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1、上页上页下页下页末页末页退出退出首页首页上页上页下页下页末页末页退出退出首页首页在动力学中，分析物体所受的力是解决有关动力在动力学中，分析物体所受的力是解决有关动力学问题的基础，了解一些常见力的性质和规律是必要学问题的基础，了解一些常见力的性质和规律是必要的。下面介绍力学中常见的万有引力、弹性力和摩擦的。下面介绍力学中常见的万有引力、弹性力和摩擦力，并对自然界中存在的四种相互作用作粗略的了解。力，并对自然界中存在的四种相互作用作粗略的了解。一一 万有引力万有引力德国天文学家德国天文学家开普勒开普勒在分析丹麦天文学家在分析丹麦天文学家弟谷弟谷（TychoBrahe，15461601）留下的大量天
2、文资料后，）留下的大量天文资料后，在他在他1609年年出版的出版的新天文学新天文学一书中，提出了著名一书中，提出了著名的开普勒第一和第二定律，之后在的开普勒第一和第二定律，之后在1619年年出版的出版的宇宇宙谐和论宙谐和论一书中又提出了开普勒第三定律。这些定一书中又提出了开普勒第三定律。这些定律对行星的运动规律进行了描述。牛顿继承了前人的律对行星的运动规律进行了描述。牛顿继承了前人的研究成果，通过深入的研究，提出了著名的万有引力研究成果，通过深入的研究，提出了著名的万有引力定律（定律（law of universal gravitation）。）。 上页上页下页下页末页末页退出退出首页首页 重
3、力重力: 地球对地面附近物体的万有引力。地球对地面附近物体的万有引力。mgRmMGFFEEG2GF22m/s82. 9EERMGg 万有引力定律：万有引力定律：r221ermmGF-2211kgmN1067. 6G万有引力常数万有引力常数： 万有引力定律适用于两个质点。万有引力定律适用于两个质点。m2m1Frre上页上页下页下页末页末页退出退出首页首页二、弹性力二、弹性力xxxOOOxFF 物体在受力形变时，有恢物体在受力形变时，有恢复原状的趋势，这种抵抗外力，复原状的趋势，这种抵抗外力，力图恢复原状的的力就是力图恢复原状的的力就是弹性弹性力。力。kxF 在弹性限度内弹性力遵从在弹性限度内弹性
4、力遵从胡克胡克定律定律式 中 比 例 系 数式 中 比 例 系 数 k 称 为 劲 度 系 数称 为 劲 度 系 数（stiffness），），负号表示弹性力的方负号表示弹性力的方向与形变的方向相反向与形变的方向相反。上页上页下页下页末页末页退出退出首页首页0)()(TTlFllF绳绳静止静止时时若线密度若线密度 绳各处张力相等绳各处张力相等.0, 0TFl)(TlF)(TllFal)(TlF)(TllFTFPTFFFlalFllFF)()(TTT绳绳加速加速时时一般情况下，绳索上各处的张力的大小是不相等一般情况下，绳索上各处的张力的大小是不相等的，但当绳索的质量可以忽略不计时，绳索上的各处的
5、，但当绳索的质量可以忽略不计时，绳索上的各处的张力是相等的。所以，拉紧的绳索内各处的张力是的张力是相等的。所以，拉紧的绳索内各处的张力是否相等，应视具体情况而定。否相等，应视具体情况而定。 上页上页下页下页末页末页退出退出首页首页Nf 滑动滑动摩擦力摩擦力 静静摩擦力摩擦力max0ff 三三 摩擦力摩擦力 当相互接触的物体作相对运动或有相对运动的趋势当相互接触的物体作相对运动或有相对运动的趋势时时, 它们中间所产生的阻碍相对运动的力称为摩擦力。它们中间所产生的阻碍相对运动的力称为摩擦力。 干摩擦干摩擦: 固体表面之间的摩擦固体表面之间的摩擦. （滑动滑动摩擦、摩擦、静静摩摩擦、擦、滚动滚动摩擦
