1、上頁上頁下頁下頁 返回返回 退出退出 人站在地球上，以地球?yàn)閰⒄障等遂o止不動。人站在地球上，以地球?yàn)閰⒄障等遂o止不動。而以地球以外的物體為參照系，則是而以地球以外的物體為參照系，則是“坐地日行八坐地日行八萬里萬里”了。了。 因此，位移、速度、加速度等都要加上因此，位移、速度、加速度等都要加上相相對對二字：相對位移、相對速度、相對加速度。二字：相對位移、相對速度、相對加速度。 運(yùn)動是絕對的，但是運(yùn)動的描述具有相對性，運(yùn)動是絕對的，但是運(yùn)動的描述具有相對性，在不同參考系中研究同一物體的運(yùn)動情況結(jié)果會在不同參考系中研究同一物體的運(yùn)動情況結(jié)果會完全不同。完全不同。上頁上頁下頁下頁 返回返回 退出退出o

2、xyzvoxyz 考慮兩個(gè)參考系中考慮兩個(gè)參考系中的坐標(biāo)系的坐標(biāo)系K和和K(Oxyz和和Oxyz)，它們相對作勻它們相對作勻速直線運(yùn)動。速直線運(yùn)動。 在在t=0時(shí)刻坐標(biāo)原時(shí)刻坐標(biāo)原點(diǎn)重合，對于同一個(gè)點(diǎn)重合，對于同一個(gè)質(zhì)點(diǎn)質(zhì)點(diǎn)P，在任意時(shí)刻在任意時(shí)刻兩個(gè)坐標(biāo)系中的質(zhì)點(diǎn)兩個(gè)坐標(biāo)系中的質(zhì)點(diǎn)對應(yīng)的位置矢量：對應(yīng)的位置矢量：Prr1.1.伽利略坐標(biāo)變換伽利略坐標(biāo)變換上頁上頁下頁下頁 返回返回 退出退出K系原點(diǎn)相對系原點(diǎn)相對K系原點(diǎn)的位矢系原點(diǎn)的位矢：從圖中很容易看出矢量關(guān)系：從圖中很容易看出矢量關(guān)系：Rrr成立的條件成立的條件: :絕對時(shí)空觀絕對時(shí)空觀！空間絕對性空間絕對性: :空間兩點(diǎn)距離空間兩點(diǎn)距離

3、的測量與坐標(biāo)系無關(guān)。的測量與坐標(biāo)系無關(guān)。時(shí)間絕對性時(shí)間絕對性: :時(shí)間的測量時(shí)間的測量與坐標(biāo)系無關(guān)。與坐標(biāo)系無關(guān)。OPr tt oxyzvoxyzPrrR上頁上頁下頁下頁 返回返回 退出退出P點(diǎn)在點(diǎn)在K系和系和K系的空間坐系的空間坐標(biāo)、時(shí)間坐標(biāo)的對應(yīng)關(guān)系標(biāo)、時(shí)間坐標(biāo)的對應(yīng)關(guān)系為：為：Rrr tt vtxx yy zz tt t vr 因此，滿足經(jīng)典時(shí)空觀的條件因此，滿足經(jīng)典時(shí)空觀的條件時(shí)時(shí)伽利略坐標(biāo)變換式伽利略坐標(biāo)變換式oxyzvoxyzPrrR上頁上頁下頁下頁 返回返回 退出退出 分別表示質(zhì)點(diǎn)在兩個(gè)坐標(biāo)系中的速度分別表示質(zhì)點(diǎn)在兩個(gè)坐標(biāo)系中的速度、KvK vt ddKrvttd)d(vr vv

