大学物理第五版上册整册课件

大学物理第五版上册整册课件第一章　质点运动学*第一章质点运动学第一章　质点运动学*本章目录1-1质点运动的描述1-2圆周运动1-3相对运动1-0教学基本要求第一章　质点运动学*一掌握描述质点运动及运动变化的四个物理量——位置矢量、位移、速度、加速度．理解这些物理量的矢量性、瞬时性和相对性．　　二　理解运动方程的物理意义及作用.会处理两类问题：（1）运用运动方程确定质点的位置、位移、速度和加速度的方法；（2）已知质点运动的加速度和初始条件求速度、运动方程的方法．1-0　教学基本要求第一章　质点运动学*　　三　掌握曲线运动的自然坐标表示法．能计算质点在平面内运动时的速度和加速度，以及质点作圆周运动时的角速度、角加速度、切向加速度和法向加速度．　　四　理解伽利略速度变换式,并会用它求简单的质点相对运动问题．1-0　教学基本要求第一章　质点运动学*本章目录1-1质点运动的描述1-2圆周运动1-3相对运动1-0教学基本要求选择进入下一节：*物体大小和形状的变化对其运动的影响可忽略时的理想模型．一　参考系　质点　为描述物体运动而选的标准物．1　参考系2　质点物体能否抽象为质点，视具体情况而定．地—日平均间距：1.5×108km地球半径：6.37×103km太阳地球*二位置矢量　运动方程　位移1　位置矢量*方向：大小：*分量式从上式中消去参数得质点的轨迹方程．2　运动方程P*3　位移平面运动:三维运动:BA*4路程()从P1到P2：路程(3)位移是矢量，路程是标量．位移与路程的区别(1)两点间位移是唯一的．(2)一般情况．*注意的意义不同．，，*三　速度1平均速度在时间内，质点位移为BAsD*2　瞬时速度（简称速度）若质点在三维空间中运动，其速度*当时,速度方向切线向前速度大小速度的值速率*一运动质点在某瞬时位于位矢的端点处，其速度大小为（A）（B）（C）（D）讨论注意*（1）求时的速度．（2）作出质点的运动轨迹图．例1设质点的运动方程为其中式中x，y的单位为m(米)，t的单位为s(秒)，*速度的值，它与轴之间的夹角解(1)由题意可得时速度为已知：*（2）运动方程0轨迹图246-6-4-2246消去参数可得轨迹方程为*ABl例2　如图A、B两物体由一长为的刚性细杆相连，A、B两物体可在光滑轨道上滑行．如物体A以恒定的速率向左滑行,当时,物体B的速率为多少？*解　两边求导得ABl因选如图的坐标轴*即ABl沿轴正向当　时，*1平均加速度B与同方向四加速度A在时间内，质点速度增量为*2(瞬时)加速度*加速度大小加速度方向曲线运动指向凹侧直线运动注意：物理量的共同特征是都具有矢量性和相对性．*例3　有一个球体在某液体中竖直下落,其初速度　，它在液体中的加速度为，问：(1)经过多少时间后可以认为小球已停止运动；(2)此球体在停止运动前经历的路程有多长？*解　解得：解得：*10*如图一抛体在地球表面附近，从原点O以初速沿与水平面上Ox轴的正向成角抛出．如略去抛体在运动过程中空气的阻力作用，求抛体运动的轨例4　PO迹方程和最大射程．*解按已知条件，t=0时，有PO*α解得：轨迹方程为：*由于空气阻力，实际射程小于最大射程．求最大射程当真空中路径实际路径*求导求导积分积分1　由质点的运动方程可以求得质点在任一时刻的位矢、速度和加速度；2　已知质点的加速度以及初始速度和初始位置,可求质点速度及其运动方程．说明质点运动学两类基本问题*本章目录1-1质点运动的描述1-2圆周运动1-3相对运动1-0教学基本要求选择进入下一节：*一　平面极坐标二圆周运动的角速度角坐标角位移角速度ABxy质点在A点的位置由（r,θ）来确定．Ao单位：rad·s-1*速率速度AB*三圆周运动的切向加速度和法向加速度质点作变速率圆周运动时角加速度角加速度A单位：rad·s-2*切向单位矢量的时间变化率？法向单位矢量法向加速度切向加速度A*切向加速度(速度大小变化)法向加速度(速度方向变化)注：A*一般圆周运动加速度大小方向A*线量和角量的关系ABRdsd*1　匀速率圆周运动四匀速率圆周运动和匀变速率圆周运动常量，如时,故由有可得：*2　匀变速率圆周运动常量，如时,常量，故可得：又*与匀变速率直线运动类比匀变速率圆周运动*AB例一歼击机在高空点A时的水平速率为1940km·h-1,沿近似圆弧曲线俯冲到点B，其速率为2192km·h-1,经历时间为3s,设的半径约为3.5km,飞机从A到B过程视为匀变速率圆周运动，不计重力加速度的影响，求：(1)飞机在点B的加速度；(2)飞机由点A到点B所经历的路程.*解（1）而B点解得：AB*（2）矢径所转过的角度AB*本章目录1-1质点运动的描述1-2圆周运动1-3相对运动1-0教学基本要求选择进入下一节：*一　时间与空间　　在两个作相对运动的参考系中，时间的测量是绝对的，空间的测量也是绝对的,与参考系无关．　　时间和长度的的绝对性是经典力学或牛顿力学的基础．*物体运动的轨迹依赖于观察者所处的参考系二相对运动**质点在相对作匀速直线运动的两个坐标系中的位移S系基本参考系系运动参考系P是S’系相对S系运动的速度*速度变换*P位移关系或*绝对速度相对速度牵连速度伽利略速度变换若加速度关系注意：当物体运动速度接近光速时，速度变换不成立．