溶剂；正离子聚合的机理。

作业：1第九次课第三章离子聚合反应第二节负离子聚合的活的高分子负离子聚合的烯类聚合物；负离子聚合的催化剂和溶剂；负离子聚合机理；活的高分子。

作业：2，3第十次课第三章离子聚合反应第三节离子聚合与自由基聚合的比较机理、活性中心、单体、引发剂或催化剂、溶剂等的异同。

4催化反应动力学-3多底物课件

4催化反应动力学-3多底物课件

Alberty形式（4-62）
EA
k1[A0] k-1
E
k4 [Q]
[P] k2
F
k-3
k3[B0]
EB
稳态乒乓BiBiKing-Altman图
四、多底物酶促反应机制的鉴别
1、底物动力学作图鉴别
（1）顺序机制 双倒数方程：
顺序机制的各直线交于 纵轴左侧一点，但此法 不能区别有序顺序机制 和随机顺序机制
A
B
NADH + DHA
[B0]
1/[A0]
2、再分别以截矩对 1/[B0]作图： ~1/[B0]
KmB
其二次作图的竖轴截矩为 1/Vm，斜率为KmB/Vm，横轴 截矩为KmB
以斜率对1/[B0]作图： 亦然！！！
1/Vm
KmB/Vm
1/[B0]
1/[B0]
附2：稳态法推导多底物反应方程例
①序列机制的底物动力学的推导
一、酶促反应分类
底物数目 酶分类
单底物 单向单底物 假单底物 双底物
三底物
异构酶 裂合酶 水解酶 氧化还原酶 基团转移酶 连接酶
催化反应 略
比例（%）
5 12 26 27 24 6
大多数酶催化反应是两个或多个底物参与的反应 (以双底物反应物系统为例讨论),以转移反应为主, 占总酶促反应的50%左右；
初速度方程
所得到的速度方程的一般形式及初速度方 程和以前数学推导的结果完全相同。
2.Alberty表达式
许多双底物酶促反应在固原定一个底物浓度而改变另一个 底物浓度时服从米氏方程式； 对许多双底物酶促反应，在总酶浓度固定并远小于两个底 物浓度时，Alberty根据K-A图形法推导出其方程一般形式 为：

第四章__机器人动力学ppt课件

第四章__机器人动力学ppt课件

pdii1npzii1opzji1apzk
pi 0i0j0k
§ 4.2 机械手动力学方程
n
Dij Tra(TcpepjIppiTpT) pmai,xj
n
mp piTkppjpdi•pdjprp(pdipjpdjpj)
pmai,xj
其中 kp
kkp2p2xxxy
kp2xz
kp2xy k2
pyy
力矩T1和T2的动力学表达式的一般形式和矩阵表达式为： T 1 D 1 1 1 D 1 2 D 1 1 1 2 1 D 1 2 2 2 2 D 1 1 1 2 2 D 1 2 2 1 1 D 1 （4.1-8) T 2 D 2 1 1 D 2 2 D 2 1 1 2 1 D 2 2 2 2 2 D 2 1 1 2 2 D 2 2 2 1 1 D 2 （4.1-9)
n
D i i m pp i 2 T x k p 2 x p i 2 x T y k p 2 y p i 2 y T z k p 2 zp d z i • p d i 2 p r p • ( p d i p i)
p m i ,jax
如果为旋转关节
n
D i i m p n 2 p T k p 2 x o x 2 p T k x p 2 y a y 2 p T k y p 2 z z p p • z p p 2 p r p • ( p p • n p ) i ( p p • o p ) j ( p p • a p ) k
惯量项和重力项在机器人的控制中特别重要，它们影响到系统的稳定性 和定位精度。向心力和哥氏力仅当机器人高速运动时才有意义。
§ 4.2 机械手动力学方程
4.2.2 动力学方程的简化
1 惯量项Dij的简化

课程名称：高等动力学

课程名称：高等动力学

课程名称：高等动力学一、课程编码：0100021课内学时：48学分：3二、适用学科专业：动力学与控制，飞行器设计与控制，车辆工程专业，机械科学与工程三、先修课程：理论力学，线性代数，常微分方程四、教学目标：通过本课程的学习，掌握经典力学的基本概念，建立动力系统的模型。

