大 學(xué) 物 理課件

1、江西理工大學(xué)理學(xué)江西理工大學(xué)理學(xué)院院牛頓（16431727）1661 進(jìn)入劍橋大學(xué)三一學(xué)院；16651666 倫敦瘟疫，牛頓回鄉(xiāng)間潛心研究，發(fā)明微積分和發(fā)現(xiàn)萬(wàn)有引力；1669年任劍橋大學(xué)盧卡斯講座教授（目前由著名殘障物理學(xué)家霍金擔(dān)任）1672 英國(guó)皇家學(xué)會(huì)會(huì)員1699 造幣廠廠長(zhǎng)1701 辭去劍橋大學(xué)教職1705 封爵（因改革幣制有功）中年時(shí)期曾醉心煉金術(shù)，晚年則投注許多心力研究宗教著作：自然哲學(xué)之?dāng)?shù)學(xué)原理；光學(xué)江西理工大學(xué)理學(xué)江西理工大學(xué)理學(xué)院院木蘭花慢木蘭花慢送月送月（辛棄疾，（辛棄疾，1140114012071207）可憐今夕月，向何處、去悠悠？是別有人間，那可憐今夕月，向何處、去悠悠？

2、是別有人間，那邊才見(jiàn)，光影東頭？是天外空汗漫，但長(zhǎng)風(fēng)、浩邊才見(jiàn)，光影東頭？是天外空汗漫，但長(zhǎng)風(fēng)、浩浩送中秋？飛鏡無(wú)根誰(shuí)系？嫦娥不嫁誰(shuí)留？浩送中秋？飛鏡無(wú)根誰(shuí)系？嫦娥不嫁誰(shuí)留？ 江西理工大學(xué)理學(xué)江西理工大學(xué)理學(xué)院院牛頓告訴你：飛鏡無(wú)根引力系，嫦娥不嫁速度留牛頓告訴你：飛鏡無(wú)根引力系，嫦娥不嫁速度留 世間無(wú)牛頓，萬(wàn)古如長(zhǎng)夜江西理工大學(xué)理學(xué)江西理工大學(xué)理學(xué)院院2.1慣慣 性性 inertia一、慣性定律一、慣性定律 law of inertial慣性慣性 任何物體所具有的保持其原有運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的特性任何物體所具有的保持其原有運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的特性 慣性定律慣性定律 若無(wú)外界作用，任何物體都將保持靜若無(wú)外界作用，

3、任何物體都將保持靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)止或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)二、慣性系二、慣性系 inertial frame一個(gè)慣性觀察者使用的參考系叫慣性參考系；或者一個(gè)慣性觀察者使用的參考系叫慣性參考系；或者說(shuō)慣性參考系就是使慣性定律嚴(yán)格成立的參考系說(shuō)慣性參考系就是使慣性定律嚴(yán)格成立的參考系江西理工大學(xué)理學(xué)江西理工大學(xué)理學(xué)院院局部的慣性系局部的慣性系：在引力場(chǎng)中作自由運(yùn)動(dòng)的參考系。：在引力場(chǎng)中作自由運(yùn)動(dòng)的參考系?；镜膽T性系基本的慣性系：固定在地面上的參考系。地面赤道處：固定在地面上的參考系。地面赤道處的向心加速度約為的向心加速度約為3.4102 m/s2.近似的慣性系近似的慣性系：地面、地球、太陽(yáng)系、：

