物理课件详解

本课时教学基本要求

1、掌握质量(惯性质量,引力质量)、力(基本力,唯象力)、

和惯性力等概念

2、掌握牛顿第二定律的基本内容及其适用条件，

熟练掌握用牛顿第二定律求解质点动力学问题。

3、掌握常见力的性质和计算方法,能熟练分析物体受力情况，掌握隔离体图法。

4、理解惯性系和非惯性系的区别，初步掌握在非惯性系中求解质点动力学的方法

第二章质点动力学本课时教学基本要求第二章质点动力学§2.1牛顿运动定律

(经典力学的基础)——从无数实验事实中归纳而得

质点动力学1、自然界的物体本来是什么状态？2、物体受到外来作用后会怎样？3、作用双方存在什么关系？4、作用的本质是什么？------牛顿第一定律------牛顿第二定律------牛顿第三定律------由特定媒介传递的四种基本相互作用§2.1牛顿运动定律(经典力学的基础)质点动力学质点动力学牛顿第一定律惯性定律——外力为零时,物体保持原有运动状态不变

(定义了)惯性系——惯性定律成立的参考系

(通常选地球或太阳为惯性系

)地球参考系星系参考系太阳参考系(近似惯性系)质点动力学牛顿第一定律地球参考系星系参考系太阳参考系(近地心参考系:自转加速度a~3.4

cm/s2太阳参考系:公转加速度a~0.6

cm/s2银河系参考系:绕行加速度a~310-8

cm/s2质点动力学地心参考系:自转加速度质点动力学§2.2牛顿第二定律运动定律——物体受外力作用F,相对于惯性系的加速度a〔注意点〕

第二定律原则上只适用于质点第二定律只能用于惯性系

F与a的关系是瞬时关系

(力是产生加速度的原因

)

分量形式:质点动力学§2.2牛顿第二定律〔注意点〕质点动力学牛顿第三定律作用与反作用力定律

作用力与反作用力属于同一性质的力作用力与反作用力同时产生、同时消失第三定律是物体受力分析的基础四种基本相互作用

——力是物体间的相互作用自然界四种基本相互作用:引力、电磁、强、弱

(1)引力相互作用引力

——长程力(吸引力)质点动力学牛顿第三定律作用力与反作用力属于同一性质的质点动力学重力P——地表附近的地球引力引力质量和惯性质量:质点动力学重力P——地表附近的地球引力引力质量和惯性质质点动力学拉力

:T

张力

:T＇正压力

:N(垂直于接触面)弹性力

:胡克定律

f=－kx(与位移方向相反)摩擦力

:阻碍物体相对运动最大静摩擦力

f0=μ0N

动摩擦力

f=μ

N唯象力

——

唯象参数:k

、μ0

、μ(2)电磁相互作用电磁力

——长程力(吸引力或排斥力

)

力学中:张力、拉力、正压力、弹性力、摩擦力

……——分子间电磁相互作用的集体效应(分子力的宏观表现)质点动力学拉力:T正压力:N弹性力:胡质点动力学(3)强相互作用

核子间的相互吸引力,短程力＜10-15m

量子色动力学

(QCD)QuantumChromodynamics(4)弱相互作用引起原子核衰变，有轻子参与的相互作用力,短程力＜10-17m

中子β衰变n→p+e-+ν

弱电统一理论

Weinberg－Salam－Galshow

(NobelPrize1979)

S.WeinbergA.SalamS.L.Galshow

(相互作用)标准模型——QCD+弱电统一理论质点动力学(3)强相互作用(相互作用)标准模型—质点动力学10-12110-210-39作用强度<10-17m<10-15m0~0~作用范围短程短程长程长程力程弱力强力电磁力万有引力

力类型特征量传递媒介引力子?光子胶子中间玻色子牛顿力学对微观运动不适用

(微观运动:量子力学

)牛顿力学范围内只涉及:引力相互作用和电磁相互作用(长程力)

