大学物理动力学设计性实验
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大学物理04动力学
大学物理
2013-8-3
大学物理
第二章
运动定律与力学中的守恒定律
2.1 牛顿运动定律一、牛顿运动三定律二、常见的几种力 三、惯性系 四、应用牛顿运动定律解题步骤
2013-8-3
大学物理
伟大的科学家牛顿2013-8-3
《自然哲学的数学原理》3
大学物理
自然和自然规律隐藏在黑暗之中, 上帝说“让牛顿降生吧”, 一切就有了光明; 但是,光明并不久长,魔鬼又出现了, 上帝咆哮说:“让爱因斯坦降生吧”, 就恢复到现在这个样子。
2013-8-3
大学物理
少年时代的牛顿,天资平常,但很喜 欢制作各种机械模型,他有一种把自然现 象、语言等进行分类、整理、归纳的强烈 嗜好,对自然现象极感兴趣。 青年牛顿1661年考入剑桥大学三一学院
1665年获学士学位1666年6月22日至1667年3月25日, 两度回到乡间的老家2013-8-3 5
大学物理
全面丰收的时期1667年牛顿返回剑桥大学当研究生, 次年获得硕士学位
1669年由于巴洛的推荐,接受了“卢 卡斯数学讲座”的职务1669年发现了二项式定理
1672年,由于制造反射望远镜的成就被接 纳为伦敦皇家学会会员1672年进行了光谱色分析试验 1680年前后提出万有引力理论
1687年出版了《自然哲学的数学原理》2013-8-
大学物理 - 刘果红 - 质点动力学
质点动力学
一、学时安排 四学时 (包括习题课一学时) 二、教学要求 (重点 难点 * )
1、掌握用牛顿运动定律解题的基本思路:认物体,看运动,查受力(画受力图),列方程(一般用分量式)。
2、了解基本自然力。
3、理解非惯性参照系下的力学定律。*
4、掌握用微积分方法求解一维变力作用下的质点动力学问题。 三、教学参考书
1、杨仲耆著《大学物理学》力学
2、Berkeley Physics Course, Vol.1 3、University Physics . part 1
质点动力学是研究物体间的相互作用及其对物体的影响,即是研究质点运动状态变化的原因的。
在力学中,描写一个质点的运动状态的基本参量是物体的位置坐标和运动速度,已知某物在某时刻的r,v,它的状态就被确定了。
一、牛顿运动定律
牛顿运动定律是质点动力学的基本定律,它是经典力学的基础,适用于宏观、低速运动的物体。
1、
牛顿运动第一定律(惯性定律)——任何物体在不受外力的作用下,始终保
持静止或匀速运动状态。 理解牛一时应注意
(1)牛一是以实验事实为基础,通过思维、
大学物理_第2章_质点动力学_习题答案
第二章 质点动 力学
2-1一物体从一倾角为30 的斜面底部以初速v0=10m·s 1向斜面上方冲去,到最高点后又沿斜面滑下,当滑到底部时速率v=7m·s 1,求该物体与斜面间的摩擦系数。
解:物体与斜面间的摩擦力f=uN=umgcos30
物体向斜面上方冲去又回到斜面底部的过程由动能定理得
121
mv mv02 f 2s22
物体向斜面上方冲到最高点的过程由动能定理得
(1)
1
0 mv02 f s mgh f s mgssin30
2
s
把式(2)代入式(1)得,
2(2)
u
2-2如本题图,一质量为m的小球最初位于光滑圆形凹槽的A点,然后沿圆弧ADCB下滑,试求小球在C点时的角速度和对圆弧表面的作用力,圆弧半径为r 。
解:小球在运动的过程中受到重力G和轨道对它的支持力T.取如图所示的自然坐标系,由牛顿定律得
2
20.198
dvFt mgsin m
dt
v2Fn T mgcos m2
R
由v
(1)
(2)
dsrd rd ,得dt ,代入式(),1 dtdtv
习题2-2图
并根据小球从点A运动到点C始末条件进行积分有,
v0
vdv ( rgsin )d
90
得v 则小球在点C的角速度为
v
r
= mv2
由式(2)得
大学物理_第2章_质点动力学_习题答案
第二章 质点动 力学
2-1一物体从一倾角为30 的斜面底部以初速v0=10m·s 1向斜面上方冲去,到最高点后又沿斜面滑下,当滑到底部时速率v=7m·s 1,求该物体与斜面间的摩擦系数。
解:物体与斜面间的摩擦力f=uN=umgcos30
物体向斜面上方冲去又回到斜面底部的过程由动能定理得
121
mv mv02 f 2s22
物体向斜面上方冲到最高点的过程由动能定理得
(1)
1
0 mv02 f s mgh f s mgssin30
2
s
把式(2)代入式(1)得,
2(2)
u
2-2如本题图,一质量为m的小球最初位于光滑圆形凹槽的A点,然后沿圆弧ADCB下滑,试求小球在C点时的角速度和对圆弧表面的作用力,圆弧半径为r 。
解:小球在运动的过程中受到重力G和轨道对它的支持力T.取如图所示的自然坐标系,由牛顿定律得
2
20.198
dvFt mgsin m
dt
v2Fn T mgcos m2
R
由v
(1)
(2)
dsrd rd ,得dt ,代入式(),1 dtdtv
习题2-2图
并根据小球从点A运动到点C始末条件进行积分有,
v0
vdv ( rgsin )d
90
得v 则小球在点C的角速度为
v
r
= mv2
由式(2)得
大学物理习题精选-答案 - 第2章 质点动力学
质点动力学习题答案
2-1一个质量为P的质点,在光滑的固定斜面(倾角为?)上以初速度v0运动,v0的方向
与斜面底边的水平线AB平行,如图所示,求这质点的运动轨道.
