大学物理运动学

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,第一章 质点运动学,#,一 运动的相对性,两个参考系间对运动描述的变换关系,3,伽利略变换 相对运动,Flash,相对运动,参考系选择是任意的,运动描述是相对的,.,1.,参考系,:,定性,描述物体运动而选作参考的物体,太阳系行星运动的轨迹？,一,.,运动的相对性,2.,惯性参考系,:,_,惯性,定律,成立,的参考系,.,地面,参考系,自转加速度,地心,参考系,公转加速度,太阳,参考系,绕银河系加速度,近似惯性系：,a,3.4,cm/s,2,a,3,10,-8,cm/s,2,a,0.6,cm/s,2,相对于,惯性系,匀速直线运动的参考系都是,惯性系,水星 金星 火星 木星 土星,y,z,O,O,x,y,ut,P,S,S,_,伽利略速度变换公式,.,两个参考系间,对运动描述,的变换关系,一般,不限于惯性系间,:,y,x,0,y,x,0,R,oo,r,po,r,p,o,P,y,z,O,O,x,y,ut,P,S,S,M,m,X,v,u,v,例,1:,地面上的炮车以,仰角,发射一炮弹,炮弹,相对于炮口,出射速率为,v,.,已知炮弹出口时,炮车对地,的反冲速率,u,.,写出,炮弹对地,的速度。,例,2.,汽车在大雨中行驶,当车速为,80,km/h,时,车上的乘客从车侧窗观察到,雨滴,与竖直方向成,60,当,汽车,停下来时,乘客发现雨滴是垂直下落的,.,求雨滴相对于,地面,下落的速率,.,分析,:,参考系,：地面,S,，车,S,运动质点：,雨滴,P,1.,运动方程,3.,加速度,:,一,.,运动的矢量描述,z,s,0,x,y,自然坐标系,第二章 质点,运动学总结,y,x,0,y,x,0,r,oo,r,po,r,p,o,P,v,=R,二,.,圆周运动的角量描述,角量与线量关系,三,.,相对运动,(,非相对论,),绝对,=,相对,+,(,矢量迭加,),牵连,第二类,:,已知加速度,应用微分变换：,积分,二维问题用自然坐标,四,.,运动学的两类问题,第一类,:,已知运动方程,提问：,1.,学过哪些物理量？定律？,2.,什么是定律？,牛顿运动定律是怎么得到的？,3.,什么是,守恒,定律？,物理量为什么会守恒？,4.,以前学牛顿定律和动量守恒的顺序,?,现代实验事实,:,牛顿定律不成立,找不到力,动量守恒,仍成立,你作何想,?(,教材顺序的知识体系,),守恒定律,反映自然界中,基本对称性,的结果,-,应用,守恒定律,:,过程量,状态量,即,:,守恒定律,与,不变性,有密切联系,动量,守恒,角动量,守恒,能量,守恒,-,守恒定律,是自然界的,普遍规律,守恒,?,空间,平移,不变性,空间,转动,不变性,时间平移,不变性,Ref,:P88-94,守恒定律,力,本章重点：,守恒条件及应用,本章难点：,矢量运算,第三章：,动量,守恒定律,1,动量,守恒定律,2,动量定理,3,牛顿定律,教材阅读指导,：,P46*3-2-2,P49,例题,3-8,移后,第三章：,动量,守恒定律,3,动量,守恒定律,2,动量定理,1,牛顿定律,一,.,牛顿运动定律,三,.,牛顿第二定律应用,二,.,力学中几种常见的力 *惯性力,一,.,质点系动量守恒条件,二,.,质心运动定理,定义动量：,质点系的动量：,瞬时性、矢量性、相对性,机械运动的量度,1,牛顿定律,1687,年,自然哲学中的数学原理,i,j,一、牛顿运动定律,第二定律,：,运动的变化与所施加的力成正比，并且发生在力所沿直线方向上。,第三定律,：,两物体间的作用力和反作用力，在同一条直线上，且大小相等方向相反。,第一定律：,任何物体都保持静止或匀速直线运动状态，直到作用在它上面的力迫使它改变这种状态为止。,2.,弹性力,1.,万有引力,二,.,力学中几种常见的力 *惯性力,特例：,重力,(1),弹簧的弹性力,(3),压力与支持力,(2),张力,最大静摩擦力：,滑动摩擦力：,3.,摩擦力,静摩擦力系数,滑动摩擦系数,4.,非惯性系 惯性力,牛顿定律在,非惯性系,中不成立,为了在,非惯性系,中,形式上,使用牛顿定律,应用加速度变换公式,引入,虚拟力,-,惯性力,在非惯性系,a,S,a,E,(,自阅,P51 3-3-2),0001-,质点运动,-,惯性力,1,，,2,视频,例：惯性离心力,质点,m,在,S,系,静止：,在,S,系向心加速度：,例,:,地球的自转对重力加速度的大小,g,的影响。,惯性离心力引起的视重,解,：,位于纬度,处的重力加速度为,:,R,F,N,F,f,F,g,R,0,F,P,F,g,F,P,F,f,R,S,S,惯性离心力的大小,科里奥利力,如果物体,相对转动参考系,运动，那么物体除了受到惯性离心力外，还受到另一种惯性力,科里奥利力,:,科里奥利力,垂直于,质点相对于非惯性系的速度,因此科氏力不作功,.,它不断改变,v,的方向,但不改变,v,的大小,使,轨迹弯曲呈圆弧形,。,图科里奥利力,v,m,F,C,式中,m,为质点的质量,v,为质点相对于非惯性系的速度,为非惯性系转动的角速度。,(Coriolisforce),视频,科氏力,科里奥利力,和,惯性离心力,一样，是由于将牛顿第二定律应用于非惯性系而引入的,修正项,，无施力者，但在非惯性参考系中，这一力也可以感受到，观察到。,在地球上，运动物体会由于地球的自转而受到科里奥利力的作用，如,远程炮弹,落体偏东,；气体受到科里奥利力影响形成,环流,；,傅科摆,;,北半球的河流都是,右岸比较陡峭,，左岸比较平缓。,三,.,应用牛顿定律解题步骤：,(1),受力分析,(2),列出动力学方程,(3),代入初始条件求解,例,1:,光滑水平面上固定半径为,R,的圆环围屏,质量为,m,的滑块沿内壁运动,摩擦系数为,.,求,:(1),当滑块速度为,v,时,所受,摩擦力,及,切向,加速度,.(2),滑块的速度由,v,减至,v,/3,所需时间,.,解,:,用自然坐标系,求,:(1),当滑块速度为,v,时,所受,摩擦力,及,切向,加速度,.(2),滑块的速度由,v,减至,v/3,所需时间,.,若换个写法：,