大学物理经典复习教案总结1.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,华北电力大学,(,北京,),物理教研室,2011,年,2,月,28,日,大学物理,第2章,牛顿运动定律,通知,:,交作业处是教五,D,区,205,电话,15210724619.,助教骆妮,1,2.1牛顿运动定律,第二定律:,第三定律:,惯性系:,惯性定律成立的参考系为惯性参考系。,另一种陈述,：,自由粒子永远保持静止或匀速直线运动状态。,惯性:,物体保持静止或匀速直线运动状态的特性。,第一定律:,惯性定律,任何物体只要没有外力改变它的状态，便会永远保持静止或匀速直线运动状态.,基本概念,2,第二定律:,物体的动量对时间的变化率与所加的力成正比,并且发生在这外力的方向上.,动量,分量形式:,3,力的叠加原理,并且,如,同样的外力作用,在质量分别是,m,1,和,m,2,的物,体上,如果,4,牛顿运动定律,1.牛顿第一定律,(惯性定律),2.牛顿第二定律,3.牛顿第三定律,当质量不变时，有,5,2.2,SI,单位和量纲,基本量(,m,s,kg),和导出量(,m/s,kgm/s,2,),1秒,是銫的一种同位素(,133,C,s,),原子发出的一个特征频率光波周期的9192631770倍;,1米,是光在真空中在1/299792458秒内所经过的距离;,1千克,是保存在巴黎度量衡量局的地窖中用铂铱合金制造的一个金属圆柱体的质量.除此之外还有,安培,开尔文,坎德拉和摩尔,共七个基本量.,6,2.3 常见的几种力:,1)重力:,地球施加于物体的,万有引力称为重力,测量物体受重力的方法,(1),动力学方法:,测物体重力加速度来测物体受重力方法。,(2),静力学方法:,用弹簧称或天平测物体受重力方法。,7,不随地点而异，,定义该比值为两物体的引力质量之比，即,对任一物体：,惯性质量,引力质量,天平测,A、B,两物体，相对重量,精度在10,-12,8,2)弹性力,C:,物体因形变而产生的恢复力,称为弹性力。,.,k,为劲度系数，,x,为偏离平衡位置的位移。,3)摩擦力,两个相互接触的物体,做相对运动或有相对运动的趋势时,在接触面上产生的阻碍它们相对运动的作用力称为摩擦力。,静摩擦力:,最大静摩擦力,是静摩擦系数,滑动摩擦力:,是滑动摩擦系数,4)流体阻力,A:,正压力(支持力).,B:,拉力(张力).,1)重力,9,2.4 基本的自然力,3,.强相互作用力-色力,4,.弱 相互作用力-弱力,2,.电磁力,1,.引力(或万有引力),1,.认物体,2,.看运动,3,.查受力,4,.列方程,*,2.5 应用牛顿定律解题,10,例1,.质量为,m=10kg,l=40cm,的链条,放在光滑的水,平桌面上,其一端系一细绳,通过滑轮悬挂着质量,为,m,1,=10kg,的物体,如图所示.开始时,l,1,=l,2,=20cml,3,速度为零.设绳不伸长,轮绳的质量,轮轴的质量和,轮轴及桌沿的摩擦不计,求当链条全部滑到桌面上,时,系统的速度和加速度.,m,1,l,3,l,1,l,2,m,11,解,:设悬挂在桌侧面处的链条长度为,x,m,1,l,3,l-x,o,x,T,m,1,g,T,m,x,g,x,对,m,1,:,对,m:,当,x=0,时:,x,x,o,12,练习:,在水平面上有一半径为,R,的圆弧形挡板,S.,质量,为,m,的小滑块从挡板的一端以初速度 贴着挡板内侧,射入，然后沿挡板作圆周运动。小滑块与水平面之间是,光滑接触，而与挡板侧面间的滑动摩擦系数为,。,试求,小滑块的运动速度，路程，并证明摩擦力是个变力，,其计算公式,m,s,用什么样坐标?,13,解:小滑块在水平面上受力分析,法向：,挡板对小滑块侧向压力,该力是迫使小滑块作圆周运动的向心力；,切向：,挡板给与小滑块的切向摩擦力,它使小滑块作减速运动。