物理第二次课幻灯片.ppt
物理第二次课第1页，共32页，编辑于2022年，星期日一、圆周运动的角量表示一、圆周运动的角量表示1 1、角位置、角位置2 2、角位移、角位移OXR 第2页，共32页，编辑于2022年，星期日3 3、角速度、角速度4 4、角加速度、角加速度单位：单位：rad/s单位：单位：rad/s2第3页，共32页，编辑于2022年，星期日第4页，共32页，编辑于2022年，星期日二、圆周运动的加速度二、圆周运动的加速度第5页，共32页，编辑于2022年，星期日切向加速度切向加速度法向加速度法向加速度方向切向方向切向第6页，共32页，编辑于2022年，星期日方向沿曲率半径中心向里方向沿曲率半径中心向里第7页，共32页，编辑于2022年，星期日圆周运动中角量和线量的关系圆周运动中角量和线量的关系第8页，共32页，编辑于2022年，星期日匀角加速圆周运动匀角加速圆周运动是恒量是恒量一般圆周运动一般圆周运动匀速圆周运动匀速圆周运动是恒量是恒量讨论：讨论：第9页，共32页，编辑于2022年，星期日匀速直线运动匀速直线运动匀变速直线运动匀变速直线运动匀速率圆周运动匀速率圆周运动变速曲线运动变速曲线运动讨论：讨论：第10页，共32页，编辑于2022年，星期日解：解：由题意，可得该点的速率为：由题意，可得该点的速率为：例例 一飞轮边缘上一点所经过的路程与时间的一飞轮边缘上一点所经过的路程与时间的关系为关系为 ，v0、b都是正的常量。都是正的常量。（1 1）求该点在时刻）求该点在时刻 t 的加速度；的加速度；（2）t 为何值时，为何值时，该点的切向加速度与法向加速度的大小相等？已知该点的切向加速度与法向加速度的大小相等？已知飞轮的半径为飞轮的半径为R.R.上上式式表表明明，速速率率随随时时间间t 而而变变化化，该该点点做做匀匀变变速速圆圆周运动周运动第11页，共32页，编辑于2022年，星期日 （1）t 时刻切向加速度、法向加速度及加速度大小时刻切向加速度、法向加速度及加速度大小:Ro加速度方向由它和速度的夹角确定为：加速度方向由它和速度的夹角确定为：第12页，共32页，编辑于2022年，星期日 （2）令令a t=a n，即即得得第13页，共32页，编辑于2022年，星期日例例.一质点从静止出发作圆周运动，半径一质点从静止出发作圆周运动，半径R=3.0m,切向加切向加速度速度 问：（问：（1）速度与时间速度与时间的关系的关系？解解（1）（2）（3）（2）经过多长）经过多长时间时间，其加速度与由圆心至质点的矢径，其加速度与由圆心至质点的矢径 方向方向成成 135 0 角？角？（3）在上述时间内，质点所经历的）在上述时间内，质点所经历的路路程程和和角位移角位移各为多少？各为多少？第14页，共32页，编辑于2022年，星期日.牛顿力学中的几种常见力牛顿力学中的几种常见力第15页，共32页，编辑于2022年，星期日一、常见力一、常见力重重力力：在在地地球球表表面面的的物物体体，受受到到地地球球的的吸吸引引而而使使物物体体受受到的力。到的力。重力与重力加速度的方向都是竖直向下。重力与重力加速度的方向都是竖直向下。地轴地轴赤道面赤道面1.1.重力重力第16页，共32页，编辑于2022年，星期日弹性力：弹性力：两个相互接触并产生形变的物体企图恢复原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。状而彼此互施作用力。方方 向向:始终与使物体发生形变的外力方向相反始终与使物体发生形变的外力方向相反。条条 件：件：物体间接触，物体的形变物体间接触，物体的形变。