面向21世纪课程教材：《物理学》课程电子教案（PPT课件讲稿，第五版）第二章 牛顿定律（2.3）几种常见的力

物理学 2-3几种常见的力 第五版 万有引力 F=G 引力常数G=667×10Nm2kg2 G 重力P=mg,g=-2 E 地表附近g≈=n2≈980ms2 第二章牛顿定律

第二章 牛顿定律 物 第 理 五版 学 2-3 几种常见的力 1 2 1 2 r mm F G 一 万有引力 引力常数 11 2 2 6.67 10 N m kg   G     m1 m2 r 重力 P  mg, 2 r Gm g E  2 9.80 m s -   2 R Gm g E 地表附近 

物理学 2-3几种常见的力 第五版 四种相互作用的力程和强度的比较 种类相互作用粒子力程/m强度 引力作用所有粒子、质点 10 电磁作用带电粒子 10 弱相互作用强子等大多数粒子101810-12 强相互作用核子、介子等强子10-1510 大表中强度是以两质子间相距为10-15m时的相互 作用强度为1给出的 第二章牛顿定律

第二章 牛顿定律 物 第 理 五版 学 2-3 几种常见的力 2 四种相互作用的力程和强度的比较 ＊表中强度是以两质子间相距为 时的相互 作用强度为1给出的． 10 m 15 种 类 相互作用粒子 力程/m 强度 引力作用 所有粒子、质点 ∞ 39 10  弱相互作用 带电粒子 12 10  3 10 电磁作用  核子、介子等强子 18 10  强相互作用 强子等大多数粒子 15 10  ∞ 1 10 

物理学 2-3几种常见的力 第五版 温伯格 萨拉姆 弱相互作用电弱相互 格拉肖∫电磁相互作用 作用理论 人于1979年荣获诺贝尔物理学奖 鲁比亚,范德米尔实验证明电弱相互 作用,1984年获诺贝尔奖 电弱相互作用 强相互作用“大统一”(尚待实现) 万有引力作用 第二章牛顿定律

第二章 牛顿定律 物 第 理 五版 学 2-3 几种常见的力 3 温伯格 萨拉姆 格拉肖 弱相互作用 电磁相互作用 电弱相互 作用理论 三人于1979年荣获诺贝尔物理学奖． 鲁比亚, 范德米尔实验证明电弱相互 作用，1984年获诺贝尔奖． 电弱相互作用 强相互作用 万有引力作用 “大统一”（尚待实现）

物理学 2-3几种常见的力 第五版 弹性力 由物体形变而产生的 常见弹性力有:正压力、张力、弹簣 弹性力等 弹簧弹性力F=-kx 胡克定律 第二章牛顿定律

第二章 牛顿定律 物 第 理 五版 学 2-3 几种常见的力 4 二 弹性力 常见弹性力有：正压力、张力、弹簧 弹性力等． 弹簧弹性力 F  kx ——胡克定律 由物体形变而产生的．

物理学 2-3几种常见的力 第五版 例1质量为m、长为的柔软细绳 一端系着放在光滑桌面上质量为m的物体, 在绳的另一端加力F.设绳的长度不变, 质量分布是均匀的.求: (1)绳作用在物体上的力; (2)绳上任意点的张力 F 第二章牛顿定律 5

第二章 牛顿定律 物 第 理 五版 学 2-3 几种常见的力 5 例1 质量为 、长为 的柔软细绳， 一端系着放在光滑桌面上质量为 的物体， 在绳的另一端加力 ．设绳的长度不变， 质量分布是均匀的．求： (1)绳作用在物体上的力； (2)绳上任意点的张力． m l m＇ F  m＇ m l F 

物理学 2-3几种常见的力 第五版 解想在点P将绳 分为两段,其间张力FF、下F 和F大小相等,方向相反 F TO F fro= FTo F a 由Fn=ma得 m+m F-FTo= ma 0 F mt m 第二章牛顿定律 6

第二章 牛顿定律 物 第 理 五版 学 2-3 几种常见的力 6 P FT FT ＇  解 想在点 将绳 分为两段，其间张力 和 大小相等, 方向相反 P FT FT ＇  (1) m＇ m F  a a FT0  FT0 ＇  FT0  FT0 ＇ F  m'a T0 F  FT0 ＇  ma 由 m m F a   ＇ F m m m F   ＇ ＇ T0 得

物理学 2-3几种常见的力 第五版 (2)dm=mdx/ F m F+dF (FT +dFT)-FI =(dma=adx an mF de (m+m) X X 第二章牛顿定律

第二章 牛顿定律 物 第 理 五版 学 2-3 几种常见的力 7 dx dm l （2） dm dm  mdx /l T T T (F  dF )  F a x l m  (dm)a  d x m m l mF F d ( ) d T   ＇ FT FT dFT    dx O x

物理学 第五版 2-3几种常见的力 =- m AFI(m+m)l F m F+dF F mF d x (m+m)lox x F Fr=(m+m 1m′+m 第二章牛顿定律 8

第二章 牛顿定律 物 第 理 五版 学 2-3 几种常见的力 8     l x F F x m m l mF F d ( ) d T T ＇ m m F l x F m m    ＇ ( ＇ ) T x m m l mF F d ( ) d T   ＇ dx dm FT FT dFT   

物理学 2-3几种常见的力 第五版 摩擦力 滑动摩擦力F=AFN 最大静摩擦力Fm=FN 静摩擦力F≤Fn 般情况≈ 第二章牛顿定律

第二章 牛顿定律 物 第 理 五版 学 2-3 几种常见的力 9 三 摩擦力 一般情况   0 f N 滑动摩擦力 F  μF 最大静摩擦力 Ff0m  0FN 静摩擦力 Ff0 Ff0m ≤

物理学 2-3几种常见的力 第五版 例2如图绳索绕在圆柱上,绳绕圆柱张 角为,绳与圆柱间的静摩擦因数为,求 绳处于滑动边缘时,绳两端的张力F和F间 的关系(绳的质量忽略) BrOA O TB TA 第二章牛顿定律 10

第二章 牛顿定律 物 第 理 五版 学 2-3 几种常见的力 10 例2 如图绳索绕在圆柱上，绳绕圆柱张 角为 ，绳与圆柱间的静摩擦因数为 ，求 绳处于滑动边缘时,绳两端的张力 和 间 的关系(绳的质量忽略)．   FTA FTB  FTA  FTB  O ＇ B A