物理学与现代生活2.ppt

流程 简谐振动(谐振动)： 物体振动时，如果离开平衡位置的位移x(或角位移?)随时间t 变化可表示为余弦函数或正弦函数 2.小球在半径很大的光滑凹球面底部作小幅振动 mg O 切向运动 3.竖直方向悬挂的谐振子 O l ? mg T Ft I x y φ 强迫力角频率为某一定值?r时，受迫振动位移振幅达到极大值的现象。 位移共振 共振频率 阻尼越小，?r愈接近?0 三、共振 阻尼为零时， 共振的应用 美国Tocama大桥的坍塌 振动在空间的传播过程叫做波动 　　声波、水波、电磁波都是物理学中常见的波，它对应一种物质波。波即可以是运动状态的传递而非物质的自身运动，也可以是物质本身的运动结果，甚至把波直接看作一种粒子。 　　各种类型的波有其特殊性，但也有普遍的共性，例如，声波需要介质才能传播，电磁波却可在真空中传播，至于光波有时可以直接把它看作粒子—光子的运动。 　　机械振动在弹性介质中的传播称为机械波。下面以机械波为例介绍波的一些物理概念。 四、 机械波的产生和传播 1.弹性介质和波源——（机械波产生的条件） 弹性介质____由弹性力组合的连续介质。 波源____波源处质点的振动通过弹性介质中的弹性力，将振动传播开去，从而形成机械波。波动是振动状态的传播，是能量的传播，而不是质点的传播。 * 刚体绕定轴转动时，刚体对该轴线的转动惯量与角 加速度的乘积在数值上等于外力矩对此转动轴线的 合力矩。 打击中心 o c F A F0 Fy L 刚体 实际物体忽略了受力后形状发生的变化 银河系黑洞 孤立系，Fi外＝0，Mi外＝0． 万有引力为什么不能把所有 的天体吸引到一起，而是形 成扁平的盘状？ 存在着斥力？ 19世纪数学家拉普拉斯完善了康德的星云说，正确地指出， 旋转盘状结构的成因是角动量守恒。 计算角动量时不是看它（质点）跑多快，而是看它围绕原点的运动如何，进一步线动量所在直线越远，角动量越大 . ————费曼 对称的世界是美妙的，而世界的丰富多彩又常在于它不那么对称。有时对称性的某种破坏，哪怕是微小的破坏，也会带来某种微妙的结果。……艺术和科学都是对称与不对称的巧妙组合。 —————李政道 行星绕太阳公转时，掠面速度守恒 水平面上一端固定的橡皮筋其另一端小物体对固定点的掠面速度守恒. O O 作均速直线运动的质点对O点的掠面速度守恒. 掠面速度 z v r （1）角动量 定义：质点对于参考点的位置 矢量与其动量的矢积 是质点对参考点的动量矩(角动量) 角动量是描述物体的转动特征的物理量. [例题1] 如图质点m以速率v 做圆锥运动,求对O?点的角动量. 设摆长为b. [解] 如图对O点 方向: 向上,是常矢量. 3 、对点的角动量定理和角动量守恒定律 （2）力矩：受力质点相对于参考点O的位置矢量r 与力矢量F 的矢积叫做力对参考点的力矩 质点角动量定理(Theorem of angular momentum) 质点对参考点的角动量对时间的变化率等于作用于质点 的合力对该点的力矩，称为质点对参考点O的 角动量定理。 质点角动量守恒定律 (conservation law of angular momentum) 外力对定点的力矩为零时,质点对该点的角动量守恒. 在茹科夫斯基凳上 的角动量守恒试验 谁爬得快？ 动画演示 ? ? 解：对O轴，　　　　　 A与B向上的绝对速度是一样的, 均为 。 系统的角动量守恒。 ? 被 中 香 炉 惯性导航仪（陀螺） 角动量守恒定律在技术中的应用 ? 均匀力场中 场力的分布 场力——质点所受到的力仅与质点的位置有关. 力场——存在场力的空间. 有心力——质点所受作用 力的作用线总通过某一点 的力.该点称力心. 4、有关机械能的概念 正点电荷周围引入另一正点电荷受到的场力. O A 弹簧固定于O点，运动质点A受到的弹性场力；蓝色点处表示弹性力为零. 保守力——做功与路径无关,只与相互作用的相对位置有关的力. 势能的减少等于保守力的功，或势能的增加等于保守力的负功. (1) 只有保守力才能引进势能的概念. (2) 势能的定义是其差值. (3) 势能与零点选择有关 (4) 势能属于保守力相互作用着的整个系统，是一种相互作用能. 动能是物体因具有速度而具有的作功的本领