三种表现形式：三种表现形式：(1)(1)两个物体通过一定面积相互挤压；两个物体通过一定面积相互挤压；方向方向:垂直于接触面指向对方垂直于接触面指向对方。大小大小:取决于挤压程度取决于挤压程度。2.2.弹力弹力第17页，共32页，编辑于2022年，星期日(2)(2)绳对物体的拉力；绳对物体的拉力；(3)(3)弹簧的弹力；弹簧的弹力；x大小：取决于绳的收紧程度。大小：取决于绳的收紧程度。方向：沿绳子背离物体方向：沿绳子背离物体。弹弹性性限限度度内内，弹弹性性力力满足胡克定律：满足胡克定律：方方向向：指指向向要要恢恢复复弹弹簧簧原长的方向。原长的方向。第18页，共32页，编辑于2022年，星期日静摩擦力静摩擦力最大静摩擦力最大静摩擦力：静摩擦因数静摩擦因数滑动摩擦力滑动摩擦力：滑动摩擦因数滑动摩擦因数摩摩擦擦力力：两两个个相相互互接接触触的的物物体体在在沿沿接接触触面面相相对对运运动动时时，或或者者有有相相对对运运动动趋趋势势时时，在在它它们们的的接接触触面面间间所所产产生生的的一一对对阻阻碍相对运动或相对运动趋势的力。碍相对运动或相对运动趋势的力。方向：方向：与物体相对运动或相对运动与物体相对运动或相对运动趋势的方向相反。趋势的方向相反。条件：条件：表面接触挤压；相对运动或相对运动趋势。表面接触挤压；相对运动或相对运动趋势。3.3.摩擦力摩擦力第19页，共32页，编辑于2022年，星期日万有引力：万有引力：存在于一切物体间的相互吸引力。存在于一切物体间的相互吸引力。牛顿万有引力定律牛顿万有引力定律:其其中中m1和和m2为为两两个个质质点点的的质质量量，r为为两两个个质质点点的的距离距离，G0叫做万有引力常量叫做万有引力常量。4.4.万有引力万有引力第20页，共32页，编辑于2022年，星期日一、牛顿第一定律一、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。除非作用在它上面的力迫使它改变这种状态。1.1.第一定律涉及了哪两个基本概念第一定律涉及了哪两个基本概念?答答:惯性和力惯性和力。2.2.第一定律定义了一个什么样的参考系第一定律定义了一个什么样的参考系?答答:惯性参考系惯性参考系。3.3.一艘船在一个风平浪静的海面上匀速的航行一艘船在一个风平浪静的海面上匀速的航行,某人站在船某人站在船尾纵身向上一跃尾纵身向上一跃,问此人能否掉入海里问此人能否掉入海里?1.1.3 1.1.3 牛顿运动定律牛顿运动定律第21页，共32页，编辑于2022年，星期日二、牛顿第二定律二、牛顿第二定律 运动的变化与所加的合动力成正比运动的变化与所加的合动力成正比,并且发生在这合力所并且发生在这合力所沿的直线的方向上。沿的直线的方向上。1.1.第二定律中第二定律中“运动运动”一词指什么一词指什么?答答(质量与速度的乘积即动量质量与速度的乘积即动量)2.2.怎样理解第二定律中怎样理解第二定律中“变化变化”一词一词?答答(对时间的变化率对时间的变化率)第二定律的数学表达式第二定律的数学表达式:第22页，共32页，编辑于2022年，星期日直角坐标系中：直角坐标系中：自然坐标系中自然坐标系中：第23页，共32页，编辑于2022年，星期日三、牛顿第三定律三、牛顿第三定律 对于每一个作用对于每一个作用,总有一个相总有一个相等的反作用与之相反等的反作用与之相反;或者说或者说,两个两个物体对各自的对方的作用总是相等物体对各自的对方的作用总是相等的的,而且指向相反的方向。而且指向相反的方向。12第三定律的数学表达式第三定律的数学表达式:注意注意:1.:1.作用力与反作用力同生同灭。作用力与反作用力同生同灭。2.2.