绝对速度牵连速度相对速度*例　实验者A在以10m·s-1的速率沿水平轨道前进的平板车上控制一台射弹器，射弹器以与车前进方向呈斜向上射出一弹丸．此时站AB在地面上的另一实验者B看到弹丸铅直向上运动，求弹丸上升的高度．*速度变换解　地面参考系为S系，平板车参考系为系AB*弹丸上升高度AB*本章目录1-1质点运动的描述1-2圆周运动1-3相对运动1-0教学基本要求选择进入下一节：第二章　牛顿定律第二章牛顿定律第二章　牛顿定律本章目录2-1　牛顿定律2-2　物理量的单位和量纲2-3　几种常见的力2-4　牛顿定律的应用举例2-0教学基本要求第二章　牛顿定律*2-5　非惯性系惯性力本章目录第二章　牛顿定律一掌握牛顿定律的基本内容及其适用条件．二熟练掌握用隔离体法分析物体的受力情况，能用微积分方法求解变力作用下的简单质点动力学问题．2-0教学基本要求三理解惯性系与非惯性系的概念，了解惯性力的概念．第二章　牛顿定律本章目录2-1　牛顿定律2-2　物理量的单位和量纲2-3　几种常见的力2-4　牛顿定律的应用举例2-0教学基本要求*2-5　非惯性系惯性力选择进入下一节：*　　杰出的英国物理学家，经典物理学的奠基人．他的不朽巨著《自然哲学的数学原理》 总结 初级经济法重点总结下载党员个人总结TXt高中句型全总结.doc高中句型全总结.doc理论力学知识点总结pdf 了前人和自己关于力学以及微积分学方面的研究成果，其中含有三条牛顿运动定律和万有引力定律,以及质量、动量、力和加速度等概念．在光学方面，他说明了色散的起因，发现了色差及牛顿环，他还提出了光的微粒说．牛顿IssacNewton（1643－1727）*　　任何物体都要保持其静止或匀速直线运动状态，直到外力迫使它改变运动状态为止.一　牛顿第一定律惯性和力的概念时，恒矢量如物体在一参考系中不受其它物体作用，而保持静止或匀速直线运动，这个参考系就称为惯性参考系．*二　牛顿第二定律动量为的物体，在合外力　的作用下，其动量随时间的变化率应当等于作用于物体的合外力．当时，为常量，合外力*即*注：为A处曲线的曲率半径．自然坐标系中A*(1)瞬时关系(2)牛顿定律只适用于质点注意(3)力的叠加原理*两个物体之间作用力和反作用力，沿同一直线，大小相等，方向相反，分别作用在两个物体上．（物体间相互作用规律）三牛顿第三定律*地球例分析物体间的相互作用力*作用力与反作用力特点：(1)大小相等、方向相反，分别作用在不同物体上，同时存在、同时消失，它们不能相互抵消．(2)是同一性质的力．注意*四力学相对性原理为常量*(2)对于不同惯性系，牛顿力学的规律都具有相同的形式，与惯性系的运动无关(1)凡相对于惯性系作匀速直线运动的一切参考系都是惯性系．伽利略相对性原理．注意*本章目录2-1　牛顿定律2-2　物理量的单位和量纲2-3　几种常见的力2-4　牛顿定律的应用举例2-0教学基本要求*2-5　非惯性系惯性力选择进入下一节：*力学的基本单位1984年2月27日，我国国务院颁布实行以国际单位制（SI）为基础的法定单位制．物理量长度质量时间单位名称米千克秒符号mkgs一　单位制国际单位制规定了七个基本单位．*1m是光在真空中(1/299792458)s时间间隔内所经路径的长度．1s是铯的一种同位素133Cs原子发出的一个特征频率光波周期的9192631770倍．“千克标准原器”是用铂铱合金制造的一个金属圆柱体，保存在巴黎度量衡局中．其它力学物理量都是导出量．力学还有辅助量：弧度rad．*速率导出量力功*实际过程的时间宇宙年龄约(140亿年)地球公转周期人脉搏周期约最短粒子寿命*实际长度实际质量可观察宇宙半径宇宙地球半径太阳说话声波波长地球可见光波波长宇宙飞船原子半径最小病毒质子半径电子夸克半径光子（静）*表示一个物理量如何由基本量的组合所形成的式子．某一物理量的量纲二　量纲如：速度的量纲是角速度的量纲是力的量纲是*量纲作用(1)可定出同一物理量不同单位间的换算关系．(3)从量纲分析中定出方程中比例系数的量纲和单位．(2)量纲可检验文字描述的正误．如：*本章目录2-1　牛顿定律2-2　物理量的单位和量纲2-3　几种常见的力2-4　牛顿定律的应用举例2-0教学基本要求*2-5　非惯性系惯性力选择进入下一节：*一　万有引力引力常数m1m2r重力地表附近*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．种类相互作用粒子强度力程/m引力作用所有粒子、质点∞弱相互作用带电粒子电磁作用核子、介子等强子强相互作用强子等大多数粒子∞*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）*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——胡克定律由物体形变而产生的．*　　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．