3質(zhì)點力學(xué)03.ppt

1、1.7.1 牛頓第一定律（慣性定律） 任何物體都保持靜止或勻速直線運動的狀態(tài)，直到受到力的作用迫使它改變這種狀態(tài)為止。,1.7 牛頓運動定律,質(zhì)量 是慣性大小的量度（慣性質(zhì)量）。,慣性 物體保持靜止或勻速直線運動狀態(tài)的性質(zhì)，稱為慣性。,力 是物體間的相互作用，即為了改變一物體的靜止或勻速直線運動狀態(tài)，其它物體對它的作用。,1.7.2 牛頓第二定律 在受到外力作用時，物體所獲得的加速度的大小與外力成正比，與物體的質(zhì)量成反比；加速度的方向與外力的矢量和的方向相同。,在SI制中，質(zhì)量的單位為kg，加速度的單位為m/s2，力的單位為N。,1.瞬時性 力和加速度同時存在、同時改變、同時消失。,2.矢量性

2、 直角坐標(biāo)系 自然坐標(biāo)系,3.疊加性,4.平衡狀態(tài),兩個物體之間對各自對方的相互作用總是相等的，而且指向相反的方向。,（1）二作用力為同時出現(xiàn)、同時消失；,（2）二力為同性質(zhì)的力；,（3）二力不是平衡力。,1.7.3 牛頓第三定律,1.7.4 幾種常見力,1.重力 由于地球吸引使物體所受的力。大小為質(zhì)量與重力加速度的乘積，方向豎直向下。 F=mg g=9.8m/s2,當(dāng)兩個物體有相對運動或相對運動的趨勢時，在接觸面上產(chǎn)生的阻礙相對運動的力。分為滑動摩擦力和靜摩擦力。 大小分別為： fk=kN 及 fsmax=sN。 其中N為二物體間垂直接觸面的正壓力。,2.摩擦力,3.彈力 發(fā)生形變的物體，由

3、于力圖恢復(fù)原狀，對與它接觸的物體產(chǎn)生的作用力。如壓力、張力、拉力、支持力、彈簧的彈力。,（1）彈簧的彈力。 在彈性限度內(nèi)，滿足胡克定律 f = -kx，彈力的方向總是與形變的方向相反的。,（2）繩內(nèi)的張力。 當(dāng)繩的質(zhì)量可以忽略時，繩內(nèi)的張力處處相等，且等于繩兩端的拉力。,（3）正壓力。 當(dāng)二物體接觸時，若二者由于相互擠壓而發(fā)生形變，所產(chǎn)生的垂直于兩接觸面的作用力。,1.7.5 基本的自然力,1.萬有引力 大?。?G=6.6710-11Nm2/kg2 方向：,例：地球?qū)ξ矬w的引力Pmg=GMm/R2 所以g=GM/R2,2.電磁力 （庫侖力）f =kq1q2 /r2 k=9 109 Nm2/C2

4、,注意：電磁力遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于萬有引力！,3.強力 粒子之間的一種相互作用，作用范圍在0.410-15m至10-15m。,4.弱力 粒子之間的另一種作用力，力程短、力弱（10-2N）。, 以距源 處強相互作用的力強度為 1。,溫伯格 薩拉姆 格拉肖,三人于1979年榮獲諾貝爾物理學(xué)獎。,魯比亞，范德米爾實驗證明電弱相互作用，1984年獲諾貝爾獎。,電弱相互作用 強相互作用 萬有引力作用,1.8 牛頓運動定律的應(yīng)用,解題步驟：,（1）選好參照系，建立坐標(biāo)系；,（2）選好參考對象，將其隔離；,（3）作該對象的受力分析，并在坐標(biāo)系中進(jìn)行力的分解；,（4）列分量方程，并求解；,（5）綜合結(jié)論。,1.9 力學(xué)相

5、對性原理,不可能在慣性系內(nèi)部進(jìn)行任何的力學(xué)實驗來確定該系統(tǒng)作勻速直線運動的速度。,牛頓定律成立的參照系，稱為慣性系。,力學(xué)規(guī)律對于所有的慣性系都是等價的。,單位制、量綱慣性系與非慣性系,當(dāng)車的a =0時，人和小球的狀態(tài)符合牛頓定律；,而當(dāng)車的a0 時，人和小球的狀態(tài)不符合牛頓定律。,（1）相對慣性系作加速運動的參照系是非慣性系。 （2）相對慣性系作勻速直線運動的參照系也是慣性系。 （3）地球是個較好的慣性系。,問題：,1m 是光在真空中在（1/299792458 s ）內(nèi)所經(jīng)過的距離。,力學(xué)的 基本單位,1984年2月27日，我國國務(wù)院頒布實行以國際單位制（SI）為基礎(chǔ)的法定單位制。,1s 是

6、銫的一種同位素133 CS 原子發(fā)出的一個特征頻率光波周期的9192631770倍。,“千克標(biāo)準(zhǔn)原器” 是用鉑銥合金制造的一個金屬圓柱體，保存在巴黎度量衡局中。,速率,導(dǎo)出量,力,功,實際時間過程的時間,定義：表示一個物理量如何由基本量的組合所形成的式子。,作用,（1）可定出同一物理量不同單位間的換算關(guān)系。,（3）從量綱分析中定出方程中比例系數(shù)的量綱和單位。,（2）量綱可檢驗文字結(jié)果的正誤。,量 綱,某一物理量 的量綱,例1 水平面上有一質(zhì)量為51 kg的小車D，其上有一定滑輪C，通過繩在滑輪兩側(cè)分別連有質(zhì)量為m1=5 kg和m2=4 kg的物體A和B。其中物體A在小車的水平面上，物體B被繩懸

7、掛，系統(tǒng)處于靜止瞬間，如圖所示。各接觸面和滑輪軸均光滑。求以多大力作用在小車上，才能使物體A與小車D之間無相對滑動。(滑輪和繩的質(zhì)量均不計，繩與滑輪間無滑動),解：建立坐標(biāo)系并作受力分析圖：,列方程：,例2 在出發(fā)點O以速度 v0 豎直向上拋出一質(zhì)量為m 的小球。小球運動時，除受重力外還受一大小為 f = kmv2 的粘滯阻力，k為常數(shù)，v為小球的速率。 求:（1）小球能上升的最大高度； （2）當(dāng)小球上升到最高點， 然后又回到出發(fā)點時的 速率。,（2）下落過程中：,此題是一變加速運動，主要涉及積分變量換算！,例3 在光滑的水平面上， 固定平放如圖所示的半圓形擋板S， 質(zhì)量為 m 的滑塊以初速度 v0 沿切線方向進(jìn)入擋板內(nèi)，滑塊與屏間的摩擦系數(shù)為 。求：滑塊沿?fù)醢暹\動時任一時刻的速度v及路程S。,解：建立自然坐標(biāo)系，受力分析如圖,相應(yīng)可求出滑塊運動過程中所受的摩擦力：,例4 在傾角為 的圓錐體的側(cè)面放一質(zhì)量為m 的小物體，圓錐體以角速度 繞豎直軸勻速轉(zhuǎn)動。軸與物體間的距離為R。