物理課件詳解

本課時教學(xué)基本要求

1、掌握質(zhì)量(慣性質(zhì)量,引力質(zhì)量)、力(基本力,唯象力)、

和慣性力等概念

2、掌握牛頓第二定律的基本內(nèi)容及其適用條件，

熟練掌握用牛頓第二定律求解質(zhì)點(diǎn)動力學(xué)問題。

3、掌握常見力的性質(zhì)和計(jì)算方法,能熟練分析物體受力情況，掌握隔離體圖法。

4、理解慣性系和非慣性系的區(qū)別，初步掌握在非慣性系中求解質(zhì)點(diǎn)動力學(xué)的方法

第二章質(zhì)點(diǎn)動力學(xué)本課時教學(xué)基本要求第二章質(zhì)點(diǎn)動力學(xué)§2.1牛頓運(yùn)動定律

(經(jīng)典力學(xué)的基礎(chǔ))——從無數(shù)實(shí)驗(yàn)事實(shí)中歸納而得

質(zhì)點(diǎn)動力學(xué)1、自然界的物體本來是什么狀態(tài)？2、物體受到外來作用后會怎樣？3、作用雙方存在什么關(guān)系？4、作用的本質(zhì)是什么？------牛頓第一定律------牛頓第二定律------牛頓第三定律------由特定媒介傳遞的四種基本相互作用§2.1牛頓運(yùn)動定律(經(jīng)典力學(xué)的基礎(chǔ))質(zhì)點(diǎn)動力學(xué)質(zhì)點(diǎn)動力學(xué)牛頓第一定律慣性定律——外力為零時,物體保持原有運(yùn)動狀態(tài)不變

(定義了)慣性系——慣性定律成立的參考系

(通常選地球或太陽為慣性系

)地球參考系星系參考系太陽參考系(近似慣性系)質(zhì)點(diǎn)動力學(xué)牛頓第一定律地球參考系星系參考系太陽參考系(近地心參考系:自轉(zhuǎn)加速度a~3.4

cm/s2太陽參考系:公轉(zhuǎn)加速度a~0.6

cm/s2銀河系參考系:繞行加速度a~310-8

cm/s2質(zhì)點(diǎn)動力學(xué)地心參考系:自轉(zhuǎn)加速度質(zhì)點(diǎn)動力學(xué)§2.2牛頓第二定律運(yùn)動定律——物體受外力作用F,相對于慣性系的加速度a〔注意點(diǎn)〕

第二定律原則上只適用于質(zhì)點(diǎn)第二定律只能用于慣性系

F與a的關(guān)系是瞬時關(guān)系

(力是產(chǎn)生加速度的原因

)

分量形式:質(zhì)點(diǎn)動力學(xué)§2.2牛頓第二定律〔注意點(diǎn)〕質(zhì)點(diǎn)動力學(xué)牛頓第三定律作用與反作用力定律

作用力與反作用力屬于同一性質(zhì)的力作用力與反作用力同時產(chǎn)生、同時消失第三定律是物體受力分析的基礎(chǔ)四種基本相互作用

——力是物體間的相互作用自然界四種基本相互作用:引力、電磁、強(qiáng)、弱

(1)引力相互作用引力

——長程力(吸引力)質(zhì)點(diǎn)動力學(xué)牛頓第三定律作用力與反作用力屬于同一性質(zhì)的質(zhì)點(diǎn)動力學(xué)重力P——地表附近的地球引力引力質(zhì)量和慣性質(zhì)量:質(zhì)點(diǎn)動力學(xué)重力P——地表附近的地球引力引力質(zhì)量和慣性質(zhì)質(zhì)點(diǎn)動力學(xué)拉力

:T

張力

:T＇正壓力

:N(垂直于接觸面)彈性力

:胡克定律

f=－kx(與位移方向相反)摩擦力

:阻礙物體相對運(yùn)動最大靜摩擦力

f0=μ0N

動摩擦力

f=μ

N唯象力

——

唯象參數(shù):k

、μ0

、μ(2)電磁相互作用電磁力

——長程力(吸引力或排斥力

)

力學(xué)中:張力、拉力、正壓力、彈性力、摩擦力

……——分子間電磁相互作用的集體效應(yīng)(分子力的宏觀表現(xiàn))質(zhì)點(diǎn)動力學(xué)拉力:T正壓力:N彈性力:胡質(zhì)點(diǎn)動力學(xué)(3)強(qiáng)相互作用

核子間的相互吸引力,短程力＜10-15m

量子色動力學(xué)

