大学物理课件 质点动力学基础.ppt

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1、第二章质点动力学基础§2.1生活中常见的力和基本自然力2.1.1生活中常见的力一．重力重力的方向和重力加速度的方向相同，铅直向下指向地心。二．弹力胡克定律k称为弹性体的劲度系数（过去也称为倔强系数或弹性常数)图2—1弹力图2-3静摩擦力三．摩擦力1．静摩擦静摩擦力达达到最大值，称为最大静摩擦力实验表明：最大静摩擦力与重物对桌面的正压力成正比，即其中为静摩擦因数，取决于接触面的材料性质和表面状况2．滑动摩擦若重物在桌面上滑动，桌面施加给它的摩擦阻力不同于静摩擦，称为滑动摩擦。实验证明，滑动摩擦力的大小也与正压力成正比，

2、即为滑动摩擦因数，它不仅依赖于接触面的材料性质和表面状况，还与相对滑动速度有关。四．流体阻力物体在气体或液体中运动时也会感受到摩擦阻力，称为流体阻力。流体阻力的大小依赖于物体的大小、形状和速率以及流体本身的密度和粘滞性等多种因素2.1.2基本自然力1．万有引力万有引力的力的大小与它们质量的乘积成正比，与两者之间的距离的平方成反比，引力的方向沿两质点的连线，即2．电磁力3．强相互作用力4．弱相互作用力§2.2牛顿三大运动定律(a)(b)(c)图2—5例2-1用图【例2-1】如图所示，A、B两个物体迭放在水平桌面上并用细

3、绳跨过定滑轮将它们连接，并以水平力F拉动物体B向右运动，同时物体A向左运动。(1)分别画出物体A、B受力情况图。(2)如果作用于B上拉力F为30N，求两物体的加速度。设两物体的质量，A与B之间滑动摩擦因数为，B与桌面之间滑动摩擦因数为不考虑绳与滑轮之间的摩擦力。；滑轮质量可以忽略不计，也解：(1)分别隔离所研究的物体A和B，它们的受力情况分别如图2-5(b)和(c)所示。A物体受力：重力B对A的支撑力B对A的摩擦力B物体受力：重力A对B的压力桌面对B的支撑力拉力绳子施加的拉力A对B的摩擦力桌面对B的摩擦力(2)以地面

4、为参照系，并建立如图所示的xy坐标系。根据牛顿第二定律，分别列出物体A和B沿x和y方向的运动方程，绳子的长度变化，则两个物体加速度大小相等，且摩擦力表达式代入上式得到两个物体沿x方向的运动方程联立方程，可得代入已知条件，得即在此拉力的作用下，两个物体A和B产生大小相等的加速度，约为【例2-5】研究一个半径为的球体在液体中竖直下沉的过程。设球体质量均匀，流体的黏滞系数为，密度为函数关系。分布，密度为试求球体下沉的速度与时间的从黏滞系数为的液面静止释放竖直下沉，黏滞阻力的大小为（负号表示阻力的方向与物体运动的方向相反，v

5、为其速率）解：球体受到重力浮力黏滞阻力重力的大小为浮力的大小粘滞阻力为根据牛顿第二定律可以列出球体下沉过程的运动方程，即引入记号运动方程可简化为通解为时刻，球体由静止释放，即所以讨论的前提:球体在液体中下沉，它所受到的重力大于浮力。根据浮力定律，这也就是要求它的（平均）密度大于液体的密度，即从下沉速度随时间变化渐进曲线图线可以看出，球体的下沉速度随时间不断增加，在的极限情况下，下沉速度能达到的最大值为2-5伽利略相对性原理非惯性参照系2.5.1伽利略相对性原理力学定律在所有的惯性系中都具有相同的形式，这一基本原理称为

6、伽利略相对性原理或力学相对性原理。所以不可能利用在惯性系内部完成的任何力学实验来确定该系统作匀速直线运动的速度，速度是相对的，即不存在绝对的惯性参照系，也不存在绝对的速度。