拓展工科专业的动力学知识。

五、教学方式：课堂讲授基本理论知识，通过开放式讨论与分析学习与本课程相关的课题背景和解决问题的手段。

六、主要内容及学时分配1.分析力学的基本概念和动力学普遍方程6学时1.1约束及其分类，广义坐标，自由度1.2虚位移，理想约束1.3虚位移原理，广义力1.4达朗伯原理，动力学普遍方程2.第二类拉格郎日方程6学时1.5第二类拉格朗日方程1.6拉格郎日方程应用举例1.7循环积分和能量积分1.8冲击力作用时的拉格郎日方程3.非完整系统的动力学方程10学时1.9第一类Lagrange方程1.10一阶线性非完整系统的Lagrange方程1.11劳思方程1.12尼尔森方程1.13非完整系统的阿贝尔方程1.14建立动力学方程的Kane方法4.哈密顿正则方程和哈密顿原理4学时1.15哈密顿正则方程1.16哈密顿原理5.刚体运动学6学时1.17定点运动刚体运动学的几何描述1.18定点运动刚体运动学的解析研究(以方程余弦为广义坐标)1.19定点运动刚体运动学的解析研究(以欧拉角为广义坐标)1.20定点运动刚体运动学的解析研究(以卡尔丹角为广义坐标)1.21定点运动刚体运动学的解析研究(以欧拉参数为广义坐标)1.22一般运动刚体运动学6.刚体动力学8学时6.1惯性张量6.2动量矩和动量矩定理6.3动能和动能定理6.4刚体的运动微分方程陀螺力矩6.5对称刚体规则进行时的外力矩6.6刚体定点运动的欧拉情况简介6.7无转矩对称刚体的定点运动6.8刚体定点运动的拉格朗日情况6.9对称重刚体定点运动的特殊情形7.运动稳定性基础、动力学专题讲座8学时7.1基本概念，相平面方法7.2李雅普诺夫直接方法7.3一次近似稳定性理论7.4力学系统的稳定性7.5高等动力学专题讲座七、考核与成绩评定：成绩以百分制衡量，平时作业成绩占20%，专题讨论占20%，期末笔试成绩占60%八、参考书及学生必读参考资料1.汪家訸.分析力学.高等教育出版社,1982.2.叶敏,肖龙翔.分析力学.天津大学出版社,2001.3.梅凤翔,刘桂林.分析力学基础.西安交通大学出版社,1987.4.贾书惠.刚体动力学.高等教育出版社,1987.5.刘延柱.高等动力学.高等教育出版社,2001.6.张劲夫,秦卫阳.高等动力学.科学出版社,2004.7.洪善桃.高等动力学.同济大学出版社,1996.8.费学博.高等动力学.浙江大学出版社,1999.9.肖尚彬,董秋泉.高等动力学.西北工业大学出版社,1986.九、大纲撰写人：尚玫。

高考物理一轮复习第三章牛顿运动定律第4课时动力学的三类典型问题课件新人教版

高考物理一轮复习第三章牛顿运动定律第4课时动力学的三类典型问题课件新人教版
[答案] C
[系统归纳] 轻绳在伸直状态下，轻绳两端的连接体沿轻绳方 轻绳 向的速度总是相等 轻杆平动时，连接体具有相同的平动速度；轻杆 轻杆 转动时，连接体具有相同的角速度，而线速度与 转动半径成正比 在弹簧发生形变的过程中，两端连接体的速度不 轻弹簧 一定相等；在弹簧形变最大时，两端连接体的速 率相等
[答案] C
二弹簧连接体
[例 2] (多选)如图所示，光滑水
平面上放置着四个相同的木块，其中木
块 B 与 C 之间用一轻弹簧相连，轻弹簧
始终在弹性限度内。现用水平拉力 F 拉 B，使四个木块以相同的
加速度一起加速运动，则下列说法正确的是
()
A．一起加速过程中，D 所受到的静摩擦力大小为F4
B．一起加速过程中，C 受到 4 个力的作用
(1)无人机在地面上从静止开始，以最大升力竖直向上起 飞，求在 t＝5 s 时离地面的高度 h；
(2)当无人机悬停在距离地面高度 H＝100 m 处，由于动力 设备故障，无人机突然失去升力而坠落。求无人机坠落到地面 时的速度大小 v；
(3)在第(2)问条件下，若无人机坠落过程中，由于遥控设备 的干预，动力设备重新启动提供向上最大升力。为保证安全着 地，求飞行器从开始下落到恢复升力的最长时间 t1。
[解析] A、B 间的最大静摩擦力为 2μmg，B 和地面之间的 最大静摩擦力为32μmg，对 A、B 整体，只要 F＞32μmg，整体就会 相对地面运动，选项 A 错误；当 A 对 B 的摩擦力为最大静摩擦 力时，A、B 将要发生相对滑动，故 A、B 一起运动的加速度的最 大值满足 2μmg－32μmg＝mamax，B 运动的最大加速度 amax＝12μg， 选项 D 正确；对 A、B 整体，有 F－32μmg＝3mamax，得 F＝3μmg， 则 F＞3μmg 时两者会发生相对滑动，选项 C 正确；当 F＝52μmg 时，两者相对静止，一起滑动，加速度满足 F－32μmg＝3ma，解 得 a＝13μg，选项 B 正确。

