普通物理學(xué)一章3課件

oxyzo'x'y'z'

考慮兩個(gè)參考系中的坐標(biāo)系K和K'(Oxyz和O'x'y'z')，它們相對(duì)作勻速直線運(yùn)動(dòng)。

在t=0時(shí)刻坐標(biāo)原點(diǎn)重合，對(duì)于同一個(gè)質(zhì)點(diǎn)P，在任意時(shí)刻兩個(gè)坐標(biāo)系中的質(zhì)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的位置矢量：P1.伽利略坐標(biāo)變換oxyzo'x'y'z'考慮兩個(gè)參考系中的坐標(biāo)系K'系原點(diǎn)相對(duì)K系原點(diǎn)的位矢：從圖中很容易看出矢量關(guān)系：成立的條件:絕對(duì)時(shí)空觀！空間絕對(duì)性:空間兩點(diǎn)距離的測(cè)量與坐標(biāo)系無(wú)關(guān)。時(shí)間絕對(duì)性:時(shí)間的測(cè)量與坐標(biāo)系無(wú)關(guān)。oxyzo'x'y'z'PK'系原點(diǎn)相對(duì)K系原點(diǎn)的位矢：從圖中很容易看出矢量關(guān)系：成立P點(diǎn)在K系和K'系的空間坐標(biāo)、時(shí)間坐標(biāo)的對(duì)應(yīng)關(guān)系為：因此，滿足經(jīng)典時(shí)空觀的條件時(shí)伽利略坐標(biāo)變換式oxyzo'x'y'z'PP點(diǎn)在K系和K'系的空間坐標(biāo)、時(shí)間坐標(biāo)的對(duì)應(yīng)關(guān)系為：因此，滿

分別表示質(zhì)點(diǎn)在兩個(gè)坐標(biāo)系中的速度即在直角坐標(biāo)系中寫(xiě)成分量形式伽利略速度變換2.伽利略速度變換與加速度變換分別表示質(zhì)點(diǎn)在兩個(gè)坐標(biāo)系中的

注意：低速運(yùn)動(dòng)的物體滿足速度變換式，并且可通過(guò)實(shí)驗(yàn)證實(shí)，對(duì)于高速運(yùn)動(dòng)的物體，上面的變換式失效。oxyzo'x'y'z'P

相對(duì)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。

為了便于記憶，通常把速度變換式寫(xiě)成下面的形式注意：低速運(yùn)動(dòng)的物體滿足速度變換式，并且可通過(guò)實(shí)

設(shè)K’系相對(duì)于K系作勻加速直線運(yùn)動(dòng),加速度

沿x方向。

K'系相對(duì)于K系的速度表明質(zhì)點(diǎn)的加速度相對(duì)于作勻速運(yùn)動(dòng)的各個(gè)參考系不變。伽利略加速度變換設(shè)K’系相對(duì)于K系作勻加速直線運(yùn)動(dòng),加速度例1-6

某人以4km/h的速度向東前進(jìn)時(shí)，感覺(jué)風(fēng)從正北吹來(lái).如果將速度增加一倍，則感覺(jué)風(fēng)從東北方向吹來(lái).求相對(duì)于地面的風(fēng)速和風(fēng)向.解：由題意，以地面為基本參考系K，人為運(yùn)動(dòng)參考系K’，取風(fēng)為研究對(duì)象，作圖θ45y(北)x(東)O根據(jù)速度變換公式得到：由圖中的幾何關(guān)系，知：例1-6某人以4km/h的速度向東前進(jìn)時(shí)，感覺(jué)風(fēng)從正北由此解得以及即風(fēng)速的方向?yàn)橄驏|偏南45

，亦即在東南方向上。θ45y(北)x(東)O由此解得以及即風(fēng)速的方向?yàn)橄驏|偏南45，亦即在東南方向上。例1-7

一貨車(chē)在行駛過(guò)程中，遇到5m/s豎直下落的大雨，車(chē)上僅靠擋板平放有長(zhǎng)為l=1m的木板。如果木板上表面距擋板最高端的距離h=1m，問(wèn)貨車(chē)以多大的速度行駛，才能使木板不致淋雨？lh解：車(chē)在前進(jìn)的過(guò)程中，雨相對(duì)于車(chē)向后下方運(yùn)動(dòng)，使雨不落在木板上，擋板最上端處的雨應(yīng)飄落在木板的最左端的左方。

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例1-7一貨車(chē)在行駛過(guò)程中，遇到5m/s豎直下落的大雨，例1-8