(QCD)QuantumChromodynamics(4)弱相互作用引起原子核衰變，有輕子參與的相互作用力,短程力＜10-17m

中子β衰變n→p+e-+ν

弱電統(tǒng)一理論

Weinberg－Salam－Galshow

(NobelPrize1979)

S.WeinbergA.SalamS.L.Galshow

(相互作用)標(biāo)準(zhǔn)模型——QCD+弱電統(tǒng)一理論質(zhì)點(diǎn)動力學(xué)(3)強(qiáng)相互作用(相互作用)標(biāo)準(zhǔn)模型—質(zhì)點(diǎn)動力學(xué)10-12110-210-39作用強(qiáng)度<10-17m<10-15m0~0~作用范圍短程短程長程長程力程弱力強(qiáng)力電磁力萬有引力

力類型特征量傳遞媒介引力子?光子膠子中間玻色子牛頓力學(xué)對微觀運(yùn)動不適用

(微觀運(yùn)動:量子力學(xué)

)牛頓力學(xué)范圍內(nèi)只涉及:引力相互作用和電磁相互作用(長程力)

質(zhì)點(diǎn)動力學(xué)10-12110-210-39作用強(qiáng)度<10-17質(zhì)點(diǎn)動力學(xué)§2.3力學(xué)相對性原理

非慣性系力學(xué)定律

當(dāng)車的a=0時,單擺和小球的狀態(tài)符合牛頓定律當(dāng)

a≠0

時在車內(nèi)觀察,單擺和小球的狀態(tài)不符合牛頓定律在有些參考系中牛頓定律成立,這些參考系稱為慣性系相對慣性系作勻速直線運(yùn)動的參考系也是慣性系相對慣性系作加速運(yùn)動的參考系是非慣性系質(zhì)點(diǎn)動力學(xué)§2.3力學(xué)相對性原理非慣性系力學(xué)質(zhì)點(diǎn)動力學(xué)力學(xué)相對性原理

——力學(xué)定律在所有慣性系中具有相同形式——不存在絕對參考系(相對性

)質(zhì)點(diǎn)動力學(xué)力學(xué)相對性原理——不存在絕對參考系(相對性質(zhì)點(diǎn)動力學(xué)非慣性系中的力學(xué)定律一切相對于慣性系作勻速直線運(yùn)動的參考系,仍是慣性系一切相對于慣性系作加速運(yùn)動的參考系,都是非慣性系

(平動、轉(zhuǎn)動)(1)平動非慣性系

——

相對于慣性系作直線加速運(yùn)動的參考系質(zhì)點(diǎn)動力學(xué)非慣性系中的力學(xué)定律質(zhì)點(diǎn)動力學(xué)(2)轉(zhuǎn)動非慣性系

——相對于慣性系作轉(zhuǎn)動的參考系

絕對運(yùn)動

——質(zhì)點(diǎn)相對于慣性系(靜止系)的運(yùn)動

相對運(yùn)動——質(zhì)點(diǎn)相對于轉(zhuǎn)動系(運(yùn)動系)的運(yùn)動

牽連運(yùn)動

——運(yùn)動參考系上與質(zhì)點(diǎn)相重合的那一點(diǎn)相對于靜止系的運(yùn)動ω質(zhì)點(diǎn)動力學(xué)(2)轉(zhuǎn)動非慣性系——相對于慣性系作轉(zhuǎn)質(zhì)點(diǎn)動力學(xué)4、解聯(lián)立方程組，用符號化簡后代入數(shù)據(jù),進(jìn)行數(shù)值計(jì)算。

(原始數(shù)據(jù)注意單位,盡量化為SI制)牛頓定律的解題步驟:1、運(yùn)用第三定律對研究對象進(jìn)行受力分析,畫出各物體受力圖

(隔離體法)2、選取慣性參考系,建立合適坐標(biāo)系。

(盡量使加速度的方向與坐標(biāo)軸正向一致)3、根據(jù)物體受力圖,運(yùn)用第二定律列出聯(lián)立方程5、對結(jié)果進(jìn)行討論。(分析結(jié)果是否合理,有何物理意義)質(zhì)點(diǎn)動力學(xué)4、解聯(lián)立方程組，用符號化簡后代入數(shù)據(jù),進(jìn)行數(shù)值質(zhì)點(diǎn)動力學(xué)〔例〕如圖所示,A為定滑輪,B為動滑輪,它們和繩的質(zhì)量均可忽略。當(dāng)m1=2干克,m2=1干克,m3=0.5干克時,試求:(1)物體m1、m2