第四课：表面吸附

第四课：表面吸附
E. G. Wang
吸附动力学理论
吸附动力学理论首先要研究吸附与脱附的速率，并 由此得到吸附平衡方程。 * 吸附等压线和吸附等温线 若以na表示单位面积吸附浓度，nm表示在时刻t单位 面积上允许的有效吸附位置（即表面完全被覆盖时的吸 附浓度）。覆盖度为 θ =na/nm。 在吸附分子气压为P的情况下，其吸附过程由 μ（nm-na)P决定，其中 μ为吸附速率系数；而脱附过程 不受气压影响，由βna决定， β为脱附速率系数。因此， 吸附速率定义为 dn/dt= μ(nm-na)P- βna 当吸附达到动态平衡时，吸附有效速率为零，即 dn/dt=0。
吸附热与激活能
物理吸附的分子力较弱，因而其吸附热较低，一般 为5[Kcal/mol]，多在低温下发生。化学吸附热较高，约 为100[Kcal/mol]的量级，在高温下的吸附为化学吸附。 这两种吸附常常是相伴而生的，化学吸附常常是在 物理吸附的表面进行，有时在低温吸附中同时存在着两 种吸附，只是化学吸附进行的极慢，以致于只能观察到 物理吸附。在一般情况下，物理吸附多伴有化学吸附， 如氧在金属表面的吸附，同时可以有以原子态参与的化 学吸附，以分子态参与的物理吸附，以及以氧分子态覆 盖于氧原子态吸附层上等吸附方式。此外，物理吸附与 化学吸附可以在一定条件下相互转化，如氢分子在铜表 面的物理吸附，经活化处理后，H2转化为两个H原子， 实现化学吸附。
化学键吸附
当I，A与 φ相差不大时，将出现不完全的电子转移， 吸附物与吸附剂之间只提供局部的共有化电子，形成局 部的共价键、离子键或配位键。这种化学吸附，称为化 学键吸附。其结合力为共有化电子与离子实之间的库仑 力。其电子的共有化程度，常常是不对等的，在有些吸 附系统，电子的转移偏向吸附剂，而另一些吸附系统， 则可能偏向吸附物。 上述两种类型的化学吸附不仅可以单独存在，而且 常常二者兼有。如半导体材料的表面化学吸附。在室温 下，锗表面的氧吸附，一般是化学键吸附，生成GeO, 或GeO2氧化物覆盖层；而ZnO表面的氧吸附却是离子 吸附型，表面覆盖层为分子形式的氧覆盖层。

教科版高中物理必修第一册精品课件 第4章 牛顿运动定律 第6节 牛顿运动定律的应用

教科版高中物理必修第一册精品课件 第4章 牛顿运动定律 第6节 牛顿运动定律的应用
0.91m/s
a= 7s =0.13 m/s2。
根据牛顿第二定律 F=ma=(m1+m2)a 得

m2=-m1=3 500 kg
3.(从受力确定运动情况)如图所示,哈利法塔是目前世界最高的建筑。游
客乘坐世界最快观光电梯,从地面开始经历加速、匀速、减速的过程恰好
到达观景台只需45 s,运行的最大速度为18 m/s。观景台上可以鸟瞰整个迪
答案:(1)22 kg
(2)1 s
解析:(1)对木箱受力分析,由平衡条件得
Fsin37°+N=mg
Fcos37°=f
f=μN
解得m=22 kg
(2)木箱匀减速运动过程由牛顿第二定律和运动学公式得
μmg=ma
0=v-at
解得t=1 s
根据受力求加速度的常用方法有合成法和正交分解法。
【变式训练1】 滑冰车是儿童喜欢的冰上娱乐项目之一。如图所示,小
2.通过处理生产生活中的相关问题,培养科学态度及责任。
自主预习·新知导
学
牛顿运动定律的应用
1.动力学方法测质量:根据物体的受力情况和运动情况求出加速度,利用
牛顿第二定律求出质量。
2.从受力确定运动情况:根据物体受力情况,由牛顿第二定律求出加速度,
通过运动学规律可确定物体的运动情况。
3.从运动情况确定受力:由运动情况,根据运动学公式求出物体的加速度,
拜全景,可将棕榈岛、帆船酒店等尽收眼底,颇为壮观。一位游客用便携式
拉力传感器测得:在加速阶段质量为0.5 kg的物体受到的竖直向上的拉力
为5.45 N。电梯加速、减速过程视为匀变速直线运动(g取10 m/s2)。
(1)求电梯加速阶段的加速度大小及加速运动的时间;

汽车系统动力学 (1)

汽车系统动力学 (1)
二、课程内容与学时分配（不少于400字）
第一章车辆动力学概述（1学时）
第一节研究内容和范围
第二节车辆特性和设计方法，及发展趋势
第二章车辆动力学建模方法及基础理论（2学时）
第一节动力学方程的建立方法
第二节多体系统运动学，动力学
第三章轮胎动力学（3学时）
第一节轮胎模型
第二节轮胎纵向力学特性
第三节轮胎垂向力学特性
第二节基于matlab的车辆系统建模、仿真与控制器设计实例
第三节应用adams软件的多体动力学实例分析（课外上机）
三、教材和参考书
教材：
喻凡，林逸编著，汽车系统动力学，机械工业出版社，2005.9
Rajesh Rajamani，Vehicle Dynamics And Control，Birkhäuser, 2006
作业安排：要求学生自学几个主流的汽车动力学软件，布置几个相关的大作业（车辆动力学建模与仿真分析），加深了解相关的学习内容。
考核安排及成绩评定方法：以平时的上课出勤率，提交计算分析报告的情况，以及最后的考试为依据，进行本课程成绩的最终评定。
五、拟任课教师情况
申焱华（主讲），副教授，博士，近3年的任课情况：（本科）车辆人机工程，现代设计方法概论；（研究生）多体动力学；
参考书：
（1）Thomas D.Gillespie著，赵六奇，金达锋译，车辆动力学基础，清华大学出版社，2006.12
（2）Manfred Mitschke, Henning Wallentowitz著，陈荫三，余强译汽车动力学（第四版）清华大学出版社，2009.12
（3）Dave Crolla,喻凡著，车辆动力学及其控制，人民交通出版社，2004。1
第一节车辆扩展操纵模型的推导