质点动力学10-12110-210-39作用强度<10-17质点动力学§2.3力学相对性原理

非惯性系力学定律

当车的a=0时,单摆和小球的状态符合牛顿定律当

a≠0

时在车内观察,单摆和小球的状态不符合牛顿定律在有些参考系中牛顿定律成立,这些参考系称为惯性系相对惯性系作匀速直线运动的参考系也是惯性系相对惯性系作加速运动的参考系是非惯性系质点动力学§2.3力学相对性原理非惯性系力学质点动力学力学相对性原理

——力学定律在所有惯性系中具有相同形式——不存在绝对参考系(相对性

)质点动力学力学相对性原理——不存在绝对参考系(相对性质点动力学非惯性系中的力学定律一切相对于惯性系作匀速直线运动的参考系,仍是惯性系一切相对于惯性系作加速运动的参考系,都是非惯性系

(平动、转动)(1)平动非惯性系

——

相对于惯性系作直线加速运动的参考系质点动力学非惯性系中的力学定律质点动力学(2)转动非惯性系

——相对于惯性系作转动的参考系

绝对运动

——质点相对于惯性系(静止系)的运动

相对运动——质点相对于转动系(运动系)的运动

牵连运动

——运动参考系上与质点相重合的那一点相对于静止系的运动ω质点动力学(2)转动非惯性系——相对于惯性系作转质点动力学4、解联立方程组，用符号化简后代入数据,进行数值计算。

(原始数据注意单位,尽量化为SI制)牛顿定律的解题步骤:1、运用第三定律对研究对象进行受力分析,画出各物体受力图

(隔离体法)2、选取惯性参考系,建立合适坐标系。

(尽量使加速度的方向与坐标轴正向一致)3、根据物体受力图,运用第二定律列出联立方程5、对结果进行讨论。(分析结果是否合理,有何物理意义)质点动力学4、解联立方程组，用符号化简后代入数据,进行数值质点动力学〔例〕如图所示,A为定滑轮,B为动滑轮,它们和绳的质量均可忽略。当m1=2干克,m2=1干克,m3=0.5干克时,试求:(1)物体m1、m2

、m3的加速度(2)每条绳上的张力质点动力学〔例〕如图所示,A为定滑轮,B为动滑轮,它质点动力学质点动力学质点动力学例2.9〕质量M、倾角θ的斜面体放在光滑的水平面上,质量m的物体置于光滑的斜面上。求斜面体相对地面的加速度和物体相对斜面体的加速度。x'y'o'xyomMmgNmai物体MgNai斜面体质点动力学例2.9〕质量M、倾角θ的斜面体放在光滑的水平面上质点动力学例2.10地面上纬度处,有一质量为m的静止物体。考虑地球自转的影响,求物体的重力和该处的重力加速度。质点动力学例2.10地面上纬度处,有一质量为作业：2-32-182-192-202-212-27作业：本课时教学基本要求

1、掌握质量(惯性质量,引力质量)、力(基本力,唯象力)、

和惯性力等概念

2、掌握牛顿第二定律的基本内容及其适用条件，

熟练掌握用牛顿第二定律求解质点动力学问题。

3、掌握常见力的性质和计算方法,能熟练分析物体受力情况，掌握隔离体图法。

4、理解惯性系和非惯性系的区别，初步掌握在非惯性系中求解质点动力学的方法

第二章质点动力学本课时教学基本要求第二章质点动力学§2.1牛顿运动定律

(经典力学的基础)——从无数实验事实中归纳而得

质点动力学1、自然界的物体本来是什么状态？2、物体受到外来作用后会怎样？3、作用双方存在什么关系？4、作用的本质是什么？------牛顿第一定律------牛顿第二定律------牛顿第三定律------由特定媒介传递的四种基本相互作用§2.1牛顿运动定律(经典力学的基础)质点动力学质点动力学牛顿第一定律惯性定律——外力为零时,物体保持原有运动状态不变

