物理学课件 1·.ppt

* * * 点的运动仅描述了物体运动的几何性质，未涉及到物体影响运动的因素。物体的运动与所受力之间的关系是动力学所研究的内容。动力学的基础就是动力学的基本方程即牛顿三大运动定律。 　　英国物理学家, 经典物理 学的奠基人 . 他对力学、光学、 热学、天文学和数学等学科都 有重大发现, 其代表作《自然 哲学的数学原理》是力学的经 典著作. 牛顿是近代自然科学 奠基时期具有集前人之大成的 贡献的伟大科学家 . 牛顿 Issac Newton （1643－1727） 一、牛顿第一定律（惯性定律）： 任何物体都保持自己的静止或匀速运动状态， 直到作用在物体上的外力迫使它改变这种状态为止。 伽利略的理想实验： 若将后一斜面放平,球会滚多远？ 显然，球会永远滚下去…… §2.1 牛顿运动定律 说明： 1）物体的惯性：物体保持运动状态不变的性质。 2）力的概念：物体之间的相互作用，使受力物体运动状态改变（产生加速度）。 惯性参考系 定义：适用牛顿运动定律的参考系叫做惯性参考 系；反之，叫做非惯性参考系 . （ 在研究地面上物体的运动时，地球可近似地看成是惯性参考系 . ） 2）对于不同惯性系，牛顿力学的规律都具有相同的形式，与惯性系的运动无关 . 1）凡相对于惯性系作匀速直线运动的一切参考系都是惯性系 . 伽利略相对性原理 当 m 视为恒量时： （v c ) 物体在外力作用下运动状态变化满足牛顿第二定律。 SI单位制中： 二、牛顿第二定律： 1）瞬时性。 2）矢量性。 在直角坐标系中： 注意： m 为恒量时： 在自然坐标系中： 圆周运动时∶ 5）适用条件：宏观、质点、惯性系。 3） 为合外力。 4）质量是物体惯性大小的量度：F相同时：质量大的物体， 其加速度小，即物体不易改变运动状态，惯性大； 反之，惯性小。 即作用力与反作用力沿同一直线，且大小相等、方向相反。 注意: 1）瞬时性。 2）矢量性。 3）性质相同。 三、牛顿第三定律： 万有引力: 它存在于任何两个物体之间。两个质点间的引力方向沿二者连线，大小与两质点质量的乘积成正比，与二者距离的平方成反比： m1 m2 r 用矢量表示为 四、几种常见的力： 其中G 0 = 6.67?10?11 N·m2?kg2 ，为引力常数。 原子核中两个相邻的质子之间的万有引力?10?34N 相隔1m 的两个人之间的引力约10?7N。 在宇宙天体之间，由于天体质量巨大，引力起着主要作用。 重力：地面附近的物体由于地球的吸引而受到的力叫重力。在重力作用下，任何物体产生的加速度都是重力加速度。忽略地球自转的影响重力近似等于地球的引力 地球表面附近： 定义：表示一个物理量如何由基本量的组合所形成的式子 . 量纲作用 1）可定出同一物理量不同单位间的换算关系 . 3）从量纲分析中定出方程中比例系数的量纲和单位 . 2）量纲可检验文字结果的正误 . 量 纲 弹性力：物体在发生形变时，由于力图恢复原状，对与它接触的物体产生的作用力叫弹性力。 其表现形式有：正压力、支持力、拉力、张力、弹簧的恢复力等。 在弹性限度内　F = ? k x —胡克定律　k 叫劲度系数 摩擦力：两个相互接触的物体在沿接触面相对运动时,或者有相对运动趋势时,在接触面之间产生的一对阻碍相对运动的力,叫做摩擦力。它们大小相等，方向相反，分别作用在两个物体上。 静摩擦力: 大小介于0 和最大静力摩擦力 fS 之间，视外力的大小而定。 最大静摩擦力：　 滑动摩擦力: 对给定的一对接触面， ，它们一般都小于1。 引力：存在于任何两个物体间的吸引力。是长程力。 电磁力：存在于静止电荷间的电性力及存在于运动电荷间的电性力和磁性力，总称为电磁力。也是长程力。 由于分子或原子都是由电荷组成的，它们之间的作用力属于电磁力。 强相互作用力：强相互作用力存在于核子、介子、超子等粒子之间的一种相互作用力，作用范围约在10-15米量级, 比库仑力大约102 量级。 弱相互作用力：粒子之间的另一种作用力，力程短、力弱，约为强相互作用的10－13 量级.弱相互作用导致?衰变。 四种基本的相互作用 温伯格 萨拉姆 格拉肖 弱相互作用 电磁相互作用 电弱相互 作用理论 三人于1979年荣获诺贝尔物理学奖 . 鲁比亚, 范德米尔实验证明电弱相互作用， 1984年获诺贝尔奖 . 电弱相互作用 强相互作用 万有引力作用 “大统一”（尚待实现） 原则上，由牛顿运动定律可以解决所有力学问题。 1、动力学的两大类问题 （1）已知运动求力： （2）已知力求运动