大学物理第02章运动与力解说.ppt

第2章 运动与力 2.1 牛顿运动定律 关于牛顿运动定律的说明 牛顿第三定律的数学表示为 量纲 急动度* 2.2 常见的几种力 3. 摩擦力 4. 流体曳力 终极速率 5. 表面张力 2.3 基本的自然力 * 2. 电磁力 3. 强力 4. 弱力 2.4 应用牛顿定律解题 例题2.1 倾斜角为?的皮带传输机上，质量为m的砖块与皮带间摩擦系数为?s，求皮带向上匀速输送砖块时，皮带对砖块的静摩擦力。 例题2.2 光滑桌面上物块m1=5.0kg经无摩擦定滑轮与物块m2=2.0kg相连。(1)F=?时可使两物块静止? (2) F=30N时求物块加速度和绳张力T; (3)F为多大时T=0 ？ 例题2.3 珠子m悬于长度 l 绳下端, 绳上端系于墙上, 将绳子珠子水平拉紧, 自静止状态摆下, 求下摆至位置时珠子速率和绳上张力。 例题2.4 跳伞员质量80kg, 从4000m高空飞机中跳出，伸展四肢水平下落时有效横截面积为0.6m2, 设空气密度1.2kg/m3和曳引系数C= 0.6，求其下落时的终极速率。 例题2.5 水平圆盘绕中心竖直轴匀速旋转，离盘中心r=20cm处放一小铁块，其与圆盘间静摩擦系数?s=0.4, 求铁块开始滑动时圆盘的转速(r/min)。 例题2.6 开普勒第三定律。谷神星直径约960km的公转周期为1.67?103d，以地球公转为参考，求谷神星公转的轨道半径。 续例题2.6 例题2.7 直径为2.0cm的球形肥皂泡内部气体的压强pin比外部大气压强 po 大多少? 设肥皂泡表面张力系数 ? =0.025 N/m。 2.5 非惯性系与惯性力 3. 运用牛顿第二定律形式上处理非惯性系问题 例题2.8 水平轨道上车厢以加速度a0行进，在其天花板上静止悬挂着一质量为m的小球，试以车厢为参照系求出悬线与竖直方向夹角。 讨论：运用惯性力观点处理例题2.5。 2.6 科里奥利力 * 2.7 潮汐 * * 2.1 牛顿运动定律 2.2 常见的几种力 2.3 基本的自然力 * 2.4 应用牛顿定律解题 2.5 非惯性系与惯性力 2.6 科里奥利力 * 2.7 潮汐 * 牛顿的运动定律是动力学的基础，它们是： 第一定律 物体将保持静止或者匀速直线运动状态，除非作用在它上面的力迫使它改变该状态。 第二定律 运动的变化与所加的动力成正比，并且发生在该力所沿的直线的方向上。 第三定律 对于每一个作用，总有一个相等的反作用存在，两个相互作用的物体对各自对方的作用的大小总是相等的，而指向是相反的。 第一定律 定义了“惯性”和“力” 。 第二定律 给出了“惯性参考系”概念。 第二定律的数学表达式为： 即：物体的动量对时间的变化率于外力成正比，并与外力同方向；当时牛顿认为质量m与它的速度无关，所以第二定律也表示为 质量 m 的 SI 单位：千克，kg 力 F 的 SI 单位：牛[顿]，N，1N=1kg?m/s 牛顿第二定律在直角坐标系中的分量式： Fx = m ax ， Fy = m ay ， Fz = m az 对于平面曲线运动，牛顿第二定律在沿着切向和法向的分量式： Ft = m at ， Fn = m an 力的叠加原理： 当物体同时受到几个力的作用，这些力的共同效果与这些力的矢量和 ? 称为“合力” ?的效果相同。 第一个物体对第二个物体的作用力矢量，等于第二个物体对第一个物体的作用力矢量的负值。 可以用16字概括牛顿第三定律的意义： 作用力与反作用力同时存在，分别使用，方向相反，大小相等。 SI基本量 导出量 名称 长度 时间 质量 速度, 量纲 L T M LT -1 单位 米 秒 千克 米/秒 符号 m s kg m/s 基本量的量纲的指数称为“量纲指数” 运用量纲检验公式正误 : F ? mv2 MLT -2 ? ML2 T -2 质点的加速度对时间的导数，其定义式为 又称“加加速度” ，英文“jerk”。 在交通、航空和航天等工程设计中，不但要考虑人在生理和心理上对加速度的承受力，也考虑对急动度的适应