化学反应动力学(全套课件582P)

化学反应动力学(全套课件582P)
r 1 d[A] 1 d[B] 1 d[C] 1 d[D] a dt b dt c dt d dt
或 r 1 d[Ri ]
i dt
对于气相反应，也可用压力表示反应速率：
rP
1 a
dPA dt
1 b
dPB dt
1 c
dPC dt
1 d
dPD dt
或：
rP
1
i
dPRi dt
对于理想气体： Pi ci RT
化学反应动力学
课程属性： 学科基础课 学时/学分：60/3
教 材:
《 Chemical Kinetics and Dynamics 》 J. I. Steinfeld, et al, 1999 ( Prentice Hall )
参考书 ：
1《化学反应动力学原理》（上、下册） 赵学庄编 （高等教育出版社）
k = 2×104
k = 1×10-2
§1-2 反应速率的定义
( Definition of the Rate of a Chemical Reaction ) 若一个反应的化学计量式如下：
(1) a A + b B c C + d D 或写为： (2) 0 = iRi
式(2) 中,
Ri：反应物和产物。 i： 化学计量系数, 它对于反应物为负,
1 给定乙醛的初始浓度, 测定不同反应时间 的反应速率及乙醛浓度，从而确定反应的 反应级数。
则反应速率 与[CH3CHO]的平方成正比， 即称其时间级数为二级的。
2 以乙醛的不同初始浓度进行实验, 测 定不同初始浓度下的反应速率，从 而确定反应级数。
则反应速率与乙醛的初始浓度的一 次方成正比，即称其浓度级数为一 级的。

化学高三年级第四节课化学反应动力学优质课程教学探究与实验设计

化学高三年级第四节课化学反应动力学优质课程教学探究与实验设计

化学高三年级第四节课化学反应动力学优质课程教学探究与实验设计在高三年级的化学课程中，化学反应动力学是一个重要的内容，它研究了化学反应速率和反应机理。

针对这一内容，本文将探究如何设计一节优质的化学反应动力学课程教学，并涉及到相应的实验设计。

一、课程教学探究1. 教学目标设定本课程的教学目标是让学生了解化学反应动力学的基本概念，掌握反应速率的计算方法，理解影响反应速率的因素，并能够应用所学知识解决相关问题。

2. 教学内容安排（1）引入部分：通过引发学生对化学反应动力学的兴趣，例如介绍生活中的化学反应速率变化案例，激发学生的学习热情。

（2）理论学习：讲解化学反应动力学的基本概念、反应速率计算方法以及影响反应速率的因素。

引导学生分析反应机理。

（3）案例分析：结合真实案例，让学生运用所学知识解析反应速率的变化过程。

（4）概念检测：通过小组讨论、个人思考等方式，检测学生对所学内容的掌握情况。

（5）拓展应用：引导学生应用所学知识解答一些复杂的问题或进行综合实验设计。

3. 教学方法选择（1）情境引入：通过引入生活中的真实例子，激发学生对化学反应动力学的兴趣，提升学习积极性。

（2）探究式学习：以课堂讨论、小组合作等方式，引导学生积极参与，通过实例分析和实验设计，探索化学反应速率的变化规律和影响因素。

（3）巩固与拓展：加强课后习题练习，通过案例分析和综合应用题，巩固所学知识，并引导学生拓展学科知识。

二、实验设计本节课的实验设计旨在让学生通过实验观察和数据分析，探究影响化学反应速率的因素。

实验名称：影响化学反应速率的因素探究实验材料：（1）稀盐酸（HCl）（2）锌粉（Zn）（3）试管（4）集气瓶（5）气密塞（6）天平（7）计时器实验步骤：1. 将一定量的稀盐酸倒入试管中，记录其初始体积。

