相對運動常見力和基本力

人站在地球上，以地球為參考系，人靜止不動。而以地球以外的物體為參考系，則是“坐地日行八萬里”了。

因此，位移、速度、加速度等都要加上“相對”二字：相對位移、相對速度、相對加速度。

運動是絕對的，但是運動的描述具有相對性。在不同參考系中研究同一物體的運動情況結(jié)果會完全不同。一、相對運動§1-3相對性運動常見力和基本力OxyzO'x'y'z'

考慮兩個參考系中的坐標系K和K’(即Oxyz和Ox’y’z’)，它們相對作勻速直線運動。

在t=0時刻兩坐標系重合，對于同一個質(zhì)點P，在任意時刻兩個坐標系中對應(yīng)的位置矢量：P1.伽利略坐標變換K'系原點相對K系原點的位矢：從圖中很容易看出矢量關(guān)系：成立的條件:絕對時空觀！空間絕對性:空間兩點距離的測量與坐標系無關(guān)。時間絕對性:時間的測量與坐標系無關(guān)。OxyzO'x'y'z'PP點在K系和K'系的空間坐標、時間坐標的對應(yīng)關(guān)系為因此，滿足經(jīng)典時空觀的條件時——伽利略坐標變換式。OxyzO'x'y'z'P

分別表示質(zhì)點在兩個坐標系中的速度即在直角坐標系中寫成分量形式：伽利略速度變換2.伽利略速度變換與加速度變換

注意：低速運動的物體滿足速度變換式，并且可通過實驗證實，對于高速運動的物體，上面的變換式失效。OxyzO'x'y'z'P

相對于地面豎直下落的物體，作出各個坐標系中的速度方向，滿足矢量三角形法則。

為了便于記憶，通常把速度變換式寫成下面的形式：

設(shè)K’系相對于K系作勻加速直線運動,加速度

沿x方向。

K'系相對于K系的速度表明質(zhì)點的加速度相對于作勻速運動的各個參考系不變。伽利略加速度變換。例題1-8

某人A以4km/h的速度向東前進時，感覺風(fēng)從正北吹來.如果將速度增加一倍，則感覺風(fēng)從東北方向吹來。求相對于地面的風(fēng)速和風(fēng)向。解：由題意，以地面為基本參考系K，人為運動參考系K’，取風(fēng)為研究對象，如圖。θ45y(北)x(東)O根據(jù)速度變換公式得到：由圖中的幾何關(guān)系，知由此解得以及即風(fēng)速的方向為向東偏南45，亦即在東南方向上。θ45y(北)x(東)O例題1-9

一貨車在行駛過程中，遇到5m/s豎直下落的大雨，車上僅靠擋板平放有長為l=1m的木板。如果木板上表面距擋板最高端的距離h=1m，問貨車以多大的速度行駛，才能使木板不致淋雨？lh解：車在前進的過程中，雨相對于車向后下方運動，使雨不落在木板上，擋板最上端處的雨應(yīng)落在木板的最左端的左方。45例題1-10

一升降機以加速度1.22m/s2上升，當上升速度為2.44m/s時，有一螺帽自升降機的天花板上松落，天花板與升降機的底面相距2.74m．計算螺帽從天花板落到底面所需的時間和螺帽相對于升降機外固定柱的下降距離。解：我們把松開點作為坐標系的原點，把Oy軸的正方向選定為豎直向上的方向。那么，在螺帽松脫時，也即t=0時，螺帽以初速v0=2.44m/s作豎直上拋運動；到t時刻，它離開出發(fā)點的距離為而在這段時間內(nèi)，升降機作初速v0，a=1.22

m/s2的勻加速運動，它上升的距離為因在螺帽與機底相遇時，s2與s1之差實際上是升降機的高度h=2.74m，由此即可求出螺帽與機底相遇的時刻，亦即于是得即螺帽與機底相遇所花時間為0.71s。螺帽相對于機外固定柱子的下降距離為二、常見力重力：在地球表面的物體，受到地球的吸引而使物體受到的力。重力與重力加速度的方向都是豎直向下。地軸赤道面1.重力向心力萬有引力重力彈性力：兩個相互接觸并產(chǎn)生形變的物體企圖恢復(fù)原狀而彼此互施作用力。方向:始終與使物體發(fā)生形變的外力方向相反。條件：物體間接觸，物體的形變。三種表現(xiàn)形式：(1)兩個物體通過一定接觸相互擠壓；方向:垂直于接觸面指向?qū)Ψ?。大?取決于擠壓程度。2.彈力(2)繩對物體的拉力；(3)彈簧的彈力；大小：取決于繩的收緊程度。方向：沿繩子背離物體。彈性限度內(nèi)，彈性力滿足胡克定律：方向：指向要恢復(fù)彈簧原長的方向。x靜摩擦力最大靜摩擦力：靜摩擦因數(shù)滑動摩擦力：滑動摩擦因數(shù)摩擦力：兩個相互接觸的物體在沿接觸面相對運動時，或者有相對運動趨勢時，在它們的接觸面上所產(chǎn)生的一對阻礙相對運動或相對運動趨勢的力。方向：與物體相對運動或相對運動趨勢的方向相反。條件：表面接觸擠壓；相對運動或相對運動趨勢。3.摩擦力萬有引力：存在于一切物體間的相互吸引力。牛頓萬有引力定律:其中m1和m2為兩個質(zhì)點的質(zhì)量，r為兩個質(zhì)點的距離，G0叫做萬有引力常量。

引力質(zhì)量與慣性質(zhì)量在物理意義上不同，但是二者相等，因此不必區(qū)分。4.萬有引力

電磁力：存在于靜止電荷之間的電性力以及存在于運動電荷之間的磁性力，本質(zhì)上相互聯(lián)系，總稱為電磁力。*三、基本力1.電磁力

分子或原子都是由電荷系統(tǒng)組成，它們之間的作用力本質(zhì)上是電磁力。例如：物體間的彈力、摩擦力，氣體的壓力、浮力、粘滯阻力。

強力：亞微觀領(lǐng)域，存在于核子、介子和超子之間的、把原子內(nèi)的一些質(zhì)子和中子緊緊束縛在一起的一種力。作用范圍：2.強力

弱力：亞微觀領(lǐng)域內(nèi)的另一種短程力，導(dǎo)致