*　　解想在点将绳分为两段，其间张力和大小相等,方向相反(1)由得*（2）Ox**三　摩擦力一般情况滑动摩擦力最大静摩擦力静摩擦力≤*　　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)．*圆柱对的摩擦力圆柱对的支持力　　解　取一小段绕在圆柱上的绳取坐标如图两端的张力，的张角**若0.460.210.00039*本章目录2-1　牛顿定律2-2　物理量的单位和量纲2-3　几种常见的力2-4　牛顿定律的应用举例2-0教学基本要求*2-5　非惯性系惯性力选择进入下一节：*一　解题步骤已知力求运动方程已知运动方程求力二　两类常见问题隔离物体受力分析建立坐标列方程解方程结果讨论*　　(1)如图所示滑轮和绳子的质量均不计，滑轮与绳间的摩擦力以及滑轮与轴间的摩擦力均不计．且．求重物释放后，物体的加速度和绳的张力．　　例1　阿特伍德机*解(1)以地面为参考系画受力图、选取坐标如右图*（2）若将此装置置于电梯顶部，当电梯以加速度相对地面向上运动时，求两物体相对电梯的加速度和绳的张力．解以地面为参考系设两物体相对于地面的加速度分别为，且相对电梯的加速度为*解得*例2如图，长为的轻绳，一端系质量为的小球,另一端系于定点，时小球位于最低位置，并具有水平速度，求小球在任意位置的速率及绳的张力．*解*问绳和铅直方向所成的角度为多少？空气阻力不计．　　例3如图,摆长为的圆锥摆，细绳一端固定在天花板上，另一端悬挂质量为的小球，小球经推动后，在水平面内绕通过圆心的铅直轴作角速度为的匀速率圆周运动．*解越大，也越大另有*利用此原理，可制成蒸汽机的调速器（如图所示）*例4　设空气对抛体的阻力与抛体的速度成正比，即，为比例系数．抛体的质量为、初速为、抛射角为．求抛体运动的轨迹方程．*解　取如图所示的　　平面坐标系*由初始条件，解得:*由上式积分代初始条件得：**解取坐标如图浮力令例5一质量，半径的球体在水中静止释放沉入水底．已知阻力,为粘滞系数，求．*浮力*（极限速度）当时一般认为≥*若球体在水面上具有竖直向下的速率，且在水中，则球在水中仅受阻力的作用*本章目录2-1　牛顿定律2-2　物理量的单位和量纲2-3　几种常见的力2-4　牛顿定律的应用举例2-0教学基本要求*2-5　非惯性系惯性力选择进入下一节：动量守恒定律和能量守恒定律第三章本章目录3-1　质点和质点系的动量定理3-2　动量守恒定律3-4　动能定理3-0教学基本要求*3-3　系统内质量移动问题3-5　保守力与非保守力势能物理学第五版3-7　完全弹性碰撞完全非弹性碰撞3-8　能量守恒定律3-9　质心质心运动定律本章目录3-6　功能原理机械能守恒定律*3-10　对称性与守恒律物理学第五版3-0基本教学要求一　理解动量、冲量概念，掌握动量定理和动量守恒定律．二　掌握功的概念,能计算变力的功，理解保守力作功的特点及势能的概念，会计算万有引力、重力和弹性力的势能．三　掌握动能定理、功能原理和机械能守恒定律，掌握运用动量和能量守恒定律分析力学问题的思想和方法．四　了解完全弹性碰撞和完全非弹性碰撞的特点，并能处理较简单的完全弹性碰撞和完全非弹性碰撞的问题．3-0基本教学要求本章目录3-1　质点和质点系的动量定理3-2　动量守恒定律3-4　动能定理3-0教学基本要求*3-3　系统内质量移动问题3-5　保守力与非保守力势能物理学第五版选择进入下一节：*力的累积效应对时间积累对空间积累动量、冲量、动量定理、动量守恒动能、功、动能定理、机械能守恒*一　冲量　质点的动量定理动量冲量（矢量）*动量定理　在给定的时间间隔内，外力作用在质点上的冲量，等于质点在此时间内动量的增量．*某方向受到冲量，该方向上动量就改变．说明分量表示*质点系二质点系的动量定理对两质点分别应用质点动量定理：*因内力，故将两式相加后得：*作用于系统的合外力的冲量等于系统动量的增量——质点系动量定理*区分外力和内力内力仅能改变系统内某个物体的动量，但不能改变系统的总动量.注意*（1）F为恒力（2）F为变力讨论Ftt1t2OFt1t2tFO*动量定理常应用于碰撞问题注意越小，则越大在一定时*例1　一质量为0.05kg、速率为10m·s-1的刚球，以与钢板法线呈45º角的方向撞击在钢板上，并以相同的速率和角度弹回来．设碰撞时间为0.05s．求在此时间内钢板所受到的平均冲力．O*解　由动量定理得：方向与轴正向相同．O*例2一柔软链条长为l，单位长度的质量为，链条放在有一小孔的桌上，链条一端由小孔稍伸下，其余部分堆在小孔周围．由于某种扰动,链条因自身重量开始下落.m1m2Oyy求链条下落速度v与y之间的关系．设各处摩擦均不计，且认为链条软得可以自由伸开．*解以竖直悬挂的链条和桌面上的链条为一系统，建立坐标系由质点系动量定理得则m1m2Oyy因*两边同乘以则m1m2Oyy*本章目录3-1　质点和质点系的动量定理3-2　动量守恒定律3-4　动能定理3-0教学基本要求*3-3　系统内质量移动问题3-5　保守力与非保守力势能选择进入下一节：质点系动量定理若质点系所受的合外力——动量守恒定律则系统的总动量不变(1)系统的总动量不变，但系统内任一质点的动量是可变的．