2. 在稀盐酸中加入适量的锌粉，迅速插入气密塞，开始计时。

3. 每隔一段时间，记录集气瓶中气体的体积，并记录时间。

4. 反复进行多次实验，保持其他条件不变，只改变锌粉的用量或换成不同颗粒大小的锌粉进行观察，并记录实验数据。

流体力学第四章

流体力学第四章

1.渐变流及其特性
渐变流过水断面近似为平面，即渐变流是流线接近于
平行直线的流动。均匀流是渐变流的极限。
动压强特性：在渐变流同一过水断面上，各点动压强
按静压强的规律式分布，即
注：上述结论只适用于渐变流或均匀流的同一过水断面上 的 各点，对不同过水断面，其单位势能往往不同。
选取：控制断面一般取在渐变流过水断面或其极限情况均匀 流断面上。
即J=JP。 5.总水头线和测压管水头线之间的距离为相应段
的流速水头。
6.如果测压管水头线在总流中心线以上，压强就 是正职；如相反，则压强为负值，则有真空。
4.总流能量方程在推导过程中的限制条件
（1）不可压缩流体；
（2）恒定流；
（3）质量力只有重力，所研究的流体边界是静止 的（或处于平衡状态）；
取管轴0-0为基准面，测压管所在断面
1,2为计算断面（符合渐变流），断面的形
心点为计算点，对断面1,2写能量方程（4-
15），由于断面1，2间的水头损失很小，
可视
，取α1=α2=1，得
由此得：
故可解得：
式中,K对给定管径是常量，称为文丘里流 量计常数。
实际流量 ： μ——文丘里流量计系数，随流动情况和管
流体力学
第四章 流体动力学基础
本章是工程流体力学课程中最重要的一 章。本章建立了控制流体运动的微分方程， 即理想流体运动微分方程和实际流体的运 动微分方程；并介绍了求解理想流体运动 微分方程的伯努利积分形式；构建了工程 流体力学中应用最广的恒定总流运动的三 大基本方程：连续性方程、伯努利方程 （即能量方程）和动量方程。通过本章的 学习要培养综合运用三大基本方程分析、 计算实际总流运动问题的能力。
道收缩的几何形状而不同。

结构动力学第二版教学设计

结构动力学第二版教学设计

结构动力学第二版教学设计一、教学目标本课程是结构工程专业中的重要专业课程之一，旨在培养学生具备结构动力学相关知识，能够独立完成复杂结构的动力学计算和分析。

本次教学目标包括：1.掌握结构的动力学分析方法和原理；2.熟悉结构的扭转、悬链线、弹性振动等动力学特性；3.学会运用结构动力学软件计算单自由度和多自由度结构的响应。

二、教学内容1. 动力学基础1.1 动力学的概念和分类；1.2 单自由度和多自由度动力学系统的基本特征；1.3 低阶和高阶模态及其特点；1.4 等效线性化方法和时间积分法。

2. 结构的扭转、悬链线、弹性振动2.1 扭转振动的分析方法；2.2 悬链线振动的分析方法；2.3 弹性振动的分析方法。

3. 结构动力学软件3.1 常用的结构动力学软件及其功能；3.2 单自由度和多自由度结构的响应计算实例。

三、教学方法授课采用理论讲解、实例分析、结构动力学软件实验和课堂互动等多种教学方法。

其中，对于动力学基础部分的讲解，将结合实例演示，以帮助学生更加直观地理解和掌握基本概念和特征；对于结构动力学软件部分，将设置针对性课程实验，让学生有机会通过实际操作掌握软件使用方法。

此外，教师将对学生提出的问题和难点进行解答和剖析，以巩固学生对知识点的掌握和理解。

四、教学评估为了确保教学效果，本课程将设置期中考试和期末考试两个考核环节。

其中期中考试占总评成绩的30%，主要考核基础知识理解和运用能力；期末考试占总评成绩的70%，主要考核学生对于整个课程的综合理解和能力掌握情况。

此外，课程还将设置结构动力学软件实验环节，并对学生实验成绩进行评估，用于辅助考核。

五、教学资源为了让学生更好地理解结构动力学知识和方法，教材采用了结构动力学相关领域内公认的经典教材《结构动力学（第二版）》；课程还将设置相关结构动力学软件实验，以便学生更好地掌握软件的运用方法。

六、教学进度本课程为64学时的专业课程，具体教学进度安排如下：教学单元学时数动力学基础16扭转、悬链线、弹性振动24结构动力学软件16课堂练习和实验8合计64学时七、总结通过本次结构动力学的教学，学生将能够全面掌握结构动力学相关的基础知识、分析方法和软件工具的使用，为将来从事结构工程实践打下深厚的基础。

人教版高中物理必修第一册精品课件 第四章 运动和力的关系 08-重难专题11 动力学连接体问题

人教版高中物理必修第一册精品课件 第四章 运动和力的关系 08-重难专题11 动力学连接体问题
第四章 运动和力的关系
关联的物体连接（叠放，并排或由轻绳、细杆联系）在一起的物体组称为连 接体。连接体一般具有相同的运动情况（速度、加速度）。 2.常见连接体模型
3.连接体的外力和内力 如果以物体（包括物体间的绳、弹簧等）组成的系统为研究对象，则系统之外的作用 力为该系统受到的外力，而系统内各物体间的相互作用力为该系统的内力。 4.处理连接体问题的常用方法 （1）整体法:若连接物具有相同的加速度，可以把连接体看成一个整体作为研究对象， 只分析外力,不分析内力，然后依据牛顿第二定律列方程求解。 （2）隔离法:把研究的物体从周围物体中隔离出来,单独进行分析，从而求解物体之间 的相互作用力。
D
十年寒窗磨利剑， 一朝折桂展宏图！
注意：①此“协议”与有无摩擦无关（若有摩擦，两物体与接触面间的动摩擦因数必须 相同）； ②此“协议”与两物体间有无连接物、何种连接物（轻绳、轻杆、轻弹簧）无关； ③物体系统处于水平面、斜面或竖直方向上一起加速运动时此“协议”都成立。
D
（1）求滑块的加速度大小；
（2）求绳对滑块的水平拉力大小；
5.整体法与隔离法的选择 （1）整体法的研究对象少，受力少，方程少，所以连接体问题优先采用整体法。 （2）涉及物体间相互作用的内力时，必须采用隔离法。 （3）若连接体内各物体具有相同的加速度且需要求解物体间的相互作用力，就可以先 用整体法求出加速度，再用隔离法分析其中一个物体的受力，即“先整体求加速度，后 隔离求内力”。 （4）若已知某个物体的受力情况，可先隔离该物体求出加速度，再以整体为研究对象 求解外力。