4、 Ktddr vvv KK即即在直角坐標(biāo)系中寫成分量形式在直角坐標(biāo)系中寫成分量形式伽利略速度變換伽利略速度變換2.2.伽利略速度變換與加速度變換伽利略速度變換與加速度變換vvvxx KKyyvvKK zzvvKK 上頁上頁下頁下頁 返回返回 退出退出 注意注意：低速運(yùn)動的物體滿低速運(yùn)動的物體滿足速度變換式，并且可通過實(shí)足速度變換式，并且可通過實(shí)驗(yàn)證實(shí)，對于高速運(yùn)動的物體，驗(yàn)證實(shí)，對于高速運(yùn)動的物體，上面的變換式失效。上面的變換式失效。oxyzoxyzvPKvK vv 相對于地面豎直下落的物體，作出各個(gè)坐標(biāo)系中相對于地面豎直下落的物體，作出各個(gè)坐標(biāo)系中的速度方向，滿足矢量三角形法則。的速度方向，

5、滿足矢量三角形法則。Ktgvv 為了便于記憶，通常把速為了便于記憶，通常把速度變換式寫成下面的形式度變換式寫成下面的形式KKKKvvvPP上頁上頁下頁下頁 返回返回 退出退出 設(shè)設(shè)K系相對于系相對于K系作勻加速直線運(yùn)動系作勻加速直線運(yùn)動, ,加速度加速度 沿沿x方向方向。0a0, 0vv t K系相對于系相對于K系的速度系的速度t00avv tttddddddKKvvv 0KKaaa 時(shí),00 a當(dāng)當(dāng)KK aa表明質(zhì)點(diǎn)的加速度相對于作勻速運(yùn)動的各個(gè)參考系不變表明質(zhì)點(diǎn)的加速度相對于作勻速運(yùn)動的各個(gè)參考系不變。伽利略加速度變換伽利略加速度變換KKKKvvvPP上頁上頁下頁下頁 返回返回 退出退出例

6、例1-6 某人以某人以4 km/h的速度向東前進(jìn)時(shí)，感覺風(fēng)從的速度向東前進(jìn)時(shí)，感覺風(fēng)從正北吹來正北吹來.如果將速度增加一倍，則感如果將速度增加一倍，則感覺風(fēng)從東北方覺風(fēng)從東北方向吹來向吹來.求相對于地面的風(fēng)速和風(fēng)向求相對于地面的風(fēng)速和風(fēng)向.解：解：由題意，以地面由題意，以地面為基本參考系為基本參考系K，人為，人為運(yùn)動參考系運(yùn)動參考系K，取風(fēng)，取風(fēng)為研究對象，作圖為研究對象，作圖AKv45y(北)x(東)OKKKKAAvvv根據(jù)速度變換公式得到：根據(jù)速度變換公式得到：KAKKKAvvvkkvAKvKK vAK v由圖中的幾何關(guān)系，知：由圖中的幾何關(guān)系，知：K KKKAKcos45vvvKKAK1

7、22vvAKcosv上頁上頁下頁下頁 返回返回 退出退出AKKsin45AvvAKKK25.66(km/h)vv由此解得由此解得22AKKKAK 5.66(Km/h)vvv以及以及即風(fēng)速的方向?yàn)橄驏|偏南即風(fēng)速的方向?yàn)橄驏|偏南45 ，亦即在東南方向上。亦即在東南方向上。AK KKarctanarctan145vvAK12vAKsinvAKAK14(km/h)2vvAKv45y(北)x(東)OkkvAKvKK vAK v上頁上頁下頁下頁 返回返回 退出退出例例1-7 一貨車在行駛過程中，遇到一貨車在行駛過程中，遇到5m/s豎直下落的大豎直下落的大雨，車上僅靠擋板平放有長為雨，車上僅靠擋板平放有長為

8、l=1m的木板。如果木的木板。如果木板上表面距擋板最高端的距離板上表面距擋板最高端的距離h=1m，問貨車以多大，問貨車以多大的速度行駛，才能使木板不致淋雨？的速度行駛，才能使木板不致淋雨？lh解：解：車在前進(jìn)的過程中，雨車在前進(jìn)的過程中，雨相對于車向后下方運(yùn)動，使相對于車向后下方運(yùn)動，使雨不落在木板上，擋板最上雨不落在木板上，擋板最上端處的雨應(yīng)飄落在木板的最端處的雨應(yīng)飄落在木板的最左端的左方。左端的左方。 雨雨地地v雨雨車車v地車地車v45 45 地車地車車車vv 雨地v (m/s)5 上頁上頁下頁下頁 返回返回 退出退出例例1-8 一升降機(jī)以加速度一升降機(jī)以加速度1.22m/s2上升，當(dāng)上升

