大學(xué)物理第一章－2ppt課件

1、1-2 1-2 圓周運動及其描述圓周運動及其描述建立在運動軌跡上的坐標(biāo)系統(tǒng)建立在運動軌跡上的坐標(biāo)系統(tǒng)切向坐標(biāo)軸沿質(zhì)點前進方向的切向為正，單位矢量為切向坐標(biāo)軸沿質(zhì)點前進方向的切向為正，單位矢量為te法向坐標(biāo)軸沿軌跡的法向凹側(cè)為正，單位矢量為法向坐標(biāo)軸沿軌跡的法向凹側(cè)為正，單位矢量為nenetesoPteneQ一、自然坐標(biāo)中的位置、路程和速度一、自然坐標(biāo)中的位置、路程和速度 是是 “彎曲的坐標(biāo)系，適用于已知軌跡的情況彎曲的坐標(biāo)系，適用于已知軌跡的情況s=s(t) (s=s(t) (有正負(fù)有正負(fù)) )自然坐標(biāo)之差自然坐標(biāo)之差PQsssdsrdtedtdsdtrdvdtdsv netesoPteneQ

2、 s注意：注意： 不是恒矢量不是恒矢量tenetevv注：注：v v只有切向分量只有切向分量dtedvedtdvdtevddtvdattt)(ttedtdva右邊第一項稱為切向加速度，用右邊第一項稱為切向加速度，用 表示表示ta 切向加速度反映速度大小的變化切向加速度反映速度大小的變化 其方向沿軌道切線方向其方向沿軌道切線方向二、自然坐標(biāo)中的法向加速度和切向加速度二、自然坐標(biāo)中的法向加速度和切向加速度dtedvatnteted ted1P2Pvvd dsnttteedeed方向同即ddedett大?。簄tedednnnntevedtdsedtdedtddted)(法向加速度大?。悍ㄏ蚣铀俣却笮?/p>

3、：2van法向加速度方向：法向加速度方向： 沿法線方向，指向曲率中心。沿法線方向，指向曲率中心。ntnevdtedva2為曲率半徑對于圓周運動則為圓的半徑對于圓周運動則為圓的半徑Ryy12/32 一般曲線運動一般曲線運動tnaaa22tnaa tnaaarctg例：拋體運動例：拋體運動tana g 圓周運動是一般曲線運動的一個特例，曲圓周運動是一般曲線運動的一個特例，曲率半徑恒為率半徑恒為r。dtdvatrvan20tarvaan2設(shè)：質(zhì)點作半徑為設(shè)：質(zhì)點作半徑為r的圓周運動的圓周運動角位置角位置 逆時針轉(zhuǎn)向逆時針轉(zhuǎn)向為正為正順時針轉(zhuǎn)向順時針轉(zhuǎn)向為負(fù)為負(fù))(10limsraddtdtt)(20

4、limsraddtdttrB sxoA 02022000221tttratrs dtdrdtds22rrvandtdrdtdvrv 2ran與線量對比？！與線量對比？！42 tdtd2dtd1sm4 . 0)412(2 . 0)4t2( rrv24 . 0)2(2 . 0smrat2228 . 0)412(2 . 0smran22289. 0smaaant4 .634 . 08 . 011tgaatgtnoxnataav221ctbtsRcb 2ctbdtdsvcdtdvatRctbRvan22)( ntaa cRcbcRcbt討論討論: 1 、分析以下計算是否正確、分析以下計算是否正確 ?

5、( P14 1-1-4) 2、一質(zhì)點做圓周運動、一質(zhì)點做圓周運動,如下圖如下圖.以下各式以下各式 的的 物理意義是什么物理意義是什么?第二種方法正確第二種方法正確 第一種錯誤在于他未分清第一種錯誤在于他未分清 與與 的的 區(qū)別致使他犯了概念性的錯誤區(qū)別致使他犯了概念性的錯誤drrdrvxoABt=0(t)stAB=(2)ts=(3)dtrdvv(4) dtds=(1)v(5)dtvd=dtdv(6)(7)dtd(8)dtdatav1-3 相對運動相對運動 常見力常見力rrtu一一. . 相對運動相對運動絕對參照系絕對參照系s s ，相對參照系，相對參照系s s ( (研究對象研究對象) )三種

6、運動三種運動 s 系相對于系相對于s 系的位移：系的位移：tu B 點相對于點相對于s 系的位移：系的位移：r B 點相對于點相對于s 系的位移：系的位移：rP絕對、相對和牽連運動絕對、相對和牽連運動二個參照系二個參照系 sOOyxsuPA A APB一個動點一個動點 牽連位移牽連位移 相對位移相對位移 絕對位移絕對位移 turrxy turrrrtu sOOyxsuPA A APB s該式成立的前提條件：該式成立的前提條件：（1等時性時間絕對性）：等時性時間絕對性）：即在兩個不同的參考系測得的即在兩個不同的參考系測得的兩個事件的時間相等兩個事件的時間相等（2等長性等長性(空間絕對性空間絕對性