(2)守恒条件：合外力为零．当时，可近似地认为系统总动量守恒．讨论(3)若，但满足有(4)动量守恒定律是物理学最普遍、最基本的定律之一．　　例1　设有一静止的原子核，衰变辐射出一个电子和一个中微子后成为一个新的原子核．已知电子和中微子的运动方向互相垂直，且电子动量为1.210-22kg·m·s-1，中微子的动量为6.410-23kg·m·s-1．问新的原子核的动量的值和方向如何？(中微子)(电子)解图中或(中微子)(电子)例2　一枚返回式火箭以2.5103m·s-1的速率相对惯性系S沿水平方向飞行．空气阻力不计．现使火箭分离为两部分,前方的仪器舱质量为100kg，后方的火箭容器质量为200kg，仪器舱相对火箭容器的水平速率为1.0103m·s-1．求仪器舱和火箭容器相对惯性系的速度．已知　求　,解神舟六号待命飞天注：照片摘自新华网神舟六号点火升空注：照片摘自新华网神舟六号发射成功http://news.xinhuanet.com/st/2005-10/12/content_3610021.htm注：照片摘自新华网本章目录3-1　质点和质点系的动量定理3-2　动量守恒定律3-4　动能定理*3-3　系统内质量移动问题3-5　保守力与非保守力势能选择进入下一节：3-6　功能原理机械能守恒定律*一　功1　恒力作用下的功对空间的积累，动能定理*B**A2　变力的功*(1)功的正、负讨论(2)作功的图示*（3）功是一个过程量，与路径有关．（4）合力的功，等于各分力的功的代数和．*功的单位（焦耳）平均功率瞬时功率功率的单位（瓦特）*例1　一质量为m的小球竖直落入水中，刚接触水面时其速率为．设此球在水中所受的浮力与重力相等，水的阻力为,b为一常量.求阻力对球作的功与时间的函数关系．*解　建立如右图所示的坐标系又由2-4节例5知*而二质点的动能定理ABθ*功是过程量，动能是状态量；注意合外力对质点所作的功，等于质点动能的增量——质点的动能定理功和动能依赖于惯性系的选取，但对不同惯性系动能定理形式相同．*例2一质量为1.0kg的小球系在长为1.0m细绳下端，绳的上端固定在天花板上．起初把绳子放在与竖直线成角处，然后放手使小球沿圆弧下落．试求绳与竖直线成角时小球的速率．*解*由动能定理得*本章目录3-2　动量守恒定律3-4　动能定理*3-3　系统内质量移动问题3-5　保守力与非保守力势能选择进入下一节：3-7　完全弹性碰撞完全非弹性碰撞3-6　功能原理机械能守恒定律*(1)万有引力作功一万有引力和弹性力作功的特点对的万有引力为移动时，作元功为*m从A到B的过程中作功：*(2)弹性力作功弹性力*xFdxdWx2x1O*保守力所作的功与路径无关，仅决定于始、末位置．二　保守力与非保守力保守力作功的数学表达式弹力的功引力的功*质点沿任意闭合路径运动一周时，保守力对它所作的功为零．非保守力：力所作的功与路径有关．（例如摩擦力）*三　势能与质点位置有关的能量．弹性势能引力势能弹力的功引力的功*保守力的功——保守力作正功，势能减少．势能具有相对性，势能大小与势能零点的选取有关．势能是状态的函数势能是属于系统的．讨论势能差与势能零点选取无关．*四　势能曲线弹性势能曲线重力势能曲线引力势能曲线*本章目录3-4　动能定理*3-3　系统内质量移动问题3-5　保守力与非保守力势能选择进入下一节：3-7　完全弹性碰撞完全非弹性碰撞3-8　能量守恒定律3-6　功能原理机械能守恒定律*外力功内力功一　质点系的动能定理质点系动能定理内力可以改变质点系的动能注意对质点系，有对第个质点，有*非保守力的功二　质点系的功能原理*机械能质点系的机械能的增量等于外力与非保守内力作功之和．——质点系的功能原理*三　机械能守恒定律当时，有——只有保守内力作功的情况下，质点系的机械能保持不变．守恒定律的意义说明*例1雪橇从高50m的山顶A点沿冰道由静止下滑,坡道AB长500m．滑至点B后，又沿水平冰道继续滑行若干米后停止在C处.若μ=0.050．求雪橇沿水平冰道滑行的路程.*已知求解　*例2一轻弹簧,其一端系在铅直放置的圆环的顶点P，另一端系一质量为m的小球,小球穿过圆环并在环上运动(μ=0)．开始球静止于点A,弹簧处于自然状态，其长为环半径R;当球运动到环的底端点B时，球对环没有压力．求弹簧的劲度系数．*解以弹簧、小球和地球为一系统只有保守内力做功系统即又所以取点B为重力势能零点*例3　如图，在一弯曲管中，稳流着不可压缩的密度为的流体.pa=p1、Sa=A1,pb=p2,Sb=A2．，．求流体的压强p和速率v之间的关系．*解　取如图所示坐标，在时间内、处流体分别移动、．*=常量*若将流管放在水平面上，即常量伯努利方程则有常量*常量即若则结论*本章目录3-4　动能定理3-5　保守力与非保守力势能选择进入下一节：3-7　完全弹性碰撞完全非弹性碰撞3-8　能量守恒定律3-9　质心质心运动定律3-6　功能原理机械能守恒定律*一般情况碰撞1　完全弹性碰撞系统内动量和机械能均守恒2　非弹性碰撞系统内动量守恒，机械能不守恒3　完全非弹性碰撞系统内动量守恒，机械能不守恒*完全弹性碰撞（五个小球质量全同）*例1　宇宙中有密度为的尘埃，这些尘埃相对惯性参考系静止．