一升降機(jī)以加速度1.22m/s2上升，當(dāng)上升速度為2.44m/s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2.74m．計(jì)算螺帽從天花板落到底面所需的時(shí)間和螺帽相對(duì)于升降機(jī)外固定柱的下降距離。解：我們把松開(kāi)點(diǎn)作為坐標(biāo)系的原點(diǎn)，把Oy軸的正方向選定為豎直向上的方向，那么，在螺帽松脫時(shí)，也即t=0時(shí)，螺帽以初速v0=2.44m/s作豎直上拋運(yùn)動(dòng)，到t時(shí)刻，它離開(kāi)出發(fā)點(diǎn)的距離為而在這段時(shí)間內(nèi)，升降機(jī)卻以初速v0作加速度a=1.22

m/s2的勻加速運(yùn)動(dòng)，它上升的距離為例1-8一升降機(jī)以加速度1.22m/s2上升，當(dāng)上升速度因在螺帽與機(jī)底相遇時(shí)，s2與s1之差實(shí)際上是升降機(jī)的高度h=2.74m，由此即可求出螺帽與機(jī)底相遇的時(shí)刻，亦即于是得即螺帽與機(jī)底相遇所花時(shí)間為0.71s．螺帽相對(duì)于機(jī)外固定柱子的下降距離為因在螺帽與機(jī)底相遇時(shí)，s2與s1之差實(shí)際上是升降機(jī)的高度h=二、常見(jiàn)力重力：在地球表面的物體，受到地球的吸引而使物體受到的力。重力與重力加速度的方向都是豎直向下。地軸赤道面1.重力二、常見(jiàn)力重力：在地球表面的物體，受到地球的吸引而使物體受到彈性力：兩個(gè)相互接觸并產(chǎn)生形變的物體企圖恢復(fù)原狀而彼此互施作用力。方向:始終與使物體發(fā)生形變的外力方向相反。條件：物體間接觸，物體的形變。三種表現(xiàn)形式：(1)兩個(gè)物體通過(guò)一定面積相互擠壓；方向:垂直于接觸面指向?qū)Ψ?。大?取決于擠壓程度。2.彈力彈性力：兩個(gè)相互接觸并產(chǎn)生形變的物體企圖恢復(fù)原方向:(2)繩對(duì)物體的拉力；(3)彈簧的彈力；x大?。喝Q于繩的收緊程度。方向：沿繩子背離物體。彈性限度內(nèi)，彈性力滿足胡克定律：方向：指向要恢復(fù)彈簧原長(zhǎng)的方向。(2)繩對(duì)物體的拉力；(3)彈簧的彈力；x大小：取決于繩的收靜摩擦力最大靜摩擦力：靜摩擦因數(shù)滑動(dòng)摩擦力：滑動(dòng)摩擦因數(shù)摩擦力：兩個(gè)相互接觸的物體在沿接觸面相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，或者有相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)時(shí)，在它們的接觸面間所產(chǎn)生的一對(duì)阻礙相對(duì)運(yùn)動(dòng)或相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的力。方向：與物體相對(duì)運(yùn)動(dòng)或相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的方向相反。條件：表面接觸擠壓；相對(duì)運(yùn)動(dòng)或相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)。3.摩擦力靜摩擦力最大靜摩擦力：靜摩擦因數(shù)滑動(dòng)摩擦力：滑動(dòng)摩擦因數(shù)摩擦萬(wàn)有引力：存在于一切物體間的相互吸引力。牛頓萬(wàn)有引力定律:

其中m1和m2為兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)的質(zhì)量，r為兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)的距離，G0叫做萬(wàn)有引力常量。

引力質(zhì)量與慣性質(zhì)量在物理意義上不同，但是二者相等，因此不必區(qū)分。4.萬(wàn)有引力萬(wàn)有引力：存在于一切物體間的相互吸引力。牛頓萬(wàn)有引力定律:

電磁力：存在于靜止電荷之間的電性力以及存在于運(yùn)動(dòng)電荷之間的磁性力，本質(zhì)上相互聯(lián)系，總稱(chēng)為電磁力。*三、基本力1.電磁力

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、摩擦力，氣體的壓力、浮力、粘滯阻力。電磁力：存在于靜止電荷之間的電性力以及存在

強(qiáng)力：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)子和中子緊緊束縛在一起的一種力。作用范圍：2.強(qiáng)力

弱力：亞微觀領(lǐng)域內(nèi)的另一種短程力，導(dǎo)致

衰變放出電子和中微子的重要作用力。3.弱力