理论力学教案

理论力学教案

理论力学教案完整版第一章引言1.1 课程简介理论力学的定义课程目标与意义适用对象与先修课程要求1.2 理论力学的研究方法静力学、运动学和动力学的区分矢量与标量的概念单位制与坐标系的使用1.3 物理量的测量与误差分析测量方法与工具误差的概念与分类误差减小与处理方法第二章静力学2.1 力的概念与基本定理力的定义与分类矢量运算规则平衡条件与平衡方程2.2 平面力系与空间力系平面力系的合成与分解空间力系的合成与分解力矩与力偶的概念2.3 摩擦力与弹簧力摩擦力的定义与类型弹簧的弹性模型与胡克定律摩擦力与弹簧力的计算方法第三章运动学3.1 描述运动的参数位置、位移与路程速度与加速度时间与时刻的概念3.2 直线运动匀速直线运动与匀变速直线运动直线运动的图像与方程相对运动与参考系的选择3.3 曲线运动圆周运动抛物线运动曲线运动的条件与特点第四章动力学4.1 牛顿运动定律第一定律：惯性定律第二定律：加速度定律第三定律：作用与反作用定律4.2 动量定理与动量守恒动量的定义与计算动量定理与冲量概念动量守恒定律的应用4.3 动能定理与能量守恒动能的定义与计算动能定理与外力做功能量守恒定律的应用第五章碰撞与爆炸5.1 碰撞的基本概念碰撞的定义与分类碰撞的三大要素：碰撞速度、碰撞角与碰撞系数碰撞过程中的动量守恒与能量守恒5.2 弹性碰撞与非弹性碰撞弹性碰撞的特点与计算非弹性碰撞的特点与计算完全非弹性碰撞的近似处理方法5.3 爆炸现象的分析爆炸的定义与分类爆炸波与冲击波的概念爆炸过程中的能量释放与传递第六章刚体运动学6.1 刚体的平动与转动刚体的定义与特性平动与转动的描述刚体运动的叠加原理6.2 刚体运动的合成与分解刚体运动的合成与分解原理刚体运动的坐标表示法刚体运动的图像表示法6.3 刚体的速度与加速度刚体速度与加速度的概念刚体速度与加速度的计算刚体运动的动力学分析第七章刚体动力学7.1 刚体动力学的基本定律牛顿第二定律在刚体动力学中的应用刚体运动的动量定理刚体运动的动能定理7.2 刚体的转动动力学转动惯量的概念与计算转动动力学的基本方程刚体转动的稳定性与失稳刚体动力学在机械结构分析中的应用刚体动力学在技术中的应用刚体动力学在车辆动力学中的应用第八章流体力学基础8.1 流体的概念与特性流体的定义与分类流体的物理性质：密度、粘度与表面张力流体流动的两种状态：层流与湍流8.2 流体流动的描述流速与流量流体流动的连续性方程流体流动的伯努利方程8.3 流体阻力与流体动力流体阻力的定义与计算流体动力的概念与计算流体流动的优化与控制第九章弹性力学基础9.1 弹性变形与弹性模量弹性变形的基本概念弹性模量的定义与分类弹性变形的数学描述弹性力学的基本方程：应变与应力弹性力学的边界条件弹性力学的解法与数值方法9.3 弹性力学的应用弹性力学在材料力学中的应用弹性力学在结构力学中的应用弹性力学在生物力学中的应用10.1 理论力学的主要概念与原理理解各个章节之间的联系与衔接强调理论力学在工程与应用科学中的重要性10.2 理论力学的应用领域理论力学在机械工程中的应用理论力学在航空航天领域的应用理论力学在生物医学工程中的应用10.3 展望未来：理论力学的挑战与发展现代力学研究的新方向跨学科研究与交叉学科的发展理论力学在可持续发展与绿色能源中的应用重点和难点解析重点环节一：静力学平衡条件的理解和应用静力学平衡条件是理论力学的基础，理解平衡条件的推导和应用是解决实际问题的前提。