解: 物体置于斜面上受到重力mg,斜面支持力N.建立坐标:取v0方向为X轴,平行
斜面与X轴垂直方向为Y轴.如图2-1.
?
图2-1
X方向: Fx?0x?v0t① Y方向: Fy?mgsin??may②
t?0时 y?0vy?0
y?由①、②式消去t,得
1gsin?t2 2y?1gsin??x2 22v02-2 质量为m的物体被竖直上抛,初速度为v0,物体受到的空气阻力数值为f?KV,K为
常数.求物体升高到最高点时所用时间及上升的最大高度. 解:⑴研究对象:m
⑵受力分析:m受两个力,重力P及空气阻力f ⑶牛顿第二定律:
???合力:F?P?f
???P?f?ma
y分量:?mg?KV?mdV dt?mdV??dt
mg?KV即
dV1??dt
mg?KVmtdV1???v0mg?KV?0mdt v1mg?KV1ln??dt Kmg?KV0mmg?KV?
转动力学实验
转动力学实验(一)
【目的】
A.了解转动力学中角加速度、角动量与能量不灭之意义。 B.测量各种不同形状物体之转动惯量。
【仪器】
纸箱内:A型底座(转动轴、光电管、滑轮支架已固定在上面)、铝制长条转动平台(含黑色立
杆)、圆盘、圆环、光电定时器、变压器、游标卡尺。
塑料袋内:黑色方形重锤(含螺丝螺帽)×2、金色50g圆形砝码×2、stop screws(小黑圆螺
丝+方形螺帽)×2、挂钩、L型六角板手、布尺。
※ 注意:此仪器有许多小零件,请小心保管使用,勿使其松脱或遗落。实验前后清点请务必确实,以避免造成下个使用者困扰
【原理】
一质量为m的质点对一固定轴旋转,定义r为轴到质点的距离,转速或角速度w?切线速度v?rw,若此质点在与r垂直方向受力F,则此质点所受力矩
dvdw????r?F?r?m?sin90??mr2
dtdtdw定义转动惯量I?mr2,角加速度??
dt??则(1)式可写为??I?
d?,dt(1)
(2)
即一转动物体之角加速度大小与所受力矩成正比,其比例常数I表物体转动之难易程度。 若转动的物体是由许多质点组合,则
I??miri
2i?1n(3)
若转动的物体是有大小而非质点,则
I??r2dm
(4)
?dw
酶促反应动力学实验
酶动力学综合实验
实验(一)——碱性磷酸酶Km值的测定
【目的要求】
1.了解底物浓度对酶促反应速度的影响
2.了解米氏方程、Km值的物理意义及双倒数作图求Km值的方法。 【实验原理】 1、碱性磷酸酶:
碱性磷酸酶是广泛分布于人体各脏器器官中,其中以肝脏为最多。其次为肾脏、骨骼、肠和胎盘等组织。但它不是单一的酶,而是一组同功酶。本实验用的碱性磷酸酶是从大肠杆菌中提取的。 2、米氏方程:
Michaelis-Menten 在研究底物浓度与酶促反应速度的定量关系时,导出了酶促反应动力学的基本公式,即:
错误!未找到引用源。 (1)
式中:v表示酶促反应速度,
错误!未找到引用源。表示酶促反应最大速度, [S]表示底物浓度,
错误!未找到引用源。表示米氏常数。
3、 错误!未找到引用源。值的测定主要采用图解法,有以下四种: ①双曲线作图法(图1-1,a) 根据公式(1),以v对[s]作图,此时1/2错误!未找到引用源。时的底物浓度[s]值即为Km值,以克分子浓度(M)表示。这种方法实际上很少采用,因为在实验条件下的底物浓度很难使酶达到饱和。实测错误!
