物理质点运动学思维导图

同济大学物理质点运动学框架分享！下图详细地讲解了包含动量守恒，角动量守恒，能量守恒三个方面的内容。希望本图能够帮助你建构一个更为完整的物理知识框架！

质点运动学

• 动量 动量守恒
  • 动量 质量
    • 动量
      • p=mv
    • 质量
      • 惯性质量：是物理惯性大小的量度
      • 引力质量：是物理间产生引力作用的“能力”的量度
      • 反映了物体的两种不同属性，在数值上成正比，与物体成分、结构无关
  • 动量的时间变化率 力
    • 质点动量的时间变化率：F=dp/dt
      • 这是牛顿第二定律更普遍的表述形式，也是力的定义式：力是质点动量变化的量度，它表明力是引起质点运动状态发生变化的原因。
    • 力：内力，外力
    • 质点系动量的时间变化率：F=dp/dt
      • F为合外力，p为质点系统的动量，该式子说明作用于系统的外力的矢量和等于质点系动量对时间的变化率
    • 惯性系中的牛顿运动定律
      • 牛一：任何物体都保持直线或者匀速直线运动的状态，直至外力迫使它改变这种运动为止。 完全不受外力的物体称为自由物体，自由物体所做的运动为惯性运动。V=常矢量
        • 不仅指出了物体具有保持相对运动不变的属性，还指出了物体的相对性。
          • 牛一成立的参考系为惯性参考系
          • 牛一不成立的参考系为非惯性参考系
      • 牛二：物体所受的合外力等于质点系动量对时间的瞬时变化率。F=dp/dt
      • 牛三：两个物体间作用力大小相等，方向相反，且在同一条直线上。
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    • 非惯性系中的牛顿运动定律
      • 平均加速运动中的惯性力:惯性力F0
      • 匀角速转动参考系中的惯性力：惯性离心力
  • 动量定理 动量守恒定理
    • 质点动量定理：
    • 质点系动量定理：
    • 动量守恒定理：
    • 例题练习为主
  • 质心 质心运动定理
    • 质心：
    • 质心运动定理：
      • 合外力F=0时，质心仍然保持匀速直线运动或者静止状态 也就是说系统内力不改变质心的运动状态
• 能量 能量守恒
  • 动能 功 动量守恒
    • 功是标量；功是过程量；功是相对量；一对相互作用力的功取决于他们相对作用的位移。
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      • 说明瞬时功率等于力和速度的点乘
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      • 动能定理由牛顿第二定律导出，所以一般也只适用于惯性参考系。实践证明凡是能动能定理解出问题，原则上用牛二也能解决，但是涉及到速度和位置方面的关系，动能定理较为简便。
      • 物体动能增量的量值等于物体合外力所做的功
  • 保守力 势能 功能原理
    • 保守力（与路径无关，只和初始位置有关）：重力；弹力；万有引力
    • 势能：系统物体之间存在相互作用而具有相对位置有关的能量称为势能，又称位能。
    • 保守力的功等于相应势能的增量的负值，保守力等于势能梯度的负值。
    • 质点系的动能定理：
      • 所有外力对系统做的功与系统内力对各个质点所做的功之和等于系统总动能的增量，这就是质点系的动能定理
    • 质点系的功能原理：
      • 所有合外力对系统做的功与质点系内非保守力的功总和等于质点机械能的增量。
  • 机械能守恒定律能量守恒定律
    • 机械能守恒定律：
      • 在只有保守力做功的情况下，系统的动能和势能相互转化，但其机械能保持不变。
    • 如果系统与外界不发生能量交换，该系统称为孤立系统； 能量不可能创造，不可能消灭，只能从一种形式转化为另一种形式，这就是能量转化和守恒定律。
• 角动量 角动量守恒
  • 质心的角动量
    • 质心：
    • 质点系：
  • 质心角动量的时间变换率 力矩
    • 质点力矩：M=r*F
    • 质点系力矩：
      • 合力矩是指作用于系统各个力的力矩的矢量和，而不是合力是力矩。
  • 质心的角动量守恒角动量守恒定律
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      • 前者为质点角动量定理的微分形式：可以表述为质点对某一参考系的合力矩等于该点对同一参考系的角动量随时间的变化率。 后式为角动量定理：此式表明外力矩对系统的持续作用，将会引起角动量的变化。
    • 若M=0时，则L=常矢量；也就是说当质点和质点系对某一参考点的合外力矩为零时，质点和质点系对该点的角动量保持不变，这一结论称为质点和质点系的角动量守恒定律。
• 由相对位移和能量损失的转化
• 由求时间到求相对位移