力学二力与运动-仁济医院靓次伯纪念中学.PDF

仁濟醫院靚次伯紀念中學 力學(二) 力與運動 1. 牛頓第一定律 i) 伽利略的假想實驗( Galileo’s thought experiment) 伽利略認為可以不須用力來維持一件物體的恆速運動。他用了一個假想 實驗來說明這個論點 : 實驗結果 : a) 小球在軌道另一邊將上升至幾乎(相等)A的高度。 b) 若把軌道彎折一下，使坡度變緩，再次從同一位置 A 釋放小球， 這次小球會上也升至幾乎(相等) A的高度。 c) 在真實的實驗中，小球只能到達幾乎與位置 A相等的高度。 d) 如果軌道變成等同水平而又無限長，小球會勻速度永遠運動。 1 仁濟醫院靚次伯紀念中學 ii) 慣性 (inertia) 慣性是物體的一種保持其原來的靜止或勻速直線運動狀態的特性。 力有一種使物體改變其原來的靜止或勻速直線運動狀態的作用。 質量愈大的物體，其慣性愈大。 慣性的日常例子 : a) 當汽車突然開動時，司機會被向後拋，因為司機具有保持靜止的慣 性。 b) 當汽車突然停車時，司機會被向前拋，因為司機具有保持向前運動 的慣性。 iii) 牛頓第一定律(Newton’s first law of motion) 如果一個物體沒有受到一個合力的施加，則當物體原本靜止時，它會保持靜 止。當物體處於運動狀態時，它將會以同一方向，以恆速率繼續運動。 2 仁濟醫院靚次伯紀念中學 iv) 摩擦力(friction) 一個移動的物體最後會停下來。這是因為摩擦力的原故。 摩擦力的特質 : a) 當一物體相對另一物體滑動、或有對滑動的趨勢，就會產生摩擦力。 b) 摩擦力的方向總是與相對運動的方向或相對運動趨勢相反。 c) 作用力小於摩擦力時，靜止的物體不能運動。 d) 摩擦力與接觸表面的面積無關。 e) 摩擦力正比於兩個表面之間的正壓力，或摩擦力與重量有關 摩擦作為抵抗面與面之間相對運動的力。 3 仁濟醫院靚次伯紀念中學 摩擦補償跑道(friction compensated runway) a) 使木板傾斜直至小車以均勻速度滑下跑道，則這種跑道可稱為摩擦 補償跑道。 b) 可利用紙帶打點器驗証小車是否以均勻滑下。 均勻速度物體，它的紙帶上的點是等距的。 4 仁濟醫院靚次伯紀念中學 線性氣墊導軌從小孔中噴射出來的空氣把滑塊與導軌分離。