22力学中常见的几种力ppt课件

第2章牛顿运动定律 1 2 2力学中常见的几种力 一 万有引力 质量为m1 m2 相距为r的两质点间万有引力大小为 引力场 定义 任何具有质量的物体 在它周围都存在着某种特殊形式的物质 称为引力场 第2章牛顿运动定律 2 2 依据万有引力定律定义的质量叫引力质量 常见的用天平称量物体的质量 实际上就是测引力质量 依据牛顿第二定律定义的质量叫惯性质量 实验表明 对同一物体来说 两种质量总是相等 说明 3 重力是地球对其表面附近物体万有引力的分力 引力质量 惯性质量爱因斯坦创立广义相对论的实验基础 重力场 地球表面附近的万有引力场称为重力场 重力 方向 1 万有引力定律只直接适用于两质点间的相互作用 第2章牛顿运动定律 3 二 弹性力 弹簧的弹力 在弹性限度内 弹簧的弹性力遵从胡克定律 正压力 形变的物体对与它接触的物体产生弹力 定义 当两宏观物体有接触且发生微小形变时 形变的物体对与它接触的物体会产生力的作用 这种力叫弹性力 第2章牛顿运动定律 4 绳中拉力 绳子在受到拉伸时 其内部也同样出现弹性张力 若绳子的质量可忽略不计 则绳上各处的张力相等 通常绳中张力也就等于该绳拉物体的力 第2章牛顿运动定律 5 三 摩擦力 1 滑动摩擦力 两物体相互接触 并有相对滑动时 K为滑动摩擦系数 相互接触彼此之间保持相对静止且有相对运动趋势时 2 静摩擦力 说明 静摩擦力的大小随引起相对运动趋势的外力而变化 最大静摩擦力为fSmax sN 0为最大静摩擦系数 N为正压力 第2章牛顿运动定律 6 四 流体曳力 当物体穿过液体或气体运动时 会受到流体阻力 该阻力与运动物体速度方向相反 大小随速度变化 1 当物体速度不太大时 流体为层流 阻力主要由流体的粘滞性产生 这时流体阻力与物体速率成正比 2 当物体穿过流体的速率超过某限度时 低于声速 流体出现旋涡 这时流体阻力与物体速率的平方成正比 3 当物体与流体的相对速度提高到接近空气中的声速时 这时流体阻力将迅速增大 第2章牛顿运动定律 7 终极速率 物体在流体中下落的最大速率 例1 一跳伞运动员质量为80Kg 一次从4000m高空的飞机上跳出 以雄鹰展翅的姿势下落 有效横截面积为0 6m2 以空气密度为1 2Kg m3和曳引系数C 0 6计算 他下落的终极速率多大 m s 自由落体 m s 2 4应用牛顿定律 一两类问题 已知力求运动方程已知运动方程求力 研究的是单个质点 只在惯性参考系成立 多体问题 用隔离法 二解题步骤 隔离物体受力分析建立坐标列方程解方程结果讨论 第2章牛顿运动定律 9 例1 珠子下落 一个质量为m的珠子系在线的一端 线的另一端绑在墙上的钉子上 线长为l 先拉动珠子使线保持水平静止 然后松手使珠子下落 求线摆下角时这个珠子的速率和线的张力及加速度 解 第2章牛顿运动定律 10 例2圆周运动 一个水平的木制圆盘绕其中心竖直轴匀速转动 在盘上离中心r 20cm处放一小铁块 如果铁块与木板间的静摩擦系数 s 0 4 求圆盘转速增大到多少 以r min表示 时 铁块开始在圆盘上移动 结果说明 圆盘转速达到42 3r min时 铁块开始移动 另外竖直方向重力与桌面的支持力相互平衡 与运动无关 设物体的质量为m 切向 法向 分析 已知初始条件求速率和路程 需先求出加速度 结论 用牛顿运动定律求解的问题中有一类是 用牛顿运动定律求出加速度后 问题变成已知加速度和初始条件求速度方程或运动方程的第二类运动学问题 所以 一般圆周运动 取自然坐标系 2 又 得 四种相互作用的力程和强度的比较 表中强度是以两质子间相距为时的相互作用强度为1给出的 种类 相互作用粒子 强度 力程 m 引力作用 所有粒子 质点 弱相互作用 带电粒子 电磁作用 核子 介子等强子 强相互作用 强子等大多数粒子 2 3几种基本