大学物理第一章2质点力学.ppt

《大学物理第一章2质点力学.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、自然和自然规律隐藏在黑暗之中，上帝说“让牛顿降生吧”，一切就有了光明；但是，光明并不久长，魔鬼又出现了，上帝咆哮说：“让爱因斯坦降生吧”，就恢复到现在这个样子。三百年前，牛顿站在巨人的肩膀上，建立了动力学三大定律和万有引力定律。其实，没有后者，就不能充分显示前者的光辉。海王星的发现，把牛顿力学推上荣耀的顶峰。魔鬼的乌云并没有把牛顿力学推跨，她在更加坚实的基础上确立了自己的使用范围。宇宙时代，给牛顿力学带来了又一个繁花似锦的春天。牛顿定律几种常见的力应用牛顿定律解题第二节牛顿定律第一定律Newtonfirstlaw（惯性定律）任何物

2、体都保持静止或匀速直线运动的状态，直到受到力的作用迫使它改变这种状态为止。第二定律牛顿定律注意1.上式是一个瞬时关系式，即等式两边的各物理量都是同一时刻的物理量。是作用在质点上各力的矢量和。2.是一个变力3.在一般情况下力FFFFFF()))((===xtv==-kv-kx弹性力阻尼力打击力常见的几中变力形式：直角坐标系中自然坐标系中4.要注意定律的矢量性。5.牛顿第二定律的投影形式：第三定律两个物体之间对各自对方的相互作用总是相等的，而且指向相反的方向。注意：1、力是使物体速度改变的原因，而不是维持速度的原因。2、质量是量度物体

3、惯性的物理量。3、作用力和反作用力是作用在不同物体上的同一性质的力。1、重力：由于地球吸引使物体所受的力。质量与重力加速度的乘积，方向竖直向下。2、弹力：发生形变的物体，由于力图恢复原状，对与它接触的物体产生的作用力。如压力、张力、拉力、支持力、弹簧的弹力。在弹性限度内f=-kx,方向总是与形变的方向相反。3、摩擦力：物体运动时，由于接触面粗糙而受到的阻碍运动的力。分滑动摩擦力和静摩擦力。大小分别为fk=kN及fsmax=sN。几种常见的力一、常见力二、基本的自然力1、万有引力：G=6.6710-11(Nm2/kg2)例：地

4、球对物体的引力P＝mg=GMm/R2所以g=GM/R22、电磁力：（库仑力）F=kq1q2/r2k=9109Nm2/C2注意：电磁力远远大于万有引力！3、强力：粒子之间的一种相互作用，作用范围在0.410-15米至10-15米。4、弱力：粒子之间的另一种作用力，力程短、力弱（10－2牛顿）四种基本自然力的特征和比较力的种类相互作用的物体力的强度力程万有引力一切质点10－34N无限远弱力大多数粒子10－2N小于10－17m电磁力电荷102N无限远强力核子、介子等104N10－15m例1：水平面上有一质量为51kg的小车D，其上有

5、一定滑轮C，通过绳在滑轮两侧分别连有质量为m1=5kg和m2=4kg的物体A和B。其中物体A在小车的水平面上，物体B被绳悬挂，系统处于静止瞬间，如图所示。各接触面和滑轮轴均光滑，求以多大力作用在小车上，才能使物体A与小车D之间无相对滑动。（滑轮和绳的质量均不计，绳与滑轮间无滑动）DCBA应用牛顿定律解题解：建立坐标系并作受力分析图：XYOBm2gT列方程：解出：=784NAm1gN1TDMgN2FTT例2：质量为m的小球，在水中受的浮力为常力F，当它从静止开始沉降时，受到水的粘滞阻力为f=kv(k为常数），证明小球在水中竖直沉降

6、的速度v与时间t的关系为fFmgax式中t为从沉降开始计算的时间.证明：取坐标，作受力图。根据牛顿第二定律，有初始条件：t=0时v=0得证。例3：在倾角为的圆锥体的侧面放一质量为m的小物体，圆锥体以角速度绕竖直轴匀速转动。轴与物体间的距离为R，为了使物体能在锥体该处保持静止不动，物体与锥面间的静摩擦系数至少为多少？并简单讨论所得到的结果。ωRωRmgNfsxy解：建立坐标系并作受力分析图讨论：由μ>0,可得：gcosθ-ω2Rsinθ>0所以：时，物体不可能在锥面上静止不动当mgNfsxy对给定的ω、R和θ，μ不能小于此值

7、否则最大静摩擦力不足以维持m在斜面上不动。例4:顶角为2的直圆锥体，底面固定在水平面上，如图所示。质量为m的小球系在绳的一端，绳的另一端系在圆锥的顶点，绳长为l，且不能伸长，质量不计。圆柱面是光滑的，今使小球在圆锥面上以角速度绕OH轴匀速转动，求：(1)、锥面对小球的支持力N和细绳的张力T；(2)、当增大到某一值c时，小球将离开锥面，这时c及T又各是多少？HOl解：建立坐标系，作受力图，设小球所在处圆锥体的水平截面半径为rHOlXYO例5、一小钢球，从静止开始自光滑圆柱形轨道的顶点下滑。求：小球脱轨时的角度θ.dvm

8、gmsindtθ=(2)2mgmcosN=θR(1)vsindddddtdtdvdvθθθ===gθRvvcos2Rg()1θ=2(3)vθsind=Rgθθ00dvvv解：小球受力如图，θθmgNRt=0m法向：切向：脱轨条件：N=0由式(1)得