有一质量为的宇宙飞船以初速穿过宇宙尘埃，由于尘埃粘贴到飞船上，使飞船的速度发生改变．求飞船的速度与其在尘埃中飞行时间的关系.(设想飞船的外形是面积为S的圆柱体）*解　尘埃与飞船作完全非弹性碰撞*例2　设有两个质量分别为和，速度分别为和的弹性小球作对心碰撞，两球的速度方向相同．若碰撞是完全弹性的，求碰撞后的速度和．碰前碰后*解取速度方向为正向,由机械能守恒定律得由动量守恒定律得碰前碰后(2)(1)*由、可解得：(3)(2)(1)由、可解得：(3)(1)碰前碰后*（1）若则则讨论（3）若,且则（2）若,且碰前碰后*两个质子发生二维的完全弹性碰撞*本章目录3-4　动能定理3-5　保守力与非保守力势能选择进入下一节：3-7　完全弹性碰撞完全非弹性碰撞3-8　能量守恒定律3-9　质心质心运动定律3-6　功能原理机械能守恒定律*德国物理学家和生理学家．于1874年发表了《论力(现称能量)守恒》的演讲，首先系统地以数学方式阐述了自然界各种运动形式之间都遵守能量守恒这条规律．是能量守恒定律的创立者之一．亥姆霍兹(1821—1894)*能量守恒定律：对一个与自然界无任何联系的系统来说,系统内各种形式的能量可以相互转换，但是不论如何转换，能量既不能产生，也不能消灭．　（1）生产实践和科学实验的经验总结；　（2）能量是系统状态的函数；　（3）系统能量不变，但各种能量形式可以互相转化；　（4）能量的变化常用功来量度．*下列各物理量中，与参照系有关的物理量是哪些？（不考虑相对论效应．）(1)质量(2)动量(3)冲量(4)动能(5)势能(6)功答　动量、动能、功．讨论*本章目录3-4　动能定理3-5　保守力与非保守力势能选择进入下一节：3-7　完全弹性碰撞完全非弹性碰撞3-8　能量守恒定律3-9　质心质心运动定律3-6　功能原理机械能守恒定律*一质心1　质心的概念板上点C的运动轨迹是抛物线其余点的运动=随点C的平动+绕点C的转动ccccccc*2　质心的位置由n个质点组成的质点系，其质心的位置：m1mim2c*对质量连续分布的物体：对质量离散分布的物系：对密度均匀、形状对称的物体，质心在其几何中心．说明*例1水分子H2O的结构如图．每个氢原子和氧原子中心间距离均为d=1.0×10-10m，氢原子和氧原子两条连线间的夹角为θ=104.6o．求水分子的质心．OHHoCdd52.3o52.3o*解yC=0OHHoCdd52.3o52.3o*θ例2　求半径为R的匀质半薄球壳的质心.RO解　选如图所示的坐标系．在半球壳上取一如图圆环*θRO圆环的面积由于球壳关于y轴对称，故xc=0圆环的质量*θRO*θRO而所以其质心位矢：*二质心运动定律m1mim2c*上式两边对时间t求一阶导数，得再对时间t求一阶导数，得*根据质点系动量定理（因质点系内）作用在系统上的合外力等于系统的总质量乘以质心的加速度——质心运动定律*例3　设有一质量为2m的弹丸,从地面斜抛出去,它飞行在最高点处爆炸成质量相等的两个碎片，其中一个竖直自由下落，另一个水平抛出，它们同时落地．问第二个碎片落地点在何处?COm2mmxxC*　　解选弹丸为一系统，爆炸前、后质心运动轨迹不变．建立图示坐标系，COxCx2m22mm1xxC为弹丸碎片落地时质心离原点的距离*cyCyyoF例4　用质心运动定律来讨论以下问题．一长为l、密度均匀的柔软链条，其单位长度的质量为　．将其卷成一堆放在地面．若手提链条的一端，以匀速v将其上提．当一端被提离地面高度为y时，求手的提力．*解建立图示坐标系链条质心的坐标yc是变化的cyCyyoF竖直方向作用于链条的合外力为*考虑到而得到由质心运动定律有cyCyyoF*本章目录3-1　质点和质点系的动量定理3-2　动量守恒定律3-4　动能定理3-0教学基本要求*3-3　系统内质量移动问题3-5　保守力与非保守力势能选择进入下一节：第四章刚体的转动*4-1刚体的定轴转动4-2力矩转动定律转动惯量4-3角动量角动量守恒定律本章目录4-4力矩作功刚体定轴转动的动能定理4-0教学基本要求*本章目录*4-7万有引力的牛顿命题*4-6刚体进动*4-5刚体的平面平行运动*4-8经典力学的成就和局限性*一理解描写刚体定轴转动角速度和角加速度的物理意义，并掌握角量与线量的关系．二理解力矩和转动惯量概念，掌握刚体绕定轴转动的转动定理．三理解角动量概念，掌握角动量定律，并能处理一般质点在平面内运动以及刚体绕定轴转动情况下的角动量守恒问题.4-0教学基本要求*能运用以上规律分析和解决包括质点和刚体的简单系统的力学问题．四理解刚体定轴转动的转动动能概念，能在有刚体绕定轴转动的问题中正确地应用机械能守恒定律．4-0教学基本要求*4-1刚体的定轴转动4-2力矩转动定律转动惯量4-3角动量角动量守恒定律本章目录4-4力矩作功刚体定轴转动的动能定理4-0教学基本要求*4-5刚体的平面平行运动选择进入下一节：*刚体：在外力作用下，形状和大小都不发生变化的物体．(任意两质点间距离保持不变的特殊质点组．)刚体的运动形式：平动、转动．⑴刚体是理想模型⑵刚体模型是为简化问题引进的．