2023年高中物理 第4章 专题强化6 动力学中的连接体问题和图像问题课件 新人教版必修第一册

2023年高中物理 第4章 专题强化6 动力学中的连接体问题和图像问题课件 新人教版必修第一册
第四章 运动和力的关系
专题强化6 动力学中的连接体问题和图像问题
目标体系构建 课内互动探究 课堂达标检测
目标体系构建
【课程标准】 1．会用整体法和隔离法分析动力学中的连接体问题。 2．会分析物体受力随时间的变化图像和速度随时间的变化图像， 会结合图像解答动力学问题。
【素养目标】 科学探究 探究生活中力和运动的关系问题
解析：在0～t0时间内，F减小，则物体所受的合力逐渐减小，由牛 顿第二定律知，加速度逐渐减小，当F＝0时加速度减至0，因为加速度 的方向与速度方向相同，则速度逐渐增大，当加速度a＝0时，速度v最 大，故B、C正确，A、D错误。
课堂达标检测
1．如图所示，两个用轻线相连的位于光滑水平面上的物块，质量分
解析：对 m0 和 m 组成的整体，由牛顿第二定律得 mg＝(m0＋m)a1， a1＝m0m＋gm，另一端改为施加一竖直向下的恒力，则 F＝m0a2，a2＝mmg0， 所以 a1<a2，C 正确。
探究 情景导入
动力学中的图像问题
如图甲所示，光滑水平面上放置一个物体，质量m＝1 kg，对物体 施加如图乙所示的水平外力作用，试说明水平外力的特点以及物体的运 动情况。
顿第二定律得 F1－F2＝(m1＋m2)a
①
对质量为 m1 的物块隔离分析，根据牛顿第二定律有
F1－F3＝m1a，
②
由①②两式得 F3＝m1mF21＋ ＋mm22F1，选项 D 正确。
2．如图所示，并排放在光滑水平面上的两物体的质量分别为 m1 和
m2，且 m1＝2m2。在用水平推力 F 向右推 m1 时，两物体间的相互作用力
4．解题策略 (1)弄清图像斜率、截距、交点、拐点、面积的物理意义。 (2)应用物理规律列出与图像对应的函数方程式，进而明确“图像与 公式”“图像与物体运动”间的关系，以便对有关物理问题作出准确判 断。
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说“某物体的势能”是一种简略说法。
常见的势能函数 弹力势能 重力势能 万有引力势能
EP
1 2 kx 2
E P mgh
EP
EP
Gm1 m 2 EP r
EP
0
r
0
x
0
h 两质点相距 无限远时的 势能为零
自然长度时的 势能为零
地球表面为 势能零点
四、功能原理
机械能守恒定律
质点系的动能定理 A外 + A内 = Ek2 - Ek1 内力可分为非保守内力和保守内力 A内 = A内非 A内保 = A内非 E P 1 E P 2 A外＋A内非 E P 1 E P 2 Ek 2 Ek 1
'
两个内力作功之和
fL f ' (l L ) 1 mgl
由动能定理得
1 1mgl 2 ( M m ) gL 0 ( M m )v 2 2
1 ml L 2 2 g 2 ( M m)
v2
N2
N
或另解：
mg
f’
f
Mg N1
F
压力和支撑 力的功为零
A
m
r dr rdr
AAB
rB rA
r
M
f
dr
r dr
B
1 1 GMm ( ) rB rA
GMm rdr 3 r
GMm f r2
1 1 GMm ( ) rA rB
GMm f 3 r r
引力的功只取决于两质点间的始末距离rA,rB ， 而与移动的路径无关（对所有有心力都成立）
2 1 2 2 2 10
v v v ............(2) 2 2 2 （1）式平方 v1 v2 2v1 v2 v10 质量相同的两个物体，如 果一个碰前静止，则碰后 v1 v2 0
分离的速度彼此垂直。
（2）对心碰撞
碰前 v10
m1 碰后

f dr
1 L2

2
f dr 0
dr
L2
m
1
若力的功不仅与质点的始末位置有关，还与路径有径关 ——非保守力 例如：滑动摩擦力，粘滞力，爆炸力等
2、势能 保守内力作功与路径无关，只与始末相对位置有关 重力作功 A mgh1 mgh2 （始末位形）
重力、弹性力和万有引力的功具有相同的特点：
作功与路径无关，只与质点的始末位置有关 ——保守力（保守内力）
保守力的重要性质：沿任意闭合路径运动一周时， 保守力做的功为零。
f d r
2
1 L1

