《普通物理》课程教学资源（PPT课件）02-3几种常见的力

02-3几种常见的力“从运动的现象去研究自然界中的力，然后从这些力去说明其他现象”，牛顿定律是以力的概念为核心的万有引力m2m物体间的万有引力：e.FF =-Gmm2e,r2rG = 6.67×10-11 N ·m2 .kg万有引力常量万有引力定律适用于两个质点重力：地球对地面附近物体的万有引力P=mgg = Gme / r2 ~ Gme / R2 = 9.82 m ·s-2

Ø 物体间的万有引力： r e r m m F G   2 1 2   11 2 -2  6.6710 Nm  kg  万有引力常量 G 一 万有引力 Ø 万有引力定律适用于两个质点. “从运动的现象去研究自然界中的力，然后从这些 力去说明其他现象”.牛顿定律是以力的概念为核心的. m1 m2 r e  r F  Ø 重力: 地球对地面附近物体的万有引力.P mg    2 2 E 2 E 9.82 m s  g  Gm r  Gm R  

弹性力：（压力、支持力、张力、弹簧弹性力等）物体在受力形变时，有恢复原状的趋势，这种抵抗外力，试图恢复原状的的力就是弹性力在弹性限度内弹性力遵从胡克定律F = -kxFPF!Fi(1) A/ Fi(I+N)F一AF(I)=%F(+N)绳静止时Fr(l+△)- Fr() = 0绳加速时△F =F(l+△)-F-()=△la若线密度 →0，F→0 绳各处张力相等

二 弹性力:（压力、支持力、张力、弹簧弹性力等） Ø 在弹性限度内弹性力遵从胡克定律 F  kx 物体在受力形变时,有恢复原状的趋势, 这种抵抗 外力, 试图恢复原状的的力就是弹性力. 绳静止时 FT (l  l)  FT (l)  0 若线密度 0 , 0 绳各处张力相等.   FT  l ( ) T F l  ( ) TF l l  a l ( ) T F l  ( ) TF l l  FT P FT   F  F  F  F (l  l)  F (l)  la 绳加速时 T T T

三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时，在它们的接触面上产生的阻碍相对运动的力称为摩擦力湿摩擦：液体内部或液体和固体表面的摩擦千摩擦：固体表面之间的摩擦（滑动摩擦、静摩擦滚动摩擦）接触面间正压力滑动摩擦力F=μuFN0< Fm≤ From静摩擦力最大静摩擦力From = MoFN静摩擦因数一般情况下动摩擦因数μ=从

静摩擦力 0 < Ff0≤ Ff0m 三 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 时,在它们的接触面上产生的阻碍相对运动的力称为摩 擦力. Ø 干摩擦:固体表面之间的摩擦. （滑动摩擦、静摩擦、 滚动摩擦） Ø 湿摩擦:液体内部或液体和固体表面的摩擦. 接触面间正压力 滑动摩擦力 Ff  μFN 最大静摩擦力 Ff0m  μ0FN 一般情况下动摩擦因数 μ  μ 0 静摩擦因数

摩擦在实际中的意义害处：消耗大量有用的能量，使机器运转部分发热等减少摩擦的主要方法：化滑动摩擦为滚动摩擦，化干摩擦为湿摩擦摩擦的必要性：人行走，车辆启动与制动，机器转动（皮带轮）弦乐器演奏等失重状态下悬浮在飞船舱内的宇航员，因儿乎受不到摩擦力将遇到许多问题.若他去拧紧螺丝钉，自已会向相反的方向旋转，所以必须先将自己固定才行

摩擦在实际中的意义 Ø 害处:消耗大量有用的能量, 使机器运转部分发热等. Ø 减少摩擦的主要方法: 化滑动摩擦为滚动摩擦,化干摩擦为湿摩擦. Ø 摩擦的必要性: 人行走,车辆启动与制动,机器转动（皮带轮）, 弦乐器演奏等. 失重状态下悬浮在飞船舱内的宇航员,因几乎受不 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

讨论：胖子和瘦子拔河，两人彼此之间施予的力是一对作用力和反作用力（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？50 kg胜负的关键在于脚下的摩擦力

讨论：胖子和瘦子拔河,两人彼此之间施予的力 是一对作用力和反作用力（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？ 50 kg 胜负的关键在于脚下的摩擦力

四种基本相互作用力程力的种类力的强度相互作用的粒子一切质点10-38无限远万有引力10-13弱力小于10-17 m大多数粒子无限远10-2电荷电磁力*10-15 m强力1核子、介子等*以距源10-15m处强相互作用的力强度为1

四种基本相互作用 * 以距源 1 0 m 处强相互作用的力强度为 1 15 力的种类 相互作用的粒子 力的强度 力程 万有引力 一切质点 10 38 无限远 弱力 大多数粒子 小于10 m 13 17 10  电磁力 电荷 10 2 无限远 强力 核子、介子等 10 m 15 1*

温伯格弱相互作用电弱相互萨拉姆作用理论电磁相互作用格拉肖三人于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“大统一”强相互作用（尚待实现）万有引力作用

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）