上海大学物理二第二章上课讲义.ppt

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1、上海大学物理二第二章物体所受的合外力等于物体动量的瞬时变化率。动量：数学形式：质量不变时:特点：瞬时性；迭加性；矢量性；定量的量度了惯性第二定律运动的变化与所加的动力成正比，并且发生在这力所沿的方向上3).矢量性：具体运算时应写成分量式直角坐标系中：自然坐标系中：4)、惯性的量度：质量1).瞬时性：之间一一对应2).叠加性：作用力、反作用力，分别作用于二物体，各产生其效果；(2)作用力和反作用力是性质相同的力。两点说明：第三定律对于每一个作用，总有一个相等的反作用与之相反；或者说，两个物体各自对方的作用总是相等的，而且沿着相反的方向。牛顿定律适用范围：（1）适用于惯性系

2、（2）适用于低速运动，是相对论力学的低速近似。（3）适用于宏观物体，是量子力学的宏观近似。（4）适用于实物，不完全适用于场。§2-2常见的几种力一切物体之间都存在互相吸引的万有引力。1.万有引力引力的方向在连线方向，相互吸引。质点之间万有引力的基本规律ME为地球质量R为地球半径地球表面物体受到地球的吸引作用，这种因地球吸引而物体受到的力，称为重力。2.重力令则★弹簧的弹力：F=-kx★正压力：★拉力:3.弹力4.摩擦力★静摩擦力★滑动摩擦力Ff静摩擦系数正压力滑动摩擦系数5.流体阻力物体和流体有相对运动时会受支流体的阻力。该阻力的方向与相对运动方向相反，大小和相对速度的

3、大小有关。终极速率：流体阻力随速度增大而增大，与重力平衡时物体将以匀速下落。该速率称做终极速率。1.电磁力§2-3基本的自然力*电磁力：存在于静止电荷之间的电性力以及存在于运动电荷之间的磁性力，本质上相互联系，总称为电磁力。分子或原子都是由电荷系统组成，它们之间的作用力本质上是电磁力。例如：物体间的弹力、摩擦力，气体的压力、浮力、粘滞阻力。2.强力强力：亚微观领域，存在于核子、介子和超子之间的、把原子内的一些质子和中子紧紧束缚在一起的一种力。作用范围：3.弱力弱力：亚微观领域内的另一种短程力，导致衰变放出电子和中微子的重要作用力。四种基本力的比较力类型项目万有引力电磁

4、力强力弱力力程长程长程短程短程作用范围0~0~<10-15m<10-15m相邻质子间力的大小10-34N102N104N10-2N§2-4应用牛顿定律解题(1)确定研究对象,隔离物体(2)分析运动情况，判断加速度(3)使用隔离法分析受力情况，作出受力图(4)建立坐标系，根据牛顿第二运动定律列方程(5)求解，进行讨论解题步骤：1.常力作用下的连结体问题物体受恒力作用，物体间互相牵连、约束。可用初等数学方法解题。直角坐标系自然坐标系解题步骤：（1）分析物体受力的性质；（2）确定坐标，建立方程；（3）求上述微分方程的解；（4）由初始条件计算结果.2.变力作用下的单体问题物

5、体受力分析简单，但力（随时间、位置、速度）变化，用微积分方法解题。例题1一个质量为m、悬线长度为l的摆锤，挂在架子上，架子固定在小车上，如图所示。求在下列情况下悬线的方向(用摆的悬线与竖直方向所成的角表示)和线中的张力：(1)小车沿水平方向以加速度a1作匀加速直线运动。(2)当小车以加速度a2沿斜面(斜面与水平面成角)向上作匀加速直线运动。mlmla1mla2oyxm解：(1)以小球为研究对象，当小车沿水平方向作匀加速运动时，分析受力：在竖直方向小球加速度为零，水平方向的加速度为a。建立图示坐标系：利用牛顿第二定律，列方程：x方向：y方向：解方程组，得到：a

6、2yxom(2)以小球为研究对象，当小车沿斜面作匀加速运动时，分析受力：建立图示坐标系，重力与轴的夹角为。利用牛顿第二定律，列方程：x方向：y方向：得到：例题2一重物m用绳悬起，绳的另一端系在天花板上，绳长l=0.5m，重物经推动后，在一水平面内作匀速率圆周运动，转速n=1r/s。这种装置叫做圆锥摆。求这时绳和竖直方向所成的角度。oxym解：角速度：拉力：可以看出，物体的转速n愈大，也愈大，而与重物的质量m无关。例3水平面上有一质量为51kg的小车D，其上有一定滑轮C，通过绳在滑轮两侧分别连有质量为m1=5kg和m2=4kg的物体A和B。其中物体A在小车的水平面上

7、，物体B被绳悬挂，系统处于静止瞬间，如图所示。各接触面和滑轮轴均光滑，求以多大力作用在小车上，才能使物体A与小车D之间无相对滑动。（滑轮和绳的质量均不计，绳与滑轮间无滑动）DCBA解：建立坐标系并作受力分析图：XYO列方程：解出：=784NBm2gTAm1gN1TDMgN2FTT例题4计算一小球在水中竖直沉降的速度。已知小球的质量为m，水对小球的浮力为B，水对小球的粘性力为R=-Kv，式中K是和水的粘性、小球的半径有关的一个常量。m解：分析受力：加速度极限速度为：运动方程变为：mgN代入得：解：例5质量为m的小球最初位于A点，然后沿半