酶促反应动力学实验
酶动力学综合实验
实验(一)——碱性磷酸酶Km值的测定
【目的要求】
1.了解底物浓度对酶促反应速度的影响
2.了解米氏方程、Km值的物理意义及双倒数作图求Km值的方法。 【实验原理】 1、碱性磷酸酶:
碱性磷酸酶是广泛分布于人体各脏器器官中,其中以肝脏为最多。其次为肾脏、骨骼、肠和胎盘等组织。但它不是单一的酶,而是一组同功酶。本实验用的碱性磷酸酶是从大肠杆菌中提取的。 2、米氏方程:
Michaelis-Menten 在研究底物浓度与酶促反应速度的定量关系时,导出了酶促反应动力学的基本公式,即:
错误!未找到引用源。 (1)
式中:v表示酶促反应速度,
错误!未找到引用源。表示酶促反应最大速度, [S]表示底物浓度,
错误!未找到引用源。表示米氏常数。
3、 错误!未找到引用源。值的测定主要采用图解法,有以下四种: ①双曲线作图法(图1-1,a) 根据公式(1),以v对[s]作图,此时1/2错误!未找到引用源。时的底物浓度[s]值即为Km值,以克分子浓度(M)表示。这种方法实际上很少采用,因为在实验条件下的底物浓度很难使酶达到饱和。实测错误!
动力学模拟实验详解
分子平衡与动态行为的动力学模拟实验详解
吴景恒
实验目的:
(1)掌握Hyperchem中的分子建模方法
(2)掌握运用分子力学进行几何优化的方法,能正确设置力场参数及几何优化参数
(3)掌握分子动力学、Langevin动力学及Monte Carlo模拟方法, 能正确设置模拟参数
(4)通过动力学或Monte Carlo模拟,获取低能量的结构和热力学参数
实验注意:
(1)穿实验服;实验记录用黑色,蓝色或蓝黑色钢笔或签字笔记录;实验数据记录不需要画表格
(2)实验前请先仔细阅读前面的软件使用介绍,然后逐步按照实验步骤所写内容进行操作
(3)截图方法:调整视角至分子大小适中,按下键盘上的PrintScreen按键截图,从“Windows开始菜单”打开“画图”工具,按Ctrl+v或“编辑-粘贴”,去掉四周多余部分只留下分子图形,保存图片
(4)所有保存的文件全部存在E盘或D盘根目录用自己学号命名的文件夹下,不要带中文命名,实验完毕全部删除,不得在计算用机上使用自己携带的U盘或其他便携存储设备!
Hyperchem使用介绍:
本次实验用到的工具:
Draw:描绘分子工具,在工作区单击画出原子,拖拽画出成键原子,在分子键上单击更改成键类型,双击会出现如下元素周期表用于选择不同原
药物代谢动力学实验讲义
实验一 药酶诱导剂及抑制剂对 戊巴比妥钠催眠作用的影响
【目的】
以戊巴比妥钠催眠时间作为肝药酶体内活性指标,观察苯巴比妥及氯霉素对戊巴比妥钠催眠作用的影响,从而了解它们对肝药酶的诱导及抑制作用。
【原理】
苯巴比妥为肝药酶诱导剂,可诱导肝药酶活性,使戊巴比妥钠在肝微粒体的氧化代谢加速,药物浓度降低,表现为戊巴比妥钠药理作用减弱,即催眠潜伏期延长,睡眠持续时间缩短。而氯霉素则为肝药酶抑制剂,能抑制肝药酶活性,导致戊巴比妥钠药理作用增强,即催眠潜伏期缩短,睡眠持续时间延长。
【动物】
小白鼠8只,18~22g
【药品】
生理盐水、0.75%苯巴比妥钠溶液、0.5%氯霉素溶液、0.5%戊巴比妥钠溶液
【器材】
天平、鼠笼、秒表、注射器1 ml×4、5号针头×4
【方法与步骤】
一、药酶诱导剂对药物作用的影响
1、取小鼠4只,随机分为甲、乙两组。甲组小鼠腹腔注射0.75%苯巴比妥钠溶液0.1 ml/10g,乙组小鼠腹腔注射生理盐水0.1 ml/10g,每天1次,共2天。
2、于第三天,给各小鼠腹腔注射0.5%戊巴比妥钠溶液0.1 ml/10g,观察给药后小鼠的反应。记录给药时