(定义了)惯性系——惯性定律成立的参考系

(通常选地球或太阳为惯性系

)地球参考系星系参考系太阳参考系(近似惯性系)质点动力学牛顿第一定律地球参考系星系参考系太阳参考系(近地心参考系:自转加速度a~3.4

cm/s2太阳参考系:公转加速度a~0.6

cm/s2银河系参考系:绕行加速度a~310-8

cm/s2质点动力学地心参考系:自转加速度质点动力学§2.2牛顿第二定律运动定律——物体受外力作用F,相对于惯性系的加速度a〔注意点〕

第二定律原则上只适用于质点第二定律只能用于惯性系

F与a的关系是瞬时关系

(力是产生加速度的原因

)

分量形式:质点动力学§2.2牛顿第二定律〔注意点〕质点动力学牛顿第三定律作用与反作用力定律

作用力与反作用力属于同一性质的力作用力与反作用力同时产生、同时消失第三定律是物体受力分析的基础四种基本相互作用

——力是物体间的相互作用自然界四种基本相互作用:引力、电磁、强、弱

(1)引力相互作用引力

——长程力(吸引力)质点动力学牛顿第三定律作用力与反作用力属于同一性质的质点动力学重力P——地表附近的地球引力引力质量和惯性质量:质点动力学重力P——地表附近的地球引力引力质量和惯性质质点动力学拉力

:T

张力

:T＇正压力

:N(垂直于接触面)弹性力

:胡克定律

f=－kx(与位移方向相反)摩擦力

:阻碍物体相对运动最大静摩擦力

f0=μ0N

动摩擦力

f=μ

N唯象力

——

唯象参数:k

、μ0

、μ(2)电磁相互作用电磁力

——长程力(吸引力或排斥力

)

力学中:张力、拉力、正压力、弹性力、摩擦力

……——分子间电磁相互作用的集体效应(分子力的宏观表现)质点动力学拉力:T正压力:N弹性力:胡质点动力学(3)强相互作用

核子间的相互吸引力,短程力＜10-15m

量子色动力学

(QCD)QuantumChromodynamics(4)弱相互作用引起原子核衰变，有轻子参与的相互作用力,短程力＜10-17m

中子β衰变n→p+e-+ν

弱电统一理论

Weinberg－Salam－Galshow

(NobelPrize1979)

S.WeinbergA.SalamS.L.Galshow

(相互作用)标准模型——QCD+弱电统一理论质点动力学(3)强相互作用(相互作用)标准模型—质点动力学10-12110-210-39作用强度<10-17m<10-15m0~0~作用范围短程短程长程长程力程弱力强力电磁力万有引力

力类型特征量传递媒介引力子?光子胶子中间玻色子牛顿力学对微观运动不适用

(微观运动:量子力学

)牛顿力学范围内只涉及:引力相互作用和电磁相互作用(长程力)

质点动力学10-12110-210-39作用强度<10-17质点动力学§2.3力学相对性原理

非惯性系力学定律

当车的a=0时,单摆和小球的状态符合牛顿定律当

a≠0

时在车内观察,单摆和小球的状态不符合牛顿定律在有些参考系中牛顿定律成立,这些参考系称为惯性系相对惯性系作匀速直线运动的参考系也是惯性系相对惯性系作加速运动的参考系是非惯性系质点动力学§2.3力学相对性原理非惯性系力学质点动力学力学相对性原理

——力学定律在所有惯性系中具有相同形式——不存在绝对参考系(相对性

)质点动力学力学相对性原理——不存在绝对参考系(相对性质点动力学非惯性系中的力学定律一切相对于惯性系作匀速直线运动的参考系,仍是惯性系一切相对于惯性系作加速运动的参考系,都是非惯性系

(平动、转动)(1)平动非惯性系

——

相对于惯性系作直线加速运动的参考系质点动力学非惯性系中的力学定律质点动力学(2)转动非惯性系

——相对于惯性系作转动的参考系

绝对运动

——质点相对于惯性系(静止系)的运动

相对运动——质点相对于转动系(运动系)的运动

牵连运动

——运动参考系上与质点相重合的那一点相对于静止系的运动ω质点动力学(2)转动非惯性系——相对于惯性系作转质点动力学4、解联立方程组，用符号化简后代入数据,进行数值计算。