9、速度上升，當(dāng)上升速度為為2.44m/s時(shí)，有一螺帽自升降機(jī)的天花板上松落，時(shí)，有一螺帽自升降機(jī)的天花板上松落，天花板與升降機(jī)的底面相距天花板與升降機(jī)的底面相距2.74 m計(jì)算螺帽從天花計(jì)算螺帽從天花板落到底面所需的時(shí)間和螺帽相對于升降機(jī)外固定柱板落到底面所需的時(shí)間和螺帽相對于升降機(jī)外固定柱的下降距離。的下降距離。解：解：我們把松開點(diǎn)作為坐標(biāo)系的原點(diǎn)，把我們把松開點(diǎn)作為坐標(biāo)系的原點(diǎn)，把Oy軸的正軸的正方向選定為豎直向上的方向，那么，在螺帽松脫時(shí)，方向選定為豎直向上的方向，那么，在螺帽松脫時(shí)，也即也即t=0時(shí)，螺帽以初速時(shí)，螺帽以初速v0=2.44m/s作豎直上拋運(yùn)動，作豎直上拋運(yùn)動，到到t時(shí)刻，

10、它離開出發(fā)點(diǎn)的距離為時(shí)刻，它離開出發(fā)點(diǎn)的距離為21012sv tgt而在這段時(shí)間內(nèi)，升降機(jī)卻以初速而在這段時(shí)間內(nèi)，升降機(jī)卻以初速v0作加速度作加速度a=1.22 m/s2 2的勻加速運(yùn)動，它上升的距離為的勻加速運(yùn)動，它上升的距離為上頁上頁下頁下頁 返回返回 退出退出因在螺帽與機(jī)底相遇時(shí)，因在螺帽與機(jī)底相遇時(shí)，s2與與s1之差實(shí)際上是升降機(jī)之差實(shí)際上是升降機(jī)的高度的高度h=2.74 m，由此即可求出螺帽與機(jī)底相遇的，由此即可求出螺帽與機(jī)底相遇的時(shí)刻，亦即時(shí)刻，亦即2211()2ssag th20.71shtag22012sv tat于是得于是得 即螺帽與機(jī)底相遇所花時(shí)間為即螺帽與機(jī)底相遇所花時(shí)間

11、為0.71 s螺帽相對于機(jī)外固定柱子的下降距離為螺帽相對于機(jī)外固定柱子的下降距離為 21010.74m2sv tgt 上頁上頁下頁下頁 返回返回 退出退出重力：重力：在地球表面的物體，受到地球的吸引而使物在地球表面的物體，受到地球的吸引而使物體受到的力。體受到的力。重力與重力加速度的方向都是豎直向下重力與重力加速度的方向都是豎直向下。R 地軸地軸赤道面赤道面mfGFf向心力萬萬有有引引力力F重重力力GgmG 2sm8 . 9 g1.1.重力重力上頁上頁下頁下頁 返回返回 退出退出彈性力：彈性力：兩個(gè)相互接觸并產(chǎn)生形變的物體企圖恢復(fù)原兩個(gè)相互接觸并產(chǎn)生形變的物體企圖恢復(fù)原 狀而彼此互施作用力。狀

12、而彼此互施作用力。方方 向向: : 始終與使物體發(fā)生形變的外力方向相反始終與使物體發(fā)生形變的外力方向相反。條條 件：件：物體間接觸，物體的形變物體間接觸，物體的形變。三種表現(xiàn)形式：三種表現(xiàn)形式：(1)(1)兩個(gè)物體通過一定面積相互擠壓；兩個(gè)物體通過一定面積相互擠壓；N N方向方向: :垂直于接觸面指向?qū)Ψ酱怪庇诮佑|面指向?qū)Ψ健４笮〈笮? :取決于擠壓程度取決于擠壓程度。2.2.彈力彈力上頁上頁下頁下頁 返回返回 退出退出(2)(2)繩對物體的拉力；繩對物體的拉力；T(3)(3)彈簧的彈力；彈簧的彈力；OxkxF 大小：取決于繩的收緊程度。大小：取決于繩的收緊程度。方向：沿繩子背離物體方向：沿繩

