大学物理b质点动力学.ppt

* 本章教学基本要求 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 §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 伽利略1609年制造的望远镜 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) 地面参考系 : 自转加速度 a ~ 3.4 cm/s2 地心参考系 : 公转加速度 a ~ 0.6 cm/s2 太阳参考系 : 绕银河系加速度 a ~ 3 ?10-8 cm/s2 质点动力学 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 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 重力 P —— 地表附近的地球引力 (2) 电磁相互作用 电磁力 —— 长程力 ( 吸引力或排斥力 ) 电磁学 ( 静电库仑力 、洛仑兹力 ) 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 张力 : T＇ 正压力 : N (垂直于接触面) 弹性力 : 胡克定律 f =－ k x (与位移方向相反) 摩擦力 : 阻碍物体相对运动 最大静摩擦力 f 0 = μ0 N 动摩擦力 f = μ N 唯象力 —— 唯象参数: k 、 μ0 、μ 质点动力学 (3) 强相互作用 短程力 ＜10 -15 m 〔例〕核力 量子色动力学 (QCD) Quantum Chromodynamics (4) 弱相互作用 短程力 ＜10 -17 m 〔例〕中子β衰变 n → p + e - +ν 弱电统一理论 Weinberg－Salam－Galshow ( Nobel Prize 1979 ) S.Weinberg A.Salam S.L.Galshow (相互作用 )标准模型 —— QCD + 弱电统一理论 质点动力学 质点动力学 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)