,选用自然坐标系列出动力学方程,法向：,切向：,m,s,指向圆心,14,法向：,切向,：,两式联立，分离变量，得：,解得,沿切线方向,求出小滑块运动路程：由,等式两边积分,：,得,m,s,15,最后由摩擦力公式,将,v,代入，得,方向沿切线 方向,写成矢量式：,m,s,16,例书2.2,一个质量为,m,的珠子系在线的一端,线的另一端绑在墙上的钉子上,线长为,l.,先拉动珠子使线保持水平静止,然后松手使珠子下落.求线摆下,角时这个珠子的速率和线的张力.,o,l,m,选坐标系?,17,d,d,s,o,l,mg,解:在任一时刻(,),牛顿定律的切向分量为,18,d,d,s,o,l,mg,在摆下(,)时,牛顿定律的法向分量为,将,得,19,练习,1:,各处摩擦不计,绳子不可伸长,在水平力,F,的作用下,m,1,与,m,2,的加速度,a=_,绳中张力,T=_,20,练习,2:,各处摩擦不计,绳子不可伸长,一质量为,60kg,的人,站在,30kg,的底板上,如图,.,要使人和底板能以,1m/s,2,的加速度上升,求人对绳子的拉力及人对底板的压力,?,21,2.6 惯性系和非惯性系,一.伽利略相对性原理,力学定律在所有惯性系中都是相同的。,二.伽利略变换,两个惯性参考系,重合,系沿,x,轴方向以,匀速运动,坐标变换:,y,x,z,o,22,y,x,z,o,2.速度变换:,3.加速度变换:,由变换可见经典力学建立在绝对的时空观的基础之上。,1.坐标变换:,V=C,23,三.平动加速参考系中的惯性力,1.,选地面作参考系,2.,选加速度 车厢作参考系,24,1,2,四.在匀速转动参考系中的惯性力,物体,m,以匀角速度,随光滑圆盘转动，,对地面观察者 1：拉力,T,提供向心力:即,对圆盘上的观察者 2：,物体,m,除受拉力,T,外，还必须受到一个惯性离心力 才能相对圆盘静止,25,2.7 惯性力(以平动为例),惯性力,:,在非惯性系中,物体除受外力作用外,还受一个由于非惯性系而引起的惯性力。,质点在非惯性系中受力,大小为,方向与,反向,惯性力,26,非惯性系中的牛顿第二定律可写为,式中:,是物体相互作用的合外力；,是惯性力；,是物体相对于非惯性系的加速度。,27,例,2,.,升降机中光滑水平桌面上有一质量为,m,1,=100g,的,物体,A,它以绕过桌角的定滑轮上的绳子与物体,B,相连,B,的质量为,m,2,=200g.,当升降机以,a=g/2=4.9m/s,2,的加速度上升时,机外,地面上的人看到,A,和,B,两物体对地面的加速度的大小?,A,B,m,2,m,1,a,28,解:,建立坐标系,XOY.,设,A,B,相对于升降机,的加速度分别为,a,1,方法一,:以地面为参考系.,A,B,T,m,2,g,N,m,1,g,O,x,y,a,对,A,:,对,B,:,29,方法二:,以升降机为参考系,.,对,A:,A,B,T,m,2,g,N,m,1,g,a,O,y,x,F,惯,F,惯,对,B:,30,例,3,地球自转对物体重力的影响,重力（视重）,地球引力,惯性离心力,设,g,0,为地球无自转时的重力加速度,31,在赤道处,cos,=1,视重最小,在两级处,cos,=0,视重最大.,用该式中的,g,作为重力加速度时,已考虑了地球自转产生的影响,可看地球为惯性参照系.,32,练习,:,一升降机内有一光滑斜面。斜面固定在,升降机的底板上，其倾角为,.,当升降机以匀加,速度,a,1,上升时，物体,m,从斜面的顶点沿斜面下,滑,求物体相对于斜面的加速度以及相对于地面,的加速度。,m,33,解法,1,：,以地面为参考系。,设物体相对斜面的加速度为,斜面对地面的加速度为,故物体对地面的加速度为,x,y,m,m,34,在直角坐标系下，相对地面的加速度为：,x,y,m,m,35,由物体受力分析，有,写成分量式：,x,y,m,m,36,解方程组，得,物体,m,相对地面的加速度：,37,解法,2,以作加速平动的升降机为参考系，是非惯性系。,物体受力：重力,斜面对它的正压力,惯性力,动力学方程为,：,x,y,m,38,沿斜面向下方向和垂直斜面向上,方向的分量式为：,解得,所得结果与解法,1,相同。,39,