13、子背離物體。彈性限度內(nèi)，彈性彈性限度內(nèi)，彈性力滿足胡克定律：力滿足胡克定律：方向：指向要恢復(fù)方向：指向要恢復(fù)彈簧原長的方向。彈簧原長的方向。FF上頁上頁下頁下頁 返回返回 退出退出Fsf0v靜摩擦力靜摩擦力Ffs最大靜摩擦力最大靜摩擦力Nfssms滑動摩擦力滑動摩擦力NfkkkvFkf摩擦力：摩擦力：兩個(gè)相互接觸的物體在沿接觸面相對運(yùn)動兩個(gè)相互接觸的物體在沿接觸面相對運(yùn)動時(shí)，或者有相對運(yùn)動趨勢時(shí)，在它們的接觸面間所時(shí)，或者有相對運(yùn)動趨勢時(shí)，在它們的接觸面間所產(chǎn)生的一對阻礙相對運(yùn)動或相對運(yùn)動趨勢的力。產(chǎn)生的一對阻礙相對運(yùn)動或相對運(yùn)動趨勢的力。方向：方向：與物體相對運(yùn)動或相對運(yùn)與物體相對運(yùn)動或相對

14、運(yùn)動趨勢的方向相反。動趨勢的方向相反。條件：條件：表面接觸擠壓；相對運(yùn)動或相對運(yùn)動趨勢。表面接觸擠壓；相對運(yùn)動或相對運(yùn)動趨勢。1 sk3.3.摩擦力摩擦力上頁上頁下頁下頁 返回返回 退出退出萬有引力：萬有引力：存在于一切物體間的相互吸引力。存在于一切物體間的相互吸引力。2210rmmGF 牛頓萬有引力定律牛頓萬有引力定律: : 其中其中m1和和m2為兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)的質(zhì)量為兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)的質(zhì)量，r為兩個(gè)質(zhì)為兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)的距離點(diǎn)的距離，G0叫做萬有引力常量叫做萬有引力常量。 引力質(zhì)量與慣性質(zhì)量在物理意義上不同，但是引力質(zhì)量與慣性質(zhì)量在物理意義上不同，但是二者相等，因此不必區(qū)分。二者相等，因此不必區(qū)分。4.4.萬有

15、引力萬有引力112206 67259 10N m /kgG.上頁上頁下頁下頁 返回返回 退出退出 電磁力：電磁力：存在于靜止電荷之間的電性力以及存在于靜止電荷之間的電性力以及存在于運(yùn)動電荷之間的磁性力，本質(zhì)上相互聯(lián)系，存在于運(yùn)動電荷之間的磁性力，本質(zhì)上相互聯(lián)系，總稱為電磁力。總稱為電磁力。1.1.電磁力電磁力 分子或原子都是由電荷系統(tǒng)組成，它們之間分子或原子都是由電荷系統(tǒng)組成，它們之間的作用力本質(zhì)上是電磁力。例如：物體間的彈力、的作用力本質(zhì)上是電磁力。例如：物體間的彈力、摩擦力，氣體的壓力、浮力、粘滯阻力。摩擦力，氣體的壓力、浮力、粘滯阻力。上頁上頁下頁下頁 返回返回 退出退出 強(qiáng)力：強(qiáng)力：亞微觀領(lǐng)域，存在于核子、介子和超亞微觀領(lǐng)域，存在于核子、介子和超子之間的、把原子內(nèi)的一些質(zhì)子和中子緊緊束縛子之間的、把原子內(nèi)的一些質(zhì)子和中子緊緊束縛在一起的一種力。在一起的一種力。作用范圍：作用范圍：m1015 斥斥力力引引力力m104 . 0m104 . 0101515152.2.強(qiáng)力強(qiáng)力 弱力：弱力：亞微