[理学]圆周运动和动力学.ppt

表明质点的加速度相对于作匀速运动的各个参考系不变。 伽利略加速度变换 例1-6 某人以4 km/h的速度向东前进时，感觉风从正北吹来.如果将速度增加一倍，则感觉风从东北方向吹来.求相对于地面的风速和风向. 解：由题意，以地面为基本参考系K，人为运动参考系K’，取风为研究对象，作图 θ 45? y(北) x(东) O 根据速度变换公式得到： 由图中的几何关系，知： 由此解得 以及 即风速的方向为向东偏南45?，亦即在东南方向上。 θ 45? y(北) x(东) O 例1-7 一货车在行驶过程中，遇到5m/s竖直下落的大雨，车上仅靠挡板平放有长为l=1m的木板。如果木板上表面距挡板最高端的距离h=1m，问货车以多大的速度行驶，才能使木板不致淋雨？ l h 解：车在前进的过程中，雨相对于车向后下方运动，使雨不落在木板上，挡板最上端处的雨应飘落在木板的最左端的左方。 ? 45? 例1-8 一升降机以加速度1.22m/s2上升，当上升速度为2.44m/s时，有一螺帽自升降机的天花板上松落，天花板与升降机的底面相距2.74 m．计算螺帽从天花板落到底面所需的时间和螺帽相对于升降机外固定柱的下降距离。 解：我们把松开点作为坐标系的原点，把Oy轴的正方向选定为竖直向上的方向，那么，在螺帽松脱时，也即t=0时，螺帽以初速v0=2.44m/s作竖直上抛运动，到t时刻，它离开出发点的距离为 而在这段时间内，升降机却以初速v0作加速度a=1.22 m/s2的匀加速运动，它上升的距离为 因在螺帽与机底相遇时，s2与s1之差实际上是升降机的高度h=2.74 m，由此即可求出螺帽与机底相遇的时刻，亦即 于是得 即螺帽与机底相遇所花时间为0.71 s． 螺帽相对于机外固定柱子的下降距离为 二、常见力 重力：在地球表面的物体，受到地球的吸引而使物体受到的力。 重力与重力加速度的方向都是竖直向下。 地轴 赤道面 1.重力 弹性力：两个相互接触并产生形变的物体企图恢复原 状而彼此互施作用力。 方 向: 始终与使物体发生形变的外力方向相反。 条 件：物体间接触，物体的形变。 三种表现形式： (1)两个物体通过一定面积相互挤压； 方向:垂直于接触面指向对方。 大小:取决于挤压程度。 2.弹力 (2)绳对物体的拉力； (3)弹簧的弹力； x 大小：取决于绳的收紧程度。 方向：沿绳子背离物体。 弹性限度内，弹性力满足胡克定律： 方向：指向要恢复弹簧原长的方向。 静摩擦力 最大静摩擦力 ：静摩擦因数 滑动摩擦力 ：滑动摩擦因数 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，在它们的接触面间所产生的一对阻碍相对运动或相对运动趋势的力。 方向：与物体相对运动或相对运动趋势的方向相反。 条件：表面接触挤压；相对运动或相对运动趋势。 3.摩擦力 万有引力：存在于一切物体间的相互吸引力。 牛顿万有引力定律: 其中m1和m2为两个质点的质量，r为两个质点的距离，G0叫做万有引力常量。 4.万有引力 一、牛顿第一定律 任何物体都保持静止的或沿一条直线作匀速运动状态,除非作用在它上面的力迫使它改变这种状态。 1.第一定律涉及了哪两个基本概念? 答:惯性和力。 2.第一定律定义了一个什么样的参考系? 答:惯性参考系。 3.一艘船在一个风平浪静的海面上匀速的航行,某人站在船尾纵身向上一跃,问此人能否掉入海里? §1-4 牛顿运动定律 二、牛顿第二定律 运动的变化与所加的合动力成正比,并且发生在这合力所沿的直线的方向上。 1.第二定律中“运动”一词指什么? 答(质量与速度的乘积即动量) 2.怎样理解第二定律中“变化”一词? 答(对时间的变化率) 第二定律的数学表达式: 直角坐标系中： 自然坐标系中： 三、牛顿第三定律 对于每一个作用,总有一个相等的反作用与之相反;或者说,两个物体对各自的对方的作用总是相等的,而且指向相反的方向。 1 2 第三定律的数学表达式: 注意:1.作用力与反作用力同生同灭。 2.作用力与反作用分别作用于两个不同的物体,各产生其效果。 3.作用力与反作用力性质相同。 F12 F21 牛顿定律的几点说明 3. 只是数值上等于合外力，它本身不是力。外力改变时，它也同时改变，它们同时存在，同时改变,同时消失 2.牛顿第二定律只适用于质点或可看作质点的物体 1. 牛顿定律只适用于惯性系 四、牛顿定律应用举例 隔离物体——明确研究对象 具体分析——研究对象的运动情况和受力情况，作出受力图 选定坐标——参考系、坐标系、正方向 建立方程——分量式 解题步骤：十六字诀 两类力学问题： 已知力求运动 已知运动求力 桥梁是加速度 例题1-9 设电梯中有一质量可以忽略的滑轮，在滑轮两侧