2
f d r
2 L 2

1
f d r
2
L1
f

1 L1
一对力的功
d r1
m1
r1
O
f1
r12
r2
f2
d A d A1 d A2 f1 d r12 r 一对力所做的功与 r 1、 2 无关即 与参照系的选择无关，只与相对 d r2 位置有关。
m2
计算时可简化：一质点静止，并 把它作为参考系的原点，只需对 另一个质点进行计算。一对相互 作用力的功的和等于另一质点受 的力在该参考系中做的功。
A内 非 >0 ----- E2 E1----其他形式能转化为机械能 (地雷） A内 非 <0----- E2 E1----机械能转化为其他形式能量 （摩擦）
五、 守恒定律的综合应用
动量守恒定律 角动量守恒定律 机械能守恒定律 特点
优点
避开过程的细节， 只考虑系统的 始、末状态
利用守恒定律研究问题，可以使问题简化 1、碰撞问题 碰撞是指两个物体在运动中相互靠近，或接触时， 在相对短的时间内发生强烈相互作用的过程 碰撞中内力（冲力）>> 外力，所以动量守恒 弹性碰撞：没有能量损失的碰撞，系统内机 碰 械能守恒 撞 非弹性碰撞：有能量损失的碰撞，系统内机 械能不守恒。 如发热、变形等
A外＋ A内非 ( E K 2 E P 2 ) ( E K 1 E P 1 )
机械能 E E K E P
A外＋ A内非 E2 E1
系统所受外力的功和非保守内力的功之和等 于系统机械能的增量——功能原理
当A外=0、 非保内=0时， E k+ EP=常量 机械能守恒定律。 A 质点系只有保守内力做功，机械能守恒。 机械能守恒定律只适合惯性系。
一对内力做功的总和可正、可负、也可为零
例： 车质量M，货质量 m，货与车间摩擦系数1 ， 地与车间摩擦系数2 。车以 v 速度运动。刹车后 车运动L 距离停下，货相对车移动 l 。求：L 。
A外 + A内 = Ek2 - Ek1
L l
f
F
'
N1
N
f f’
mg
Mg
F N1
f f 1N1 1mg
F 2 N 2 ( M m ) g
f ' f 1N1 1mg F 2 N 2 ( M m ) g
N2
N
f’ mg
f
Mg N1
F
作用于车的各力的功
FL 2 ( M m ) gL
fL 1mgL
作用于货上各力的功 f (L l) 1mg (L l)
动量与角动量的比较
平
力
动量
F
动
力矩 角动量
定点转动
M r F
对固定点
p mv
t2
L r P
t2
动量定理
F外dt P
t1
角动量定理 M 外dt L
t1
与内力无关 动量守恒
与内力矩无关 角动量守恒
F外 0 P 常矢量
1 1 2 2 A kx1 kx 2 弹力作功 2 2 Gm1 m 2 Gm1 m 2 万有引力作功 A r1 r2
保守内力的功 与始末位置有关的函数

由位形决定的能量函数称为势能函数，简称势能。 用EP表示。
A12
2、完全弹性碰撞
两个质量为m1和 碰前：v10，v20 m2的物体碰撞 碰后：v1，v2 m1v1 m2v2 m1v10 m2v20
1 1 1 1 2 2 2 2 m1v1 m2v2 m1v10 m2v20 2 2 2 2
（1）对于三维碰撞
m1 m2 m，v20 0 v1 v2 v10 ...........(1)
2 1
E E F dr p1 p 2 E p 2 E p1 Δ E p
保


系统由位形1变到位形2的过程中， 保守内力的功等于其势能的减少(增量的负值) 。
A12
2
1
F dr E p1 E p 2
保
若选定势能零点为 则
EP 2 =0
f保 .d r
系统在任意位形的势能等 于从此位形变到势能零点 时，保守力所做的功
EP1
( 零点)
(1)
注意： 势能零点的选择可以任意。 势能零点的选择不同,势能的值不同,但不影响 两势能之差，即不影响保守力的功。A ΔE
12保
p
＊ 说明： 只有物体之间存在相互作用的保守内力时，才 存在相应的势能，只对保守内力才能定义势能 ＊势能属于有相互作用的系统，不属于某一物体
m 2 m1
1、m1 = m2
m1 m 2 v10 2m 2 v 20
m1 m 2
讨论
v1 v 20 v 2 v10 彼此交换速度
2、m2 >>m1 且 v20= 0
v1 v10 1 弹回 v 2 0 2不动
v2
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
m 2 m1 v 20 2m1v10
v 20
m2
两个球对心碰撞： 设碰撞前后各个速度都沿同一方向
v1
v2
m1v1 m 2 v 2 m1v10 m 2 v 20
1 1 1 1 2 2 2 2 m1v1 m2v2 m1v10 m2v20 2 2 2 2
v1
v2
m 2 m1 v 20 2m1v10
1、完全非弹性碰撞 两个物体碰撞后不再分开——称完全非弹性碰撞
v1
碰前
v2
m2
碰后
V
m1v1 m 2 v 2 m 1 m 2 V
m1
损失的动能
m1 v1 m 2 v 2 V m1 m 2
2 2 E 1 m1v1 1 m2v2 1 m1 m2 V 2 2 2 2
m 2 m1
v1
m1 m 2 v10 2m 2 v 20
m1 m 2
讨论
3、m2 >>m1 且 v20≠ 0
v1 v10 2v20
v1 , m1
v2 v20
轻的物体速度增加（当两 个物体相向运动时） 重的物体速度不变
v20 m2
m1 , v10
三、 保守力和 势 能 1、保守力 重力的功 在地面附近质量为m 的 物体从 a 到 b，求重力的功。
W p mg d r
(a ) (b)
y
dr
a
b
mg
x
o
(b)


( mgj ) (d xi d yj )