、m3的加速度(2)每條繩上的張力質(zhì)點(diǎn)動力學(xué)〔例〕如圖所示,A為定滑輪,B為動滑輪,它質(zhì)點(diǎn)動力學(xué)質(zhì)點(diǎn)動力學(xué)質(zhì)點(diǎn)動力學(xué)例2.9〕質(zhì)量M、傾角θ的斜面體放在光滑的水平面上,質(zhì)量m的物體置于光滑的斜面上。求斜面體相對地面的加速度和物體相對斜面體的加速度。x'y'o'xyomMmgNmai物體MgNai斜面體質(zhì)點(diǎn)動力學(xué)例2.9〕質(zhì)量M、傾角θ的斜面體放在光滑的水平面上質(zhì)點(diǎn)動力學(xué)例2.10地面上緯度處,有一質(zhì)量為m的靜止物體?？紤]地球自轉(zhuǎn)的影響,求物體的重力和該處的重力加速度。質(zhì)點(diǎn)動力學(xué)例2.10地面上緯度處,有一質(zhì)量為作業(yè)：2-32-182-192-202-212-27作業(yè)：本課時教學(xué)基本要求

1、掌握質(zhì)量(慣性質(zhì)量,引力質(zhì)量)、力(基本力,唯象力)、

和慣性力等概念

2、掌握牛頓第二定律的基本內(nèi)容及其適用條件，

熟練掌握用牛頓第二定律求解質(zhì)點(diǎn)動力學(xué)問題。

3、掌握常見力的性質(zhì)和計(jì)算方法,能熟練分析物體受力情況，掌握隔離體圖法。

4、理解慣性系和非慣性系的區(qū)別，初步掌握在非慣性系中求解質(zhì)點(diǎn)動力學(xué)的方法

第二章質(zhì)點(diǎn)動力學(xué)本課時教學(xué)基本要求第二章質(zhì)點(diǎn)動力學(xué)§2.1牛頓運(yùn)動定律

(經(jīng)典力學(xué)的基礎(chǔ))——從無數(shù)實(shí)驗(yàn)事實(shí)中歸納而得

質(zhì)點(diǎn)動力學(xué)1、自然界的物體本來是什么狀態(tài)？2、物體受到外來作用后會怎樣？3、作用雙方存在什么關(guān)系？4、作用的本質(zhì)是什么？------牛頓第一定律------牛頓第二定律------牛頓第三定律------由特定媒介傳遞的四種基本相互作用§2.1牛頓運(yùn)動定律(經(jīng)典力學(xué)的基礎(chǔ))質(zhì)點(diǎn)動力學(xué)質(zhì)點(diǎn)動力學(xué)牛頓第一定律慣性定律——外力為零時,物體保持原有運(yùn)動狀態(tài)不變

(定義了)慣性系——慣性定律成立的參考系

(通常選地球或太陽為慣性系

)地球參考系星系參考系太陽參考系(近似慣性系)質(zhì)點(diǎn)動力學(xué)牛頓第一定律地球參考系星系參考系太陽參考系(近地心參考系:自轉(zhuǎn)加速度a~3.4

cm/s2太陽參考系:公轉(zhuǎn)加速度a~0.6

cm/s2銀河系參考系:繞行加速度a~310-8

cm/s2質(zhì)點(diǎn)動力學(xué)地心參考系:自轉(zhuǎn)加速度質(zhì)點(diǎn)動力學(xué)§2.2牛頓第二定律運(yùn)動定律——物體受外力作用F,相對于慣性系的加速度a〔注意點(diǎn)〕

第二定律原則上只適用于質(zhì)點(diǎn)第二定律只能用于慣性系

F與a的關(guān)系是瞬時關(guān)系

(力是產(chǎn)生加速度的原因

)

分量形式:質(zhì)點(diǎn)動力學(xué)§2.2牛頓第二定律〔注意點(diǎn)〕質(zhì)點(diǎn)動力學(xué)牛頓第三定律作用與反作用力定律

作用力與反作用力屬于同一性質(zhì)的力作用力與反作用力同時產(chǎn)生、同時消失第三定律是物體受力分析的基礎(chǔ)四種基本相互作用

——力是物體間的相互作用自然界四種基本相互作用:引力、電磁、強(qiáng)、弱

(1)引力相互作用引力

——長程力(吸引力)質(zhì)點(diǎn)動力學(xué)牛頓第三定律作用力與反作用力屬于同一性質(zhì)的質(zhì)點(diǎn)動力學(xué)重力P——地表附近的地球引力引力質(zhì)量和慣性質(zhì)量:質(zhì)點(diǎn)動力學(xué)重力P——地表附近的地球引力引力質(zhì)量和慣性質(zhì)質(zhì)點(diǎn)動力學(xué)拉力

