高二物理競賽伽利略相對性原理和質心運動定理課件

第一章力和運動§1-5伽利略相對性原理非慣性系慣性力伽俐略(1564-1642)意大利物理學家天文學家2目錄第一章力和運動第二章運動的守恒量和守恒定律第三章剛體和流體的運動第四章相對論基礎第五章氣體動理論第六章熱力學基礎第七章靜止電荷的電場第八章恒定電流的磁場第九章電磁感應電磁場理論§1-1質點運動的描述§1-2圓周運動和一般曲線運動§1-3相對運動常見力和基本力§1-4牛頓運動定律§1-5

伽利略相對性原理

非慣性系慣性力伽利略變換一切彼此等價做勻速直線運動的慣性系，

對于描寫機械運動的力學規(guī)律來說是完全等價的。力學的相對性原理(伽利略相對性原理)在一個慣性系內部所作的任何力學實驗，都不能夠確定這一慣性系本身是在靜止，還是在做勻速直線運動。①伽利略相對性原理3-----牛頓力學的絕對時空觀牛頓力學速度與慣性系有關(相對性)同時的絕對性時間的測量長度的測量與慣性系無關據(jù)伽利略變換，可得到經典時空觀②經典（牛頓）力學時空觀43.非慣性系相對于一個已知慣性系做加速運動的參考系。4.判斷一個參考系是否是慣性系的標準實驗觀察。1.慣性系凡是適用牛頓運動定律的參考系。2.慣性系性質在慣性系中,一個不受力作用的物體將保持靜止或做勻速直線運動。相對于慣性系做勻速直線運動的參考系一定也是慣性系。*③非慣性系(noninertialsystem)5有無數(shù)個不適用牛頓運動定律的參考系。a-a慣性系非慣性系問題:1.在地面的站臺上觀察金杯的運動狀態(tài)如何?2.在加速行駛的車內觀察金杯的運動狀態(tài)又如何?(答:靜止)(答:加速向左運動。)例：獎杯受合力=0，卻有加速度？6在非慣性系中觀察和處理物體的運動現(xiàn)象時,為了應用牛頓定律而引入的一種虛擬力。以牛頓定律形式去分析S--慣性系--非慣性系系相對S系的加速度--在平動加速系中，對牛頓第二定律進行推廣。

系中的加速度據(jù)加速度的變換關系有在S系中，牛頓定律成立*④慣性力(inertialforce)7在系中牛頓定律在系中不成立所以在非慣性系中例如：=-ma0Fi

在轉動參考系中慣性力:大小方向沿著圓的半徑向外方向與的方向相反一質量為60kg的人，站在電梯中的磅秤上，當電梯以0.5m/s2的加速度勻加速上升時，磅秤上指示的讀數(shù)是多少？試用慣性力的方法求解。解：取電梯為參考系。已知這個非慣性系以a=0.5m/s2的加速度對地面參考系運動，與之相應的慣性力從電梯這個非慣性系來看，人除受重力G（方向向下）和磅秤對它的支持力N

(方向向上)之外，還要另加一個。此人相對于電梯是靜止的，則以上三個力必須恰好平衡.例題1-159即于是

由此可見，磅秤上的讀數(shù)（根據(jù)牛頓第三定律，它讀的是人對秤的正壓力，而正壓力和N是一對大小相等的相互作用）不等于物體所受的重力G。

當加速上升時，N>G，“超重”，

當加速下降時，N<G，“失重”。尤其在電梯以重力加速度下降時，失重嚴重，磅秤上的讀數(shù)將為0。例題1-1510第二章運動的守恒量和守恒定律§2-1質點系的內力和外力質心質心運動定理12目錄第一章力和運動第二章運動的守恒量和守恒定律第三章剛體和流體的運動第四章相對論基礎第五章氣體動理論第六章熱力學基礎第七章靜止電荷的電場第八章恒定電流的磁場第九章電磁感應電磁場理論§2-1

質點系的內力和外力質心質心運動定理§2-2動量定理動量守恒定律§2-3功動能動能定理§2-4保守力成對力的功勢能§2-5質點系的功能原理機械能守恒定律§2-6碰撞§2-7質點的角動量和角動量守恒定律§2-8對稱性和守恒定律13①質點系的內力和外力質點系：由若干相互聯(lián)系著的質點所組成的系統(tǒng)。

質點系中，內力都是成對出現(xiàn)的作用力、反作用力，每一對總是等值、反向、共線，相互抵消。

→

質點系所有內力的矢量和等于0.內力分別作用在不同的質點上，可影響各質點的運動。

內力能改變系統(tǒng)的總動能，但不能改變系統(tǒng)的總動量。

外力：力出現(xiàn)在質點系內，但其反作用力卻作用在系統(tǒng)外的物體上。14②質心

(centerofmass)

重心：地球對物體各部分引力合力的作用點。質心：物體運動中由其質量分布所決定的一個特殊點。

在均勻重力場中，質心與重心的位置相重合。

直角坐標系質心位置質心的概念比重心更具有普遍的意義。15例題2-1求：腰長為a的等腰直角三角形均勻薄板的質心位置。dxxOxya

16質點系質心的運動量

兩顆星體質量差不多，例如休神星。兩顆星體質量不同，例如冥王星與冥衛(wèi)一兩顆星體質量有很大的不同，例如地球與月球質心位置：17③

質心運動定理質心運動定理：(P56推導)質點系所受的合外力=質點系的質量與質心加速度的乘積不管物體的質量如何分布，也不管外力作用在物體的

什么位置上，質心的運動代表了整個質點系的運動。質心的運動可看成一個質點的運動。(牛頓第二定律)質點系的內力可能影響各質點之間的相對運動，

但不影響質心的運動；質心的運動由外力所決定。18問題？用質心運動定理求出質心的運動后，

能否確定整個質點系的運動呢？如果是平動，則整個剛體的運動就確定了。

即質心的運動代表