说明：*刚体平动质点运动平动：刚体中所有点的运动轨迹都保持完全相同．特点：各点运动状态一样，如：等都相同．*转动：分定轴转动和非定轴转动刚体的平面运动*刚体的一般运动可看作：随质心的平动绕质心的转动+的合成*沿逆时针方向转动一刚体转动的角速度和角加速度角位移角坐标沿顺时针方向转动<0q0>q角速度矢量方向:右手螺旋方向P’(t+dt).OxP(t)r.*角加速度刚体定轴转动(一维转动)的转动方向可以用角速度的正、负来表示.*(1)每一质点均作圆周运动，圆面为转动平面；(2)任一质点运动均相同，但不同；定轴转动的特点(3)运动描述仅需一个角坐标．*二匀变速转动公式刚体绕定轴作匀变速转动质点匀变速直线运动当刚体绕定轴转动的角加速度　=常量时，刚体做匀变速转动．*三角量与线量的关系*例1　在高速旋转的微型电动机里，有一圆柱形转子可绕垂直其横截面并通过中心的转轴旋转．开始起动时，角速度为零．起动后其转速随时间变化关系为：式中．求：(1)t=6s时电动机的转速．(2)起动后，电动机在t=6s时间内转过的圈数．(3)角加速度随时间变化的规律．*(2)电动机在6s内转过的圈数为解(1)将t=6s代入(3)电动机转动的角加速度为*　　例2　在高速旋转圆柱形转子可绕垂直其横截面通过中心的轴转动．开始时，它的角速度　，经300s后，其转速达到18000r·min-1．转子的角加速度与时间成正比．问在这段时间内，转子转过多少转？解令，即，积分得*当t=300s时*由得在300s内转子转过的转数*4-1刚体的定轴转动4-2力矩转动定律转动惯量4-3角动量角动量守恒定律本章目录4-4力矩作功刚体定轴转动的动能定理4-0教学基本要求*4-5刚体的平面平行运动选择进入下一节：*P*O:力臂对转轴z的力矩一　力矩用来描述力对刚体的转动作用．*O讨论（1）若力不在转动平面内，把力分解为平行和垂直于转轴方向的两个分量其中对转轴的力矩为零，故对转轴的力矩*O（2）合力矩等于各分力矩的矢量和（3）刚体内作用力和反作用力的力矩互相抵消．*例1有一大型水坝高110m、长1000m,水深100m，水面与大坝表面垂直，如图所示.求作用在大坝上的力，以及这个力对通过大坝基点Q且与x轴平行的力矩.QyOxyOhxL*解设水深h，坝长L，在坝面上取面积元，作用在此面积元上的力yOhxyQyOxL*令大气压为，则代入数据，得yOhxyL*QyOyh对通过点Q的轴的力矩代入数据，得：*O二转动定律（1）单个质点与转轴刚性连接*（2）刚体质量元受外力，内力外力矩内力矩O*刚体定轴转动的角加速度与它所受的合外力矩成正比，与刚体的转动惯量成反比.转动定律定义转动惯量O*讨论（1）（2）（3）=常量转动定律*三　转动惯量J的意义：转动惯性的量度.转动惯量的单位：kg·m2*质量离散分布J的计算方法质量连续分布：质量元：体积元*刚体的转动惯量与以下三个因素有关：（3）与转轴的位置有关．（1）与刚体的体密度有关．（2）与刚体的几何形状(及体密度的分布)有关．说明*四平行轴定理质量为的刚体，如果对其质心轴的转动惯量为，则对任一与该轴平行，相距为的转轴的转动惯量CO*质量为m，长为L的细棒绕其一端的JP圆盘对P轴的转动惯量OO1d=L/2O1’O2O2’*竿子长些还是短些较安全？飞轮的质量为什么大都分布于外轮缘？*(2)为瞬时关系．(3)转动中与平动中地位相同．(1),与方向相同．说明转动定律应用*例2质量为mA的物体A静止在光滑水平面上，和一质量不计的绳索相连接，绳索跨过一半径为R、质量为mC的圆柱形滑轮C，并系在另一质量为mB的物体B上，B竖直悬挂．滑轮与绳索间无滑动，且滑轮与轴承间的摩擦力可略去不计．(1)两物体的线加速度为多少？水平和竖直两段绳索的张力各为多少？(2)物体B从静止落下距离y时，其速率是多少？*　　解(1)用隔离法分别对各物体作受力分析，取如图所示坐标系．ABCOO*OO*解得：*如令，可得（2）B由静止出发作匀加速直线运动，下落的速率*稳定平衡状态，当其受到微小扰动时，细杆将在重力作用下由静止开始绕铰链O转动．试计算细杆转动到与竖直线成角时的角加速度和角速度．　　例3　一长为l、质量为m匀质细杆竖直放置，其下端与一固定铰链O相接，并可绕其转动．由于此竖直放置的细杆处于非m,lOmgθ*解细杆受重力和铰链对细杆的约束力作用，由转动定律得式中得m,lOmgθ*由角加速度的定义对上式积分，利用初始条件，m,lOmgθ解得：有*4-1刚体的定轴转动4-2力矩转动定律转动惯量4-3角动量角动量守恒定律本章目录4-4力矩作功刚体定轴转动的动能定理4-0教学基本要求*4-5刚体的平面平行运动选择进入下一节：*力的时间累积效应：冲量、动量、动量定理．力矩的时间累积效应：冲量矩、角动量、角动量定理．*一质点的角动量定理和角动量守恒定律质点运动刚体定轴转动*1　质点的角动量质量为的质点以速度在空间运动，某时对O的位矢为，质点对参考点O的角动量大小的方向符合右手法则角动量单位：kg·m2·s-1*质点以作半径为的圆周运动，相对圆心作用于质点的合外力对参考点O的力矩，等于质点对该点O的角动量随时间的变化率.2质点的角动量定理*质点角动量定理的推导*　　对同一参考点O，质点所受的冲量矩等于质点角动量的增量．