普通物理专题讨论.pptVIP

《新概念物理教程（力学）》 赵凯华 罗蔚茵 高等教育出版社 诗人波普在赞美牛顿的丰功伟业时由衷地吟道：“自然与它的奥秘，/??都隐藏在黑暗里。/??上帝说，让牛顿来吧。/??于是，一切顿现光明！” 任何物体，只要没有外力改变它的状态，便永远保持静止 或匀速直线运动状态。 从牛顿第一定律得到惯性的概念:任何物体都有保持匀速直线运动状态或静止状态的性质,物体的这种性质叫做惯性.因此牛顿第一运动定律也叫惯性定律. 牛顿三定律的表述及简单应用 牛顿第一定律 汽车急刹车时，乘客为什么会有前倾的趋势？ 讨论 在受到外力作用时，物体所获得的加速度的大小与外力矢 量的大小成正比，并与物体的质量成反比，加速度的方向 与外力矢量和的方向相同。 牛顿第二定律 为什么战斗机遇敌交战前要抛掉副油箱？ 讨论 两物体1，2相互作用时，作用力和反作用力总是大小相等，方向相反，并且作用在同一直线上。 牛顿第三定律 拔河游戏是大家熟悉的。两人手拉手地比赛，他们彼此之间施与的力是一对作用力和反作用力，根据牛顿第三定律，必然大小相等，方向相反。然而平常更多的情况是通过一根绳子来拔河的。与人体相比绳子的质量往往可以忽略，从而按照上文的分析，绳子两端所受的力也总是大小相等，方向相反，那么为什么会有一方胜一方输呢？ 讨论 17世纪在德国，马德堡市的一位市长居里克做了一个演示大气压力的实验，他本人这样描述：“我定做了一对铜半球，直径约?（马德堡）尺……两半是完全一样的，一半上装有阀门，可从这里把球中的空气抽走。此外，两半球都有可穿绳索的铁环，以便套上马匹来拉。然后我又定做了一个浸了石蜡的松节油溶液的皮圈，放在两半球之间以防漏气。从中快速把空气抽掉，这时两半球将皮圈压得如此之紧，十六匹马或者全然不能拉开，或者勉强拉开，也非常吃力……”请问如果把中间的马德堡半球换成弹簧称，则弹簧称的读数应该等于十六匹马的拉力呢还是八匹马的拉力呢？ 讨论 例1：如图1所示，小车静止，小球静止于小车内光滑的水平桌面上．当小车相对于地面以加速度a做直线运动时，从地面上观察，小球如何运动？从小车上观察，小球如何运动？ 惯性参考系 分析：小球位于光滑的……从地面上……符合……从小车上……不符合…… 总结 对某一特定物体惯性定律成立的参考系为惯性参考系，简称 惯性系。地球是一个近似的参考系，而不是一个精确的参考系。 地面 火车 设：地面参考系为惯性系 火车参考系相对地面参考系加速平动 加速度为 质点在火车参考系中运动的加速度为 平动加速的非惯性系 称为惯性力 在非惯性系中牛顿第二定律的形式为 式中 相互作用， 惯性力是参考系加速运动引起的附加力， 本质上是物体惯性的体现。 它不是物体间的 没有反作用力， 但有真实的效果。 上例中，火车参考系是非惯性参考系 1 . 惯性离心力 Inertial centrifugal force 则物体的惯性离心力为 在匀速转动的参考系上考察一个静止物体,转盘相对惯性系的加速度是 匀速转动的非惯性系 2 . 科里奥利力 Coriolis force 相对转动参考系运动的物体， 除受到离心力外， 还受到一个力 ，称科里奥利力。 表达式为： 如将科里奥利力分解成垂直方向和水平方向的两个分力，则垂直分力使运动物体的重力略有改变（增加或减少），水平分力使物体运动方向发生变化（北半球偏右，南半球偏左，赤道上不偏）。 人们通常说的地转偏向力就是指的科里奥力的水平分力. 1、科里奥利力的特征 1）与相对速度成正比 只有在转动参考系中运动时才出现 2）与参考系转动角速度的一次方成正比 当角速度较小时，科氏力比惯性离心力更重要 3）科氏力方向垂直相对速度 该力不会改变相对速度的大小 讨论 科氏力： ?北半球的河流，水流的右侧被冲刷较重 ?落体向东偏斜 4）科氏力在地球上的表现 ?信风的形成 ?旋风的形成 ………… 例 1 如图 m与M保持接触 各接触面处处光滑 求：m下滑过程中，相对M的加速度 amM 解：画隔离体受力图 M相对地面加速运动,运动加速度设为 以M为参考系画m 的受力图 以地面为参考系画M的受力图 以地面为参考系对M列方程 以M为参考系（非惯性系）对m 列方程 结果为： #