7、)：即在兩個不同的參考系：即在兩個不同的參考系測得的兩點的距離相等測得的兩點的距離相等 滿足這兩個條件的時間和空間理論所構(gòu)成的時空滿足這兩個條件的時間和空間理論所構(gòu)成的時空觀稱為經(jīng)典力學(xué)的絕對時空觀觀稱為經(jīng)典力學(xué)的絕對時空觀vc）tt turr1）、伽利略坐標(biāo)變換）、伽利略坐標(biāo)變換ttt vrr或或tttvzztvyytvxxzyx質(zhì)點質(zhì)點P在在s,s）和系中的時空坐標(biāo)（tzyx系中的時空坐標(biāo)系中的時空坐標(biāo)x,y,z,t之間的關(guān)系式為：之間的關(guān)系式為：則則P點在點在K系和系和K系的空系的空間坐標(biāo)、時間坐標(biāo)的對應(yīng)間坐標(biāo)、時間坐標(biāo)的對應(yīng)關(guān)系為：關(guān)系為：vtxx yy zz tt 伽利略坐標(biāo)變換式伽

8、利略坐標(biāo)變換式oxyzvoxyzPrrR 特別地特別地,若考慮兩個參考系中的坐標(biāo)系若考慮兩個參考系中的坐標(biāo)系K和和K(Oxyz和和Oxyz) Ox和和Ox重合重合,它們相對作勻速直線運它們相對作勻速直線運動。動。2）. 速度變換定理速度變換定理 加速度變換定理加速度變換定理1. 速度變換速度變換ttutttrtrttt000limlimlimerautrtrvvvdddd牽連相對絕對vvv1lim0tttSSSPPSvvv turrtttdddddd牽連相對絕對vvv2. 加速度變換加速度變換SSSPPSaaa牽連相對絕對vvvSSSPPSvvv牽連相對絕對aaa一個帶篷子的卡車，篷高為一個帶

9、篷子的卡車，篷高為h=2 m h=2 m ，當(dāng)它停在馬路邊時，當(dāng)它停在馬路邊時，雨滴可落入車內(nèi)達雨滴可落入車內(nèi)達 d=1 m d=1 m ，而當(dāng)它以，而當(dāng)它以15 km/h 15 km/h 的速率運動的速率運動時，雨滴恰好不能落入車中。時，雨滴恰好不能落入車中。車地雨車雨地vvv4 .63arctandhhd雨地v車地v雨車v根據(jù)速度變換定理根據(jù)速度變換定理畫出矢量圖畫出矢量圖m/s 3 . 9km/h5 .33 cos15cos車地雨地vv車地v例例解解雨滴的速度矢量。雨滴的速度矢量。求求0v車地石車石地由vvv13 .17601060smtgtgvv車地石地mgvH3 .1580. 923

10、 .17222yxy x 石地v石車v車地v地人風(fēng)地風(fēng)人vvv地人v風(fēng)人v北北南南西西 東東 風(fēng)地v升降機以加速度升降機以加速度 1.22 m/s2 1.22 m/s2 上升，有一螺母自升降機的上升，有一螺母自升降機的天花板松落，天花板與升降機的底板相距天花板松落，天花板與升降機的底板相距 2.74 m 2.74 m 。hOxOx取螺母剛松落為計時零點取螺母剛松落為計時零點. . 三種加速度為三種加速度為: :? , , KpKKpKaiaaigaKKpKKKpKKpaaaaa agaKps 0.711.229.802.7422,212aghttahKpp p為螺母為螺母, ,取二個坐標(biāo)系如圖

11、取二個坐標(biāo)系如圖例例解解螺母自天花板落到底板所需的時間螺母自天花板落到底板所需的時間. .求求aKK1、引力、引力221rmmGf 2211/1067. 6kgmNG但大小相等。性質(zhì)不同是引力質(zhì)量與慣性質(zhì)量和21mm重力探礦法重力探礦法重力：在地球表面的物體，受到地球的吸引而使物重力：在地球表面的物體，受到地球的吸引而使物體受到的力。體受到的力。重力與重力加速度的方向都是豎直向下。重力與重力加速度的方向都是豎直向下。R 地軸地軸赤道面赤道面mfGFf向心力萬萬有有引引力力F重力重力GgmG 2sm8 . 9 g 物體發(fā)生彈性變形后，內(nèi)部產(chǎn)生企圖恢復(fù)物體發(fā)生彈性變形后，內(nèi)部產(chǎn)生企圖恢復(fù)形變的力。

12、形變的力。xkF（k k 稱為勁度系數(shù)）稱為勁度系數(shù)）0 xF（1） 彈簧的彈力彈簧的彈力（2繩對物體的拉力繩對物體的拉力張力張力繩內(nèi)部各段之間的彈性作用力繩內(nèi)部各段之間的彈性作用力BBAATTTTBA，點的張力：點和amTTBA由牛頓第二定律：BAFFATATBTBT各點張力不同時，當(dāng)BATTa 0相等各點張力相同且與拉力時，時，或當(dāng)FTTmaBA00（3正壓力支持力正壓力支持力 ） 兩個物體相互接觸且相互擠壓時產(chǎn)生的，大小取決與相互擠壓的程度，方向垂直于接觸面指向?qū)Ψ?。NNATBT 當(dāng)物體相對于接觸面滑動時，物當(dāng)物體相對于接觸面滑動時，物體所受到接觸面對它的阻力。其方向體所受到接觸面對它的阻力。其方向與滑動方向相反。與滑動方向相反。Nf 為滑動摩擦系數(shù)：為滑動摩擦系數(shù)：與接觸面的材料和表與接觸面的材料和表面情況有關(guān)，還與物面情況有關(guān)，還與物體的相對運動速度有體的相對