22力学中常见的几种力合编.ppt

第2章 牛顿运动定律 * §2.2 力学中常见的几种力 一、万有引力 质量为 m1、m2 ，相距为 r 的两质点间万有引力大小为 引力场: 定义：任何具有质量的物体，在它周围都存在着某种特殊形式的物质，称为引力场。 (2) 依据万有引力定律定义的质量叫引力质量。常见的 用天平 称量物体的质量，实际上就是测引力质量；依据牛顿第二定律定义的质量叫惯性质量。实验表明：对同一物体来说，两种质量总是相等。 说明 (3) 重力是地球对其表面附近物体万有引力的分力。 引力质量＝惯性质量 爱因斯坦创立广义相对论的实验基础 重力场: 地球表面附近的万有引力场称为重力场。 重力 方向 (1) 万有引力定律只直接适用于两质点间的相互作用。 二、弹性力 弹簧的弹力：在弹性限度内，弹簧的弹性力遵从胡克定律 。 正压力：形变的物体对与它接触的物体产生弹力。 定义：当两宏观物体有接触且发生微小形变时，形变的物体对与它接触的物体会产生力的作用，这种力叫弹性力 。 M N P ? 绳中拉力：绳子在受到拉伸时，其内部也 同样出现弹性张力。 若绳子的质量可忽略不计，则绳上各处的张力相等。 通常绳中张力也就等于该绳拉物体的力 三、 摩擦力 1. 滑动摩擦力 两物体相互接触，并有相对滑动时 ( μK 为滑动摩擦系数) 相互接触 彼此之间保持相对静止 且有相对运动趋势时 2. 静摩擦力 说明 静摩擦力的大小随引起相对运动趋势的外力而变化。最大静摩擦力为 fS max=μs N ( μ0 为最大静摩擦系数，N 为正压力) 四、流体曳力 当物体穿过液体或气体运动时，会受到流体阻力，该阻力与运动物体速度方向相反，大小随速度变化。 1、当物体速度不太大时，流体为层流，阻力主要由流体的粘滞性产生。这时流体阻力与物体速率成正比。 2、当物体穿过流体的速率超过某限度时（低于声速），流体出现旋涡，这时流体阻力与物体速率的平方成正比。 3、当物体与流体的相对速度提高到接近空气中的声速时， 这时流体阻力将迅速增大。 终极速率：物体在流体中下落的最大速率 例1：一跳伞运动员质量为80Kg，一次从4000m高空的飞机上跳出，以雄鹰展翅的姿势下落，有效横截面积为0.6m2。以空气密度为1.2Kg/m3和曳引系数C=0.6计算，他下落的终极速率多大？ （m/s） 自由落体？ （m/s） 2.4应用牛顿定律 一 两类问题： 已知力求运动方程 已知运动方程求力 研究的是单个质点，只在惯性参考系成立 ，多体问题，用隔离法。 二 解题步骤： 隔离物体 受力分析 建立坐标 列方程 解方程 结果讨论 桥梁是加速度 积分问题 微分问题 例1：珠子下落。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及加速度。 解： 例2 圆周运动。 一个水平的木制圆盘绕其中心竖直轴匀速转动。在盘上离中心r =20cm处放一小铁块，如果铁块与木板间的静摩擦系数 μs =0.4，求圆盘转速增大到多少(以r/min表示)时，铁块开始在圆盘上移动？ 结果说明，圆盘转速达到 42.3r/min时，铁块开始移动