4、地面、地球、太陽(yáng)系、FK4 系等。系等。地球繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)的向心加速度約為地球繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)的向心加速度約為5.9103 m/s2.太陽(yáng)系隨銀河系旋轉(zhuǎn)的向心加速度約為太陽(yáng)系隨銀河系旋轉(zhuǎn)的向心加速度約為31010 m/s2.FK4 系系是以選定的是以選定的 1535 顆恒星的平均靜止位形作為顆恒星的平均靜止位形作為基準(zhǔn)的參考系，它是目前最好的實(shí)用慣性系?；鶞?zhǔn)的參考系，它是目前最好的實(shí)用慣性系。江西理工大學(xué)理學(xué)江西理工大學(xué)理學(xué)院院2.4 牛頓定律及其應(yīng)用牛頓定律及其應(yīng)用一 牛頓第一定律 任何物體都要保持任何物體都要保持靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，直，直到外力迫使它改變運(yùn)動(dòng)狀態(tài)為止到外力迫

5、使它改變運(yùn)動(dòng)狀態(tài)為止牛頓第一定律牛頓第一定律。二 牛頓第二定律 運(yùn)動(dòng)的變化與所加的動(dòng)力成正比；并且發(fā)生在這力所沿的直線的方向上。物體的動(dòng)量對(duì)時(shí)間的變化率與所加的外力成正比，并且發(fā)生在這外力所在的方向上。當(dāng)物體當(dāng)物體A以力以力 作用在物體作用在物體B上時(shí)，物體上時(shí)，物體B也必也必定定同時(shí)同時(shí)以力以力 作用在物體作用在物體A上，兩力作用在同上，兩力作用在同一直線上，大小相等，方向相反。一直線上，大小相等，方向相反。FF江西理工大學(xué)理學(xué)江西理工大學(xué)理學(xué)院院直角坐標(biāo)系222222dtzdmdtdvmmaFdtydmdtdvmmaFdtxdmdtdvmmaFzzzyyyxxxdtvdmamF牛頓定律表達(dá)

6、式dtdvmmaFFvmmaFFiiniinn2自然坐標(biāo)系江西理工大學(xué)理學(xué)江西理工大學(xué)理學(xué)院院四四 牛頓定律的應(yīng)用牛頓定律的應(yīng)用 1、萬(wàn)有引力gravitation2122111067. 6kgmNG說(shuō)明：說(shuō)明：（1）一般物體的萬(wàn)有引力通常很小，可忽略不計(jì)。）一般物體的萬(wàn)有引力通常很小，可忽略不計(jì)。（2）一個(gè)質(zhì)量均勻分布的球體或質(zhì)量呈球?qū)ΨQ分布的物）一個(gè)質(zhì)量均勻分布的球體或質(zhì)量呈球?qū)ΨQ分布的物體與一個(gè)質(zhì)點(diǎn)相互作用的引力可將球?qū)ΨQ分布的物體質(zhì)量體與一個(gè)質(zhì)點(diǎn)相互作用的引力可將球?qū)ΨQ分布的物體質(zhì)量集中于球心當(dāng)作一個(gè)質(zhì)點(diǎn)處理，再用上式計(jì)算。集中于球心當(dāng)作一個(gè)質(zhì)點(diǎn)處理，再用上式計(jì)算。m1m2r力學(xué)中常見(jiàn)

7、的幾種力力學(xué)中常見(jiàn)的幾種力mgRmMGPEE22（3）重力）重力P(gravity)-地面附近的物體所受的地球引力地面附近的物體所受的地球引力江西理工大學(xué)理學(xué)江西理工大學(xué)理學(xué)院院2、彈性力、彈性力(elastic force)物體因形變而產(chǎn)生欲使其恢復(fù)原來(lái)形狀的力稱為彈性力。物體因形變而產(chǎn)生欲使其恢復(fù)原來(lái)形狀的力稱為彈性力。常見(jiàn)的彈性力有：常見(jiàn)的彈性力有：彈簧被拉伸或壓縮時(shí)產(chǎn)生的彈性力；彈簧被拉伸或壓縮時(shí)產(chǎn)生的彈性力；繩索被拉緊時(shí)產(chǎn)生的張力；繩索被拉緊時(shí)產(chǎn)生的張力；重物放在支承面上產(chǎn)生的正壓力和支持力等。重物放在支承面上產(chǎn)生的正壓力和支持力等。胡克定律胡克定律：在彈性限度內(nèi)，彈性力的大小與彈簧

