answer大物物物物理课件

1、第二章质点运动学4运动描述的相对性4 .1绝对时空观时间标度长度标度质量的测量运动与参考系有关(相对性)长度、时间测量的绝对性力学认为长度和时间的测量与运动无关，称为绝对时空观。适用于宏观低速。狭义相对论揭示了时、空依赖于物体的运动，且时间、空间并不是独立的。14 .2 运动描述的相对性相对于一组星球（恒星）或作匀速直线运动的参照系叫做惯性参照系。SruySyP如两个观察者O、O做相对运动。他们同时观察飞机 P的运动，的任务是将观察的结果进行比较。r OOzxxz若是沿任一方向运动，则可将它分解为三个方向上的运动，有类似的。2的问题:在两个惯性系中同一物理事件参照系相对观察者固定运动参照系相对

2、参照系运动下面以二维为例说明的相对性：一、yyrr SSr r xOO3OOSrSuPr x二、位移的相对性SySyyrt tP2r utP1rr xOoxO oo rr4三、速度的相对性r roottt ro or tlimlimlim ttt 0t 0t 0 u vs参照系V丙对甲：绝对速度vs甲：乙：丙：速度V丙对乙：相对速度V乙对甲：牵连速度运动参照系运动物体定理：V丙对甲 V丙对乙 V乙对甲5drdr v v 因为dtdta a du v uv所以同理xxxxdtv y v yvz v za ayyaz az为零结论：作匀速相对平动的观察者所测得的质点度相同。其结果对定律的表述有深刻

3、的学的相对性原理在各个惯性参照系中力学规律的形式等同。6以20m/s的速度例2.7 雨天一辆客车在水平马向东开行，雨滴在空中以10m/s的速度竖直下落。求：雨滴相对于车厢的速度(相对速度)大小与方向解： x O y参照系，以 xOy运动参照系，则车厢相对于地面速度（牵连速度）u=20m/s，方向如图；雨滴相对于地面速度（绝对速度）为VS=10m/s，方向竖直向下。 vs u vsu雨滴相对于车厢速度VS 应满足vsV 2 22.4m / sVu2vsSS其方向由它与竖直方向的夹角u arctan 63.40VS即在车厢内观察者看来，雨滴向下偏西运动。7例1、河水自西向东，速度为10km/h,一

4、轮船在水中航行，船相对于河水的航向为北偏西30o,航速为20km/h。此时风向朝正西，风速为10km/h。试求在船上观察到的烟囱冒出的烟缕的飘向。（设烟离开烟囱后即获得与风相同的速度）解：设水用 S、风用f、船用C、岸用 d 脚码已知 10km / h 正东v sdv fdvcsvsdv 10km / h 20km / h正西北偏西30ocsv fd8v sd3km/hvcvcd 10方向正北 vcsv fdv fcvcdv fcvcd v fcv fdvcdv fdv sd v sd v fc v fdvcsv fc方向为南偏西30 。o9r oo rr oo r1、的相对性：2、位移的相对

5、性 u vsvs3、速度的相对性作匀速相对平动的观察者所测得的质点度相同。其结果对定律的表述有深刻的影响。力学的相对性原理在各个惯性参照系中力学规律的形式等同。认为长度和时间的测量与运动无关，绝对时空观导致前述结果。10例2：一船逆水而上，在 to时刻丢下一木材； t1时刻该船发现丢了木材，于是调转船头去追赶失去的木材。问用多少时间追上木材？t1解：设 t2 时刻追上木材。t0用v船水表示船对水的速度用v水地表示水对地的速度。在相对于地的S参照系:在( t1 -to)时间内船与木头的距离：v水地)(t1 to ) v木地(t1 to )(v船水(1)在( t2 -t1)时间内木头下行的距离的距

6、离： t1 )v木地(t2(2)在( t2 -t1)时间内船下行追上木头所走的路程： v水地 )(t2 t1 )(v船水(3)(1)+(2)=(3)11v水地)(t1 to ) v木地(t1to )(v船水(1) t1 )(2)v木地(t2 v水地)(t2 t1 )(v船水(3) v木地 v水地v船水 (t1 t0 ) v水地 (t2 t1 )(1)+(2)因为(1)+(2)=(3) v船水(t1 t0 ) v船水(t2 t1 )(t2 t1 ) （t1 t0 )t212t0t1 t 2tt210在相对于水的参照系中，考虑该问题更容易些t2设相对于水的参照系St1t0木头相对于水不动；船相对于

7、水下行和上行相同的距离即能追上木头。而船上行和下行时相对于水的速率相同。 v船水(t1 to ) v船水(t2 t1 )t1 to t2 t1t2t0t1134 .3 力学相对性原理与变换绝对时空观在不同的惯性系中力学规律都具有相同的形式.认为长度和时间的测量与运动无关，导致前述结果。在不同的惯性系中，t时刻，物体在P点同一物理事件。vx, y, z, t r x, y, z,t aSx, y, z,tvx, y, z, t arS14yy的坐标分量式：xOO逆变换x x uty y z z t t正变换x x uty yz zt t15SrSuPr x速度变换与度变换duv vuya axx

8、xxdt正v va a a a yyyazvz az vz u为常数a a du v uv a a 惯性系xxdtxx va a逆vyyyyvz vzaz az16 dr vdtdrv dt例2.6、例2.7、例1、例2作业：2-15，2-16，2-17（旧版，新版）17第三章动力学动力学11.1惯性参照系1.2三定律（惯性定律、质量）18第三章动力学1动力学1 .1惯性参照系问题：而当车的a0时，单摆和小球的状态为什麽不符对车上的观察者，车的a=0时，单摆和小球的状态符合定律；合定律？结论：在有些参照系中惯性系。相对惯性系作定律成立，这些系称为运动的参照系是非惯性系。而相对惯性系作匀速直线运

9、动的参照系也是惯性系。191、相对匀运动的参照系是非惯性系。m T m gaTm T 惯性力 m 惯性力 ma mg Tgama2、相对匀角速转动的参照系是非惯性系。mg系S中，系作匀角设有观察者乙处在甲处于相对于o速转动的参照系S 。v2rm若物体相对匀角速转动的参照系S，则在处于该参照系的观察者v2甲看来，物体不动。ma m v 惯性力 0ma mr2v2惯性力 mrr在非惯性系中引入惯性力，20方程仍成立。1.2一、三定律（惯性定律、质量）第一定律（惯性定律）任何物体都保持或匀速直线运动的状态，直到受到力的作用迫使它改变这种状态为止。第一定律首先定义了惯性系，然后表达了惯性运动的规律（惯性定律）所有惯性系的速度都只相差一个常矢量，即所有的惯性系都是等价的。力是使物体速度改变的原因，而不是维持速度的原因21二、第二定律在受到外力作用时，物体所获得的与外力成正比，与物体的质量成反比；度的大小度的方向与外力的矢量和的方向相同。F m addF2pvdr m mdt 2dt