:T

張力

:T＇正壓力

:N(垂直于接觸面)彈性力

:胡克定律

f=－kx(與位移方向相反)摩擦力

:阻礙物體相對運(yùn)動最大靜摩擦力

f0=μ0N

動摩擦力

f=μ

N唯象力

——

唯象參數(shù):k

、μ0

、μ(2)電磁相互作用電磁力

——長程力(吸引力或排斥力

)

力學(xué)中:張力、拉力、正壓力、彈性力、摩擦力

……——分子間電磁相互作用的集體效應(yīng)(分子力的宏觀表現(xiàn))質(zhì)點(diǎn)動力學(xué)拉力:T正壓力:N彈性力:胡質(zhì)點(diǎn)動力學(xué)(3)強(qiáng)相互作用

核子間的相互吸引力,短程力＜10-15m

量子色動力學(xué)

(QCD)QuantumChromodynamics(4)弱相互作用引起原子核衰變，有輕子參與的相互作用力,短程力＜10-17m

中子β衰變n→p+e-+ν

弱電統(tǒng)一理論

Weinberg－Salam－Galshow

(NobelPrize1979)

S.WeinbergA.SalamS.L.Galshow

(相互作用)標(biāo)準(zhǔn)模型——QCD+弱電統(tǒng)一理論質(zhì)點(diǎn)動力學(xué)(3)強(qiáng)相互作用(相互作用)標(biāo)準(zhǔn)模型—質(zhì)點(diǎn)動力學(xué)10-12110-210-39作用強(qiáng)度<10-17m<10-15m0~0~作用范圍短程短程長程長程力程弱力強(qiáng)力電磁力萬有引力

力類型特征量傳遞媒介引力子?光子膠子中間玻色子牛頓力學(xué)對微觀運(yùn)動不適用

(微觀運(yùn)動:量子力學(xué)

)牛頓力學(xué)范圍內(nèi)只涉及:引力相互作用和電磁相互作用(長程力)

質(zhì)點(diǎn)動力學(xué)10-12110-210-39作用強(qiáng)度<10-17質(zhì)點(diǎn)動力學(xué)§2.3力學(xué)相對性原理

非慣性系力學(xué)定律

當(dāng)車的a=0時,單擺和小球的狀態(tài)符合牛頓定律當(dāng)

a≠0

時在車內(nèi)觀察,單擺和小球的狀態(tài)不符合牛頓定律在有些參考系中牛頓定律成立,這些參考系稱為慣性系相對慣性系作勻速直線運(yùn)動的參考系也是慣性系相對慣性系作加速運(yùn)動的參考系是非慣性系質(zhì)點(diǎn)動力學(xué)§2.3力學(xué)相對性原理非慣性系力學(xué)質(zhì)點(diǎn)動力學(xué)力學(xué)相對性原理

——力學(xué)定律在所有慣性系中具有相同形式——不存在絕對參考系(相對性

)質(zhì)點(diǎn)動力學(xué)力學(xué)相對性原理——不存在絕對參考系(相對性質(zhì)點(diǎn)動力學(xué)非慣性系中的力學(xué)定律一切相對于慣性系作勻速直線運(yùn)動的參考系,仍是慣性系一切相對于慣性系作加速運(yùn)動的參考系,都是非慣性系

(平動、轉(zhuǎn)動)(1)平動非慣性系

——

相對于慣性系作直線加速運(yùn)動的參考系質(zhì)點(diǎn)動力學(xué)非慣性系中的力學(xué)定律質(zhì)點(diǎn)動力學(xué)(2)轉(zhuǎn)動非慣性系

——相對于慣性系作轉(zhuǎn)動的參考系

絕對運(yùn)動

——質(zhì)點(diǎn)相對于慣性系(靜止系)的運(yùn)動

相對運(yùn)動——質(zhì)點(diǎn)相對于轉(zhuǎn)動系(運(yùn)動系)的運(yùn)動

牽連運(yùn)動

——運(yùn)動參考系上與質(zhì)點(diǎn)相重合的那一點(diǎn)相對于靜止系的運(yùn)動ω質(zhì)點(diǎn)動力學(xué)(2)轉(zhuǎn)動非慣性系——相對于慣性系作轉(zhuǎn)質(zhì)點(diǎn)動力學(xué)4、解聯(lián)立方程組，用符號化簡后代入數(shù)據(jù),進(jìn)行數(shù)值計(jì)算。