——质点的角动量定理冲量矩*恒矢量3质点的角动量守恒定律当质点所受对参考点Ｏ的合力矩为零时，质点对该参考点Ｏ的角动量为一恒矢量．——质点的角动量守恒定律当*例1一半径为R的光滑圆环置于竖直平面内.一质量为m的小球穿在圆环上,并可在圆环上滑动.小球开始时静止于圆环上的点A(该点在通过环心O的水平面上)，然后从A点开始下滑．设小球与圆环间的摩擦力略去不计．求小球滑到点B时对环心O的角动量和角速度．*解小球受力、作用,的力矩为零，重力矩垂直纸面向里由质点的角动量定理*考虑到得由题设条件积分上式得*例2　一质量为m的登月飞船，在离月球表面高度h处绕月球作圆周运动．飞船采用如下登月方式：当飞船位于点A时，它向外侧短时间喷射出粒子流，使飞船与月球相切地到达点B,且OA与OB垂直．飞船所喷气体相对飞船的速度为试问：登月飞船在登月过程中所需消耗燃料的质量是多少?*BhORA已知*解设飞船在点A的速度,月球质量mM,由万有引力和牛顿定律BhORA*BhORA飞船在A点以相对速度向外喷气的短时间里,飞船的质量减少了而为,并获得速度的增量,使飞船的速度变为,其值为*质量在A点和B点只受有心力作用,角动量守恒飞船在A点喷出气体后，在到达月球的过程中，机械能守恒*即于是而*二刚体定轴转动的角动量定理和角动量守恒定律1　刚体定轴转动的角动量O*对定轴转动的刚体　，2刚体定轴转动的角动量定理质点mi受合力矩Mi(包括Miex、Miin)合外力矩*非刚体定轴转动的角动量定理对定轴转的刚体，受合外力矩M，从到内，角速度从变为，积分可得：当转轴给定时，作用在物体上的冲量矩等于角动量的增量．——定轴转动的角动量定理*3刚体定轴转动的角动量守恒定律，则若=常量如果物体所受的合外力矩等于零，或者不受外力矩的作用，物体的角动量保持不变．——角动量守恒定律*角动量守恒定律是自然界的一个基本定律.内力矩不改变系统的角动量.守恒条件若不变，不变；若变，也变，但不变.讨论在冲击等问题中常量*许多现象都可以用角动量守恒来说明.花样滑冰跳水运动员跳水点击图片播放*自然界中存在多种守恒定律动量守恒定律能量守恒定律角动量守恒定律电荷守恒定律质量守恒定律宇称守恒定律等*例3质量很小长度为l的均匀细杆，可绕过其中心O并与纸面垂直的轴在竖直平面内转动．当细杆静止于水平位置时，有一只小虫以速率垂直落在距点O为l/4处，并背离点O向细杆的端点A爬行．设小虫与细杆的质量均为m．问：欲使细杆以恒定的角速度转动，小虫应以多大速率向细杆端点爬行?l/4O*　　解　虫与杆的碰撞前后，系统角动量守恒*由角动量定理考虑到得此即小虫需具有的爬行速率．*例4　一杂技演员M由距水平跷板高为h处自由下落到跷板的一端A，并把跷板另一端的演员N弹了起来．问演员N可弹起多高?ll/2CABMNh*　　设跷板是匀质的，长度为l，质量为，跷板可绕中部支撑点C在竖直平面内转动，演员的质量均为m．假定演员M落在跷板上，与跷板的碰撞是完全非弹性碰撞．解　碰撞前M落在A点的速度碰撞后的瞬间，M、N具有相同的线速度*M、N和跷板组成的系统，角动量守恒ll/2CABMNh*解得演员N以u起跳，达到的高度：*4-1刚体的定轴转动4-2力矩转动定律转动惯量4-3角动量角动量守恒定律本章目录4-4力矩作功刚体定轴转动的动能定理4-0教学基本要求*4-5刚体的平面平行运动选择进入下一节：*力的空间累积效应：力的功、动能、动能定理．力矩的空间累积效应：力矩的功、转动动能、动能定理．*力矩的功：一　力矩作功比较*二　力矩的功率比较三　转动动能*四　刚体绕定轴转动的动能定理——刚体绕定轴转动的动能定理比较*以子弹和沙袋为系统动量守恒；角动量守恒；机械能不守恒.讨论子弹击入沙袋细绳质量不计*子弹击入杆以子弹和杆为系统机械能不守恒．角动量守恒；动量不守恒；*圆锥摆圆锥摆系统动量不守恒；角动量守恒；机械能守恒．*例1留声机的转盘绕通过盘心垂直盘面的轴以角速率作匀速转动．放上唱片后，唱片将在摩擦力作用下随转盘一起转动．设唱片的半径为R，质量为m，它与转盘间的摩擦系数为，求：(1)唱片与转盘间的摩擦力矩；(2)唱片达到角速度时需要多长时间；(3)在这段时间内，转盘的驱动力矩做了多少功？*Rrdrdlo解(1)如图取面积元ds=drdl，该面元所受的摩擦力为此力对点o的力矩为*于是，在宽为dr的圆环上，唱片所受的摩擦力矩为Rrdrdlo*(3)由可得在0到t的时间内，转过的角度为(2)由转动定律求，(唱片J=mR2/2)（作匀加速转动）驱动力矩做的功为由可求得*例2一长为l,质量为m的竿可绕支点O自由转动．一质量为m’、速率为v的子弹射入竿内距支点为a处，使竿的偏转角为30o.问子弹的初速率为多少?解　子弹、竿组成一系统，应用角动量守恒*射入竿后，以子弹、细杆和地球为系统，E=常量．