6、）摩擦） 湿摩擦湿摩擦: 液体内部或液体和固体表面的摩擦。液体内部或液体和固体表面的摩擦。Nf0max最大最大静摩擦静摩擦0一般一般情况情况滑动滑动摩擦因数摩擦因数静静摩擦因数。摩擦因数。接触面间接触面间正压力正压力上页上页下页下页末页末页退出退出首页首页摩擦在摩擦在实际实际中的意义中的意义 害处：害处：消耗大量有用的能量消耗大量有用的能量, 使机器运转部分发热等。使机器运转部分发热等。 减少摩擦的主要方法：减少摩擦的主要方法： 化滑动摩擦为滚动摩擦，化干化滑动摩擦为滚动摩擦，化干摩擦为湿摩擦，采取一些特别方法。摩擦为湿摩擦，采取一些特别方法。 摩擦的摩擦的必要性：必要性： 人行走，车辆启动与
7、制动人行走，车辆启动与制动, 机器机器转动（皮带轮），弦乐器演奏转动（皮带轮），弦乐器演奏等。有时还要特意增大摩擦力。等。有时还要特意增大摩擦力。 失重状态下悬浮在飞船舱内的宇航员，因完全受失重状态下悬浮在飞船舱内的宇航员，因完全受不到摩擦力将遇到许多问题。若他去拧紧螺丝钉，自不到摩擦力将遇到许多问题。若他去拧紧螺丝钉，自己会向相反的方向旋转，所以必须先将自己固定才行。己会向相反的方向旋转，所以必须先将自己固定才行。上页上页下页下页末页末页退出退出首页首页胖子和瘦子拔河，两人彼此之间施与的力是一对胖子和瘦子拔河，两人彼此之间施与的力是一对作用力和反作用力（绳子质量可略），大小相等，方作用力和反
8、作用力（绳子质量可略），大小相等，方向相反，那么他们的输赢与什么有关向相反，那么他们的输赢与什么有关？胜负的关键在于脚下的摩擦力。胜负的关键在于脚下的摩擦力。讨论讨论胖子胜！胖子胜！上页上页下页下页末页末页退出退出首页首页24 在公路上行驶的汽车，摩擦力既然阻碍它的在公路上行驶的汽车，摩擦力既然阻碍它的运动，为什么它的前进又离不开摩擦力？运动，为什么它的前进又离不开摩擦力？25 火车司机开动很重的列车，总是先开倒车，火车司机开动很重的列车，总是先开倒车，使车往后退一下，然后再住前开车。为什么这样作容使车往后退一下，然后再住前开车。为什么这样作容易使列车开出？易使列车开出？26 既然将一个物体视
9、作质点，为什么有时还要既然将一个物体视作质点，为什么有时还要考虑与其他物体间的弹力作用？考虑与其他物体间的弹力作用？27 两辆完全相同的小车，一辆空载，一辆满载。两辆完全相同的小车，一辆空载，一辆满载。从同一斜坡相同高度处无初速地向下滑行。有人说：从同一斜坡相同高度处无初速地向下滑行。有人说：“满车的下滑力大，所以满车先到达坡底满车的下滑力大，所以满车先到达坡底”另一个人另一个人说：说：“满车惯性大，所以满车后到达坡底满车惯性大，所以满车后到达坡底”。正确的。正确的答案是什么？试就无摩擦和有摩擦两种情形讨论。答案是什么？试就无摩擦和有摩擦两种情形讨论。 上页上页下页下页末页末页退出退出首页首页
10、 以距源以距源 处强相互作用的力强度为处强相互作用的力强度为 1m1015力的种类力的种类 相互作用的物体相互作用的物体 力的强度力的强度力程力程万有引力万有引力一切质点一切质点无限远无限远3810弱力弱力大多数粒子大多数粒子小于小于m10171310电磁力电磁力电荷电荷无限远无限远210强力强力核子、介子等核子、介子等m10151四、四种基本相互作用力四、四种基本相互作用力上页上页下页下页末页末页退出退出首页首页温伯格温伯格萨拉姆萨拉姆格拉肖格拉肖弱相互作用弱相互作用电磁相互作用电磁相互作用电弱相互电弱相互作用理论作用理论三人于三人于19791979年荣获诺贝尔物理学奖年荣获诺贝尔物理学奖 . . 鲁比亚鲁比亚, , 范德米尔范德米尔实验证明电弱相互作用，实验证明电弱相互作用，19841984年获诺贝尔奖年获诺贝尔奖 . .电弱相互作用电弱相互作用强相互作用强相互作用万有引力作用万有引力作用“大统一大统一”（尚待实现）（尚待实现）