普通物理学第一章3(2)

螺帽自升降机的天花板上松落, 天花板与升降机的底面相距2.74 m.计算螺帽从天花 天花板与升降机的底面相距 . 板落到底面所需的时间和螺帽相对于升降机外固定柱 的下降距离. 的下降距离. 我们把松开点作为坐标系的原点, 解 : 我们把松开点作为坐标系的原点 , 把 Oy轴的正 轴的正 方向选定为竖直向上的方向,那么, 在螺帽松脱时, 方向选定为竖直向上的方向 , 那么 , 在螺帽松脱时 , 也即t=0时 螺帽以初速v 作竖直上抛运动, 也即 时 , 螺帽以初速 0=2.44m/s作竖直上抛运动 , 作竖直上抛运动 时刻, 到t时刻,它离开出发点的距离为 时刻

1 2 s1 = v0t gt 2而在这段时间内,升降机却以初速 作加速度a=1.22 而在这段时间内,升降机却以初速v0作加速度 m/s2的匀加速运动,它上升的距离为 的匀加速运动,上页 下页 返回 退出

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因在螺帽与机底相遇时, 因在螺帽与机底相遇时,s2与s1之差实际上是升降机 的高度h=2.74 m,由此即可求出螺帽与机底相遇的 的高度 , 时刻,亦即 时刻, 1 2

1 2 s2 = v0t + at 2

s2 s1 = (a + g )t = h 22h 2h t= = 0.71s a+g

于是得

即螺帽与机底相遇所花时间为0.71 s. 即螺帽与机底相遇所花时间为 . 螺帽相对于机外固定柱子的下降距离为

1 2 s1 = v0t gt = 0.74m 2

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二,常见力1.重力 1.重力 重力:在地球表面的物体, 重力 : 在地球表面的物体 , 受到地球的吸引而使物 r 体受到的力. 体受到的力. f m r r f 向心力 r F G 赤道面 r R

F 万有引力

r G 重力重力与重力加速度的方向都是竖直向下. 重力与重力加速度的方向都是竖直向下. r r G = mg g = 9.8m s2

地轴

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2.弹力 2.弹力 弹性力: 弹性力:两个相互接触并产生形变的物体企图恢复原 状而彼此互施作用力. 状而彼此互施作用力. 条 方 物体间接触,物体的形变. 件:物体间接触,物体的形变. 始终与使物体发生形变的外力方向相反. 向: 始终与使物体发生形变的外力方向相反

三种表现形式: 三种表现形式: (1)两个物体通过一定面积相互挤压; 两个物体通过一定面积相互挤压; 大小:取决于挤压程度. 大小:取决于挤压程度. 方向:垂直于接触面指向对方. 方向:垂直于接触面指向对方.上页 下页 返回 退出

r N′

r N

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(2)绳对物体的拉力; (2)绳对物体的拉力; 绳对物体的拉力 大小:取决于绳的收紧程度. 大小:取决于绳的收紧程度. 方向:沿绳子背离物体. 方向:沿绳子背离物体. (3)弹簧的弹力; (3)弹簧的弹力; 弹簧的弹力 弹性限度内, 弹性 弹性限度内 , 力满足胡克定律: 力满足胡克定律:

r T

F = kx方向 : 指向要 恢复 弹簧原长的方向. 弹簧原长的方向.

r F r F上页 下页 返回 退出

x

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3.摩擦力 3.摩擦力 摩擦力: 摩擦力 : 两

个相互接触的物体在沿接触面相对运动 或者有相对运动趋势时, 时 , 或者有相对运动趋势时 , 在它们的接触面间所 产生的一对阻碍相对运动或相对运动趋势的力. 产生的一对阻碍相对运动或相对运动趋势的力.

v 条件:表面接触挤压;相对运动或相对运动趋势. 条件:表面接触挤压;相对运动或相对运动趋势. F 方向: 方向:与物体相对运动或相对运 v v =0 动趋势的方向相反. 动趋势的方向相反. v v v 静摩擦力 fs = F fs v 最大静摩擦力 fsm = s N

s:静摩擦因数

F

fk = k N 滑动摩擦力 k:滑动摩擦因数 k < s <1

v v

v fk

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4.万有引力 4.万有引力 万有引力:存在于一切物体间的相互吸引力. 万有引力:存在于一切物体间的相互吸引力. 牛顿万有引力定律: 牛顿万有引力定律:

m m2 1 F = G0 2 r其中m1和m2为两个质点的质量,r为两个质 为两个质点的质量, 为两个质 其中 点的距离, 叫做万有引力常量. 点的距离,G0叫做万有引力常量.

G0 = 6.67259醋 - 11 N m2/kg2 10引力质量与惯性质量在物理意义上不同, 引力质量与惯性质量在物理意义上不同,但是 二者相等,因此不必区分. 二者相等,因此不必区分.上页 下页 返回 退出

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*三,基本力1.电磁力 1.电磁力 电磁力: 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, 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. 总称为电磁力. 分子或原子都是由电荷系统组成, 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, 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. 摩擦力,气体的压力,浮力,粘滞阻力.

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2.强力 2.强力 强力:亚微观领域,存在于核子, 强力 : 亚微观领域 , 存在于核子 , 介子和超 子之间的, 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. 在一起的一种力.

10 ~ 0.4×10 m引力 作用范围: 作用范围: 1015 m < 15 斥力 < 0.4×10 m3.弱力 3.弱力 弱力:亚微观领域内的另一种短程力, 弱力:亚微观领域内的另一种短程力,导致β 衰变放出电子和中微子的重要作用力. 衰变放出电子和中微子的重要作用力.上页 下页 返回 退出

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选择进入下一节 §1-0 教学基本要求 §1-1 质点运动的描述 §1-2 圆周运动和一般曲线运动 §1-3 相对运动 常见力和基本力 §1-4 牛顿运动定律 §1-5 伽利略相对性原理 非惯性系 惯性力

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