8、的伸長(zhǎng)量成在彈性限度內(nèi)，彈性力的大小與彈簧的伸長(zhǎng)量成正比，方向指向平衡位置正比，方向指向平衡位置kxf 江西理工大學(xué)理學(xué)江西理工大學(xué)理學(xué)院院兩個(gè)物體相互接觸，由于有相對(duì)運(yùn)動(dòng)或者相對(duì)運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)，兩個(gè)物體相互接觸，由于有相對(duì)運(yùn)動(dòng)或者相對(duì)運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)，在接觸面處產(chǎn)生的一種阻礙物體運(yùn)動(dòng)的力，叫做摩擦力。在接觸面處產(chǎn)生的一種阻礙物體運(yùn)動(dòng)的力，叫做摩擦力。1)靜摩擦力靜摩擦力(static frictional force)最大靜摩擦力最大靜摩擦力NF0max2)滑動(dòng)摩擦力滑動(dòng)摩擦力(sliding frictional force)NFf物體有相對(duì)運(yùn)動(dòng)，滑動(dòng)摩擦力與正壓力成正比物體有相對(duì)運(yùn)動(dòng)，滑動(dòng)摩擦力與

9、正壓力成正比物體沒(méi)有相對(duì)運(yùn)動(dòng)，但有相對(duì)運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)物體沒(méi)有相對(duì)運(yùn)動(dòng)，但有相對(duì)運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)3)流體阻力流體阻力(resistence in fluid)：固體與液體（或氣體）及液體固體與液體（或氣體）及液體之間或氣體之間和液氣之間的阻礙相對(duì)運(yùn)動(dòng)的作用力，其大小之間或氣體之間和液氣之間的阻礙相對(duì)運(yùn)動(dòng)的作用力，其大小與相對(duì)速度有關(guān)；也稱粘滯力。與相對(duì)速度有關(guān)；也稱粘滯力。3、摩擦力、摩擦力(frictional force)江西理工大學(xué)理學(xué)江西理工大學(xué)理學(xué)院院例、質(zhì)量為例、質(zhì)量為m的小球，用輕繩連接，如圖所示，求剪斷的小球，用輕繩連接，如圖所示，求剪斷繩繩AB前后的瞬間前后的瞬間BC繩中的張力比繩中的張

10、力比T：TABCmgTxy解：剪斷前，小球受力如圖，建立直角坐標(biāo)系解：剪斷前，小球受力如圖，建立直角坐標(biāo)系水平方向水平方向ABTTsin豎直方向豎直方向mgTcoscos/mgT mg剪斷后，小球受力如下圖，用自然坐標(biāo)系剪斷后，小球受力如下圖，用自然坐標(biāo)系nmamgTcos法線方向法線方向切線方向切線方向mamgsin初始條件初始條件0, 0, 02lvavtncosmgT 2cos:1:TTnTABT江西理工大學(xué)理學(xué)江西理工大學(xué)理學(xué)院院 習(xí)題集習(xí)題集p6p6題題2 2、在傾角為、在傾角為3030的固定光滑斜面的固定光滑斜面上放一質(zhì)量為上放一質(zhì)量為M M的楔形滑塊，其上表面與水平面的楔形滑塊，其上表面與水平面平行，在其上放一質(zhì)量為平行，在其上放一質(zhì)量為m m的小球（如圖），的小球（如圖），M M與與m m間無(wú)摩擦，且間無(wú)摩擦，且M=2mM=2m，試求小球的加速度及楔試求小球的加速度及楔形滑塊對(duì)斜面的作用力。形滑塊對(duì)斜面的作用力。 mM解：受力分析如圖：解：受力分析如圖： 1Ngm1N NgMyaaxyoxayaN （7）ymaNmg 1yMaNNMg