大学物理_2运动与力
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变力问题的处理方法(1)力随时间变化:F =f (t )在直角坐标系下,以x方向为例,由牛顿第二定律:()x dv m f t dt=且:t =t 0时,v x =v 0 ;x =x 0则:1()x dv f t dt m =直接积分得:1()()x x v dv f t dt mv t c===+∫∫其中c由初条件确定。
由速度求积分可得到运动学方程:2()x x v dt x t c ==+∫其中c 2由初条件确定。
例:飞机着陆时受到的阻力为F=-ct(c为常数)且t=0时,v=v 0。
求:飞机着陆时的速度。
解:根据牛顿第二定律:-ct =m dv / dt212c v dv tdt mc t c m==−=−+∫∫当t =0时,v =v 0,代入得:v 0=c 1202c v v t m=−(2)力随速度变化:F=f(v)直角坐标系中,x 方向f (v )=m dv ⁄dt 经过移项可得:()dv dt m f v =等式两边同时积分得:01()()m t t dt dv m dv f v f v −===∫∫∫具体给出f(v)的函数试就可进行积分运算例:质量为m的物体以速度v 0投入粘性流体中,受到阻力f=-cv (c为常数)而减速,若物体不受其它力,求:物体的运动速度。
解:根据牛顿第二定律:dv cv m dt−=移项变换:-c/m dt =dv/v 1ln c dv dt m vc t v c m−=−=+∫∫积分得由初条件定c 1:当t =0时,v =v 0∴0=lnv 0+c 1∴c 1=-lnv 00ln c t mc v t m v v v e −−==(3)力随位移变化:F =f (x)直角坐标系中,x方向:()dv dx dv dv f x m m mv dt dt dx dx===经过移项可得:f (x )dx =mv dv等式两边同时积分得:2201()()2f x dx mvdv m v v ==−∫∫例:光滑的桌面上一质量为M,长为L的匀质链条,有极小一段被推出桌子边缘。
运动和力是自然科学基础物理中非常重要的概念,它们是描述物体运动状态和相互作用的基础。
下面简单介绍一下这两个概念:
1. 运动:在物理学中,运动是指物体在空间中的位置随时间而变化的过程。
运动可以是直线运动、曲线运动、往复运动等不同形式。
运动的描述需要考虑物体的速度、加速度以及路径等因素。
2. 力:力是导致物体产生运动或形变的原因,是物体之间相互作用的结果。
根据牛顿运动定律,力可以改变物体的运动状态,包括使物体加速、减速或改变方向等。
常见的力包括重力、弹力、摩擦力、张力等。
在描述物体的运动时,物体所受的所有外力之和会影响物体的加速度,即根据牛顿第二定律(F=ma),物体的加速度与作用在物体上的合力成正比,与物体的质量成反比。
力还可以分为接触力和非接触力。
接触力是通过物体之间的直接接触而产生的力,如摩擦力、支持力等;非接触力则是通过距离作用于物体之间,如引力、静电力等。
通过研究运动和力的关系,可以深入理解物体的运动规律和相互作用原理,为解释自然现象、设计工程应用等提供基础。
物理学中的运动
和力是许多其他物理学领域的基础,对于理解自然界的规律和推动科学技术发展具有重要意义。
大学物理力学复习(二)引言概述:大学物理力学是物理学的基础课程之一,主要研究物体在力的作用下的运动规律。
本文旨在对大学物理力学的复习进行总结,以助于学生们更好地掌握该领域知识。
一、牛顿定律1.第一定律:惯性定律a.物体的运动状态b.参考系的选择c.示例分析2.第二定律:加速度定律a.牛顿第二定律的表达式b.加速度和力的关系c.示例问题解析3.第三定律:作用-反作用定律a.作用力和反作用力的特点b.力的合成与分解c.实例分析二、运动学1.直线运动a.位移与路程的区别b.速度与加速度的定义c.匀速直线运动和加速直线运动2.曲线运动a.弧长和弧度制b.速度和加速度的分解c.圆周运动的周期和频率3.二维运动a.平抛运动b.斜抛运动c.相对运动三、力学能量1.功与能量a.功的定义和计算b.功与能量的转换c.势能与动能2.机械能守恒a.机械能的概念b.弹性势能和引力势能c.应用实例3.动能定理a.动能定理的表达式b.动能定理的应用c.动能定理与保守力四、角动量和力矩1.角动量的概念a.角动量的定义b.角动量守恒定律c.角动量与力的关系2.力矩的概念a.力矩的定义b.力矩的计算c.力矩的性质3.角动量和力矩的应用a.刚体的转动b.矢量运算c.角动量守恒实例五、万有引力和运动学补充1.万有引力定律a.万有引力定律的表达式b.质点系统的引力c.行星运动的描述2.运动学补充a.相对运动的概念b.相对速度的求解c.相对加速度的求解总结:通过本文对大学物理力学复习的总结,我们深入探讨了牛顿定律、运动学、力学能量、角动量和力矩以及万有引力等关键概念和理论。
掌握这些知识对于理解物体运动规律以及解决相关问题十分重要。
希望通过本文的复习,读者能够进一步提高对大学物理力学的理解和应用能力。