作用力与反作用分别作用于两个不同的物体作用力与反作用分别作用于两个不同的物体,各各产生其效果。产生其效果。3.3.作用力与反作用力性质相同。作用力与反作用力性质相同。F12问题:F21第24页，共32页，编辑于2022年，星期日牛顿定律的几点说明牛顿定律的几点说明 3.3.只是数值上等于合外力，它本身不是力。外力改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，同时改变变时，它也同时改变，它们同时存在，同时改变,同时同时消失消失2.2.牛顿第二定律只适用于牛顿第二定律只适用于质点质点或可看作质点的物体或可看作质点的物体1.1.牛顿定律只适用于惯性系牛顿定律只适用于惯性系第25页，共32页，编辑于2022年，星期日四、牛顿定律应用举例四、牛顿定律应用举例隔离物体隔离物体明确研究对象明确研究对象具具体体分分析析研研究究对对象象的的运运动动情情况况和和受受力力情情况，作出受力图况，作出受力图选定坐标选定坐标参考系、坐标系、正方向参考系、坐标系、正方向建立方程建立方程分量式分量式解题步骤：十六字诀解题步骤：十六字诀两类力学问题两类力学问题：已知力求运动已知力求运动已知运动求力已知运动求力桥梁是加速度桥梁是加速度第26页，共32页，编辑于2022年，星期日例：光滑的水平面上放有例：光滑的水平面上放有A、B两物体，如图两物体，如图a)所示。所示。A、B两物体的质量分别为两物体的质量分别为 和和 ，在，在如图所示的沿如图所示的沿x向的水平力向的水平力 作用下，它们一起作用下，它们一起运动，求运动，求A、B物体间的摩擦力。物体间的摩擦力。第27页，共32页，编辑于2022年，星期日 例：在蒸汽机发展早期以及现在许多机器还在使用例：在蒸汽机发展早期以及现在许多机器还在使用的机械调速器原理如图的机械调速器原理如图(a)(a)所示。随着两球体所示。随着两球体m 的转的转速不同速不同,发生变化发生变化,球体高度升高或降低。当转速超球体高度升高或降低。当转速超过一限制时过一限制时,此装置可以使动力阀门关闭；当转速过此装置可以使动力阀门关闭；当转速过低时，使动力阀门打开，达到调速的作用。当球体的低时，使动力阀门打开，达到调速的作用。当球体的转速为转速为 时，求杆臂与铅直向的夹角时，求杆臂与铅直向的夹角 ，设，设 已知。已知。第28页，共32页，编辑于2022年，星期日牛顿运动定律应用举例牛顿运动定律应用举例例例题题 计计算算一一小小球球在在水水中中竖竖直直沉沉降降的的速速度度。已已知知小小球球的的质质量量为为m，水水对对小小球球的的浮浮力力为为Fb，水水对对小小球球的的粘粘性性力力为为Fv=-Kv，式式中中K是是和和水水的的粘粘性性、小小球球的的半半径径有有关关的的一一个个常量。常量。m解：解：以小球为研究对象，分析受力：以小球为研究对象，分析受力：小小球球的的运运动动在在竖竖直直方方向向，以以向向下下为为正正方方向向，根根据据牛牛顿顿第第二二定定律律，列列出出小球运动方程：小球运动方程：第29页，共32页，编辑于2022年，星期日小球的加速度小球的加速度最大加速度为：最大加速度为：极限速度为：极限速度为：小球加速度变为：小球加速度变为：第30页，共32页，编辑于2022年，星期日分离变量，积分得到分离变量，积分得到：ot作出速度作出速度-时间函数曲线：时间函数曲线：物体在气体或液体中的沉降都物体在气体或液体中的沉降都存在极限速度。存在极限速度。第31页，共32页，编辑于2022年，星期日作作 业业P801.6、1.7、1.9、1.10第32页，共32页，编辑于2022年，星期日
