运动学与动力学.ppt

§1-4运动关系的相对性伽利略变换2.成立条件——绝对时空观空间绝对性:空间两点距离的测量与坐标系无关。时间绝对性:时间的测量与坐标系无关。oxyzPoxyz第30页，共74页，星期日，2025年，2月5日§1-4运动关系的相对性伽利略变换3.伽利略坐标变换式oxyzPoxyz洛仑兹变换？第31页，共74页，星期日，2025年，2月5日例某人骑摩托车向东前进，其速率为10m?s-1时觉得有南风，当其速率为15m?s-1时，又觉得有东南风，试求风速度。解：取风为研究对象，骑车人和地面作为两个相对运动的参考系。根据速度变换公式得到：由图中的几何关系，知：15m?s-110m?s-1?45?y(北)x(东)O§1-4运动关系的相对性伽利略变换第32页，共74页，星期日，2025年，2月5日§1-5常见力和基本力一．重力(gravityforce)：地球对其表面物体的吸引。1.重力与重力加速度的方向：竖直向下2.重力的大小：3.一般情况下重力对所有地表物体产生同样的加速度二．弹力(elasticforce)：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。1.产生条件：物体间接触，并产生形变。2.表现形式:压力或支撑力大小:取决于挤压程度；方向:垂直于接触面指向对方。第33页，共74页，星期日，2025年，2月5日绳子的张力大小：取决于绳的收紧程度；方向：沿着绳指向绳收紧的方向。弹簧的弹力大小：弹性力满足胡克定律；方向：指向要恢复弹簧原长的方向。三．摩擦力(frictionalforce)：物体接触,有相对运动或相对运动趋势,其表面产生阻止相对运动的力。1.产生条件：表面挤压，相对运动或相对运动趋势2.方向：与物体相对运动或相对运动趋势的方向相反。§1-5常见力和基本力第34页，共74页，星期日，2025年，2月5日3.两种摩擦力：最大静摩擦力滑动摩擦力四．万有引力(Universalgravitation)：存在于一切物体间的相互吸引力。牛顿万有引力定律:其中m1和m2为两个质点的质量，r为两个质点的距离，G0叫做万有引力常量。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。§1-5常见力和基本力第35页，共74页，星期日，2025年，2月5日五.基本力§1-5常见力和基本力第36页，共74页，星期日，2025年，2月5日物理学家的目标:四种力可否从一种更基本、更简单的力导出?各种力是否能统一在一种一般的理论中?已做和待做的工作:20世纪20年代,爱因斯坦最早着手这一工作最初是想统一电磁力和引力,但未成功弱、电统一:1967年温伯格等提出理论1983年实验证实理论预言大统一:弱、电、强统一已提出一些理论因目前加速器能量不够而无法实验证实(需要1015Gev,现103Gev)超大统一:四种力的统一弦理论§1-5常见力和基本力第37页，共74页，星期日，2025年，2月5日§1-6牛顿三大定律一.牛顿第一定律(Newton‘sfirstlaw)1.内容：任何物体都保持静止或匀速直线运动状态,直到外力迫使它改变运动状态为止。2.说明：牛顿第一定律指明任何物体都具有惯性，并阐明力的作用；牛顿第一定律定义了一种特殊的参考系——在这个参考系观察，一个不受力作用或处于平衡状态的物体，将保持静止或匀速直线运动的状态，这个参考系叫惯性系；牛顿第一定律只有在惯性系成立。【问题】如何确定一个参考系是否为惯性系？第38页，共74页，星期日，2025年，2月5日二.牛顿第二定律(Newtonssecondlaw)1.表述:物体在受到外力作用时,它所获得的加速度大小与外力大小成正比,并与物体的质量成反比,加速度的方向与外力的方向相同。2.数学表达式：3.注意：质量是惯性的量度，这里的质量叫做惯性质量；牛顿第二定律只有在惯性系成立。4.牛顿第二定律的微分形式§1-6牛顿三大定律第39页，共74页，星期日，2025年，2月5日牛顿原文：运动的变化与所加的动力成正比，并且发生在这力所沿直线的方向上。牛顿第二定律的微分形式是基本的普遍形式，适用于高速运动情况与变质量问题。§1-6牛顿三大定律第40页，共74页，星期日，2025年，2月5日三.牛顿第三运动定律(Newtonsthirdlaw)1.内容：两个物体