物理2-1.ppt

物体运动的轨迹依赖于观察者所处的参考系 1 3相对运动 运动描述具有相对性 设S 系 x o y 相对S系 xoy 以速度u运动 两边对时间t求导得 绝对速度 相对速度 牵连速度 质点相对于定参考系的绝对速度 等于质点相对于动参考系的相对速度与动参考系相对定参考系的牵连速度之矢量和 此速度变换关系式叫做伽利略变换式 只在物体速度远远小于光速时适用 注意 加速度变换关系 上式两边再对时间t求导 电梯以加速度a0相对于地向上运动 例如 人在船上走 那么人相对地的速度和加速度 例某人骑自行车以速率v0向东行驶 今有风以同样的速率由北偏西30 方向吹来 问 人感到风是从那个方向吹来 解 人感到风是从北偏东30 方向吹来 第二章质点动力学 以 力 F 物体间的相互作用 为中心 质点动力学的任务 研究物体之间的相互作用 及这种相互作用引起的物体运动状态变化的规律 1686年 牛顿 Newton 在他的 自然哲学的数学原理 一书中发表了牛顿运动三定律 2 1牛顿运动定律 一般常把地面作为惯性参考系 一切相对于惯性系做匀速直线运动的参照系也是惯性系 一 牛顿第一定律Newton sFirstLaw 任何物体都要保持其静止或匀速直线运动状态 直到外力迫使它改变这种状态为止 1 反映了任何物体都具有惯性这一固有属性 所以牛顿第一定律又称为惯性定律 2 肯定了力的存在 并说明力是改变物体运动状态的原因 不是维持运动的原因 3 牛顿第一定律并不适用于任何参考系 凡是牛顿第一定律成立的参考系称为惯性参考系 注意小球的落下位置 运动的变化和作用力成正比并且发生在力的方向上 动量 4 此式为矢量关系 可写成投影式 二 牛顿第二定律Newton sSecondLaw 三 牛顿第三定律Newton sThirdLaw 1 作用力与反作用力总是成对出现 2 力的性质 类型 相同 3 分别作用于两个物体 不能抵消 4 注意区别于一对平衡力 作用力与反作用力总是大小相等 方向相反 作用在同一条直线上 1960年 第十一届国际计量大会通过了国际单位制 1984年2月27日 我国国务院颁布实行以国际单位制为基础的法定单位制 四 国际单位制 SI 量纲 七个基本物理量 表示一个物理量如何由基本量的组合所形成的式子 量纲 通过物理公式由基本物理量表示的量 导出量 如 速率 力 功等物理量 用L M和T分别表示长度 质量和时间三个基本量的量纲 其他力学量Q的量纲与基本量量纲之间的关系可按下列形式表达出来 如 速度 v 其中p q s为量纲指数 LT 1 五 常见的力 2 引力重力 1 力的基本类型 引力相互作用 电磁相互作用和核力相互作用 1 万有引力定律与宇宙速度 万有引力 一般物体万有引力很小 但在天体运动中却起支配作用 重力 地球表面附近的物体受到地球的吸引作用 第一宇宙速度 第二宇宙速度 3 弹性力 当两个物体相互接触发生形变 物体因形变而产生的恢复力称为弹性力 常见的弹性力有 弹簧的弹力 绳索间的张力 压力 支持力等 弹簧的弹力 4 摩擦力 两个相互接触的物体在沿接触面相对滑动或者有相对滑动的趋势时 在接触面之间会产生一种阻碍相对运动的力 叫做摩擦力 静摩擦力 滑动摩擦力 害处 消耗大量有用的能量 使机器运转部分发热等 摩擦的必要性 人行走 车辆启动与制动 机器转动 皮带轮 弦乐器演奏等 六 牛顿运动定律的应用 1 牛顿运动定律的局限性 只适用于宏观物体 微观物体用量子力学 只适用于惯性系 只适用于常速运动物体 高速运动物体用相对论 非惯性系问题要转换到惯性系 2 应用牛顿定律解题的基本思路 4 解方程 1 确定研究对象进行受力分析 隔离物体 分析力 画受力图 2 建立坐标系 列方程 一般用分量式 用文字符号列方程式 3 利用其它的约束条件列补充方程 例1升降电梯相对于地面以加速度a沿铅直向上运动 电梯中有一轻滑轮绕一轻绳 绳两端悬挂质量分别为m1和m2的重物 m1 m2 求 1 物体相对于电梯的加速度 2 绳子的张力 解 以地面为参考系 设两物体相对于地面的加速度分别为 且相对电梯的加速度为 例题2质量为M的三角形劈置于水平桌面上 另一质量为m的木块放在劈的斜面上 设所有的接触面都是光滑的 试求劈的加速度和木块相对于劈的加速度 解 解得 例题3质量为m的小球在水中由静止开始下沉 设水对小球的粘滞阻力与其运动速率成正比 即fr Kv K为比例常数 水对小球的浮力为F 求小球任一时刻的速度 解 解 取整个链条为研究对象 当下垂段长为x时 作用于链条上的力为 例题4一根长为L 质量为M的均匀柔软的链条 开始时链条静止 长为l的一段铅直下垂 长为L l的另一段放在光滑桌面上 1 求整个链条刚离开桌面时的速度 2 求链条由刚开始运动到完全离开桌面所需要的时间 例题2一倾角为 长为l的斜面固定在升降机的底板上 当升降机以匀加速度a1竖直上升时 质量为m的物体从斜面顶端沿斜面下滑 物体与斜面的滑动摩擦系数为 求 1 物体对斜面的压力 2 物体从斜面顶端滑至底部的时间 解 设物体相对升降机的加速度为 则物体相对地面的加速度为 总结 1 用牛顿运动定