解得：*4-1刚体的定轴转动4-2力矩转动定律转动惯量4-3角动量角动量守恒定律本章目录4-4力矩作功刚体定轴转动的动能定理4-0教学基本要求*4-5刚体的平面平行运动选择进入下一节：静电场　第五章*5-1电荷量子化电荷守恒定律5-2库仑定律5-3电场强度5-4电场强度通量高斯定理5-0教学基本要求*5-5密立根测定电子电荷的实验物理学第五版本章目录*5-8电场强度与电势梯度5-6静电场的环路定理电势能5-7电势物理学第五版本章目录*5-0教学基本要求一掌握描述静电场的两个基本物理量——电场强度和电势的概念，理解电场强度是矢量点函数，而电势V则是标量点函数.二理解静电场的两条基本定理——高斯定理和环路定理，明确认识静电场是有源场和保守场.*三掌握用点电荷的电场强度和叠加原理以及高斯定理求解带电系统电场强度的方法；能用电场强度与电势梯度的关系求解较简单带电系统的电场强度.四了解电偶极子概念，能计算电偶极子在均匀电场中的受力和运动.5-0教学基本要求*5-1电荷量子化电荷守恒定律5-2库仑定律5-3电场强度5-4电场强度通量高斯定理5-0教学基本要求*5-5密立根测定电子电荷的实验选择进入下一节：本章目录*一电荷的量子化1种类:4电荷的量子化:2性质:正电荷，负电荷库仑（C）同种相斥，异种相吸3单位:*二电荷守恒定律不管系统中的电荷如何迁移，系统的电荷的代数和保持不变.（自然界的基本守恒定律之一）*本章目录5-1电荷量子化电荷守恒定律5-2库仑定律5-3电场强度5-4电场强度通量高斯定理5-0教学基本要求*5-5密立根测定电子电荷的实验选择进入下一节：*库仑(C.A.Coulomb17361806）法国物理学家，1785年通过扭秤实验创立库仑定律,使电磁学的研究从定性进入定量阶段.电荷的单位库仑以他的姓氏命名.*库仑定律为真空电容率点电荷：抽象模型受的力*大小：方向：和同号相斥，异号相吸.*本章目录5-1电荷量子化电荷守恒定律5-2库仑定律5-3电场强度5-4电场强度通量高斯定理*5-5密立根测定电子电荷的实验选择进入下一节：5-6静电场的环路定理电势能*一静电场静电场:静止电荷周围存在的电场电荷电场电荷物质实物场*二电场强度1试验电荷点电荷电荷足够小2电场强度场源电荷试验电荷*单位:和试验电荷无关电荷q受电场力:定义:单位正试验电荷所受的电场力场源电荷试验电荷*三点电荷电场强度+-P*四电场强度叠加原理点电荷系的电场*电荷连续分布的电场电荷体密度+*电荷面密度电荷连续分布的电场+*电荷线密度电荷连续分布的电场*电偶极矩(电矩)五电偶极子的电场强度电偶极子的轴+-*（1）轴线延长线上一点的电场强度..+-*..+-*（2）轴线中垂线上一点的电场强度.+-.*例1正电荷q均匀分布在半径为R的圆环上.计算通过环心点O并垂直圆环平面的轴线上任一点P处的电场强度.*解故由于*（1）（2）（3）讨论*例2有一半径为R，电荷均匀分布的薄圆盘，其电荷面密度为.求通过盘心且垂直盘面的轴线上任意一点处的电场强度.*解rdr*讨论*本章目录5-2库仑定律5-3电场强度5-4电场强度通量高斯定理*5-5密立根测定电子电荷的实验选择进入下一节：5-6静电场的环路定理电势能5-7电势*一电场线(1)切线方向为电场强度方向1规定2特点(1)始于正电荷，止于负电荷，非闭合线.典型电场的电场线分布图形(2)疏密表示电场强度的大小(2)任何两条电场线不相交.*二电场强度通量通过电场中某个面的电场线数1定义2表述匀强电场，垂直平面时.*二电场强度通量通过电场中某个面的电场线数1定义2表述匀强电场，与平面夹角.*非匀强电场，曲面S.*非均匀电场，闭合曲面S.“穿出”“穿进”*例1三棱柱体放置在如图所示的匀强电场中.求通过此三棱柱体的电场强度通量.解S1S2*S1S2*在点电荷q的电场中，通过求电场强度通量导出.三高斯定理1高斯定理的导出高斯定理库仑定律电场强度叠加原理*高斯高斯(C.F.Gauss17771855）德国数学家、天文学家和物理学家，有“数学王子”美称，他与韦伯制成了第一台有线电报机和建立了地磁观测台，高斯还创立了电磁量的绝对单位制.*点电荷位于球面中心+*点电荷在闭合曲面内+*+点电荷在闭合曲面外*点电荷系的电场**在真空中静电场，穿过任一闭合曲面的电场强度通量，等于该曲面所包围的所有电荷的代数和除以.2高斯定理高斯面*3高斯定理的讨论(1)高斯面：闭合曲面.(2)电场强度为所有电荷在高斯面上的总电场强度.(3)电场强度通量：穿出为正，穿进为负.(4)仅高斯面内电荷对电场强度通量有贡献.*四高斯定理应用举例用高斯定理求电场强度的一般步骤为：对称性分析；根据对称性选择合适的高斯面；应用高斯定理计算.*Q例2设有一半径为R,均匀带电Q的球面.求球面内外任意点的电场强度.对称性分析：球对称解高斯面：闭合球面(1)R*(2)Q*例3设有一无限长均匀带电直线，单位长度上的电荷，即电荷线密度为，求距直线为r处的电场强度.解++++++对称性分析与高斯面的选取*例4设有一无限大均匀带电平面，电荷面密度为，求距平面为r处某点的电场强度.解对称性分析与高斯面的选取**无限大带电平面的电场叠加问题*正点电荷与负点电荷的电场线一对等量异号点电荷的电场线一对不等量异号点电荷的电场线带电平行板电容器的电场线一对等量正点电荷的电场线典型电场的电场线分布图形*+正点电荷与负点电荷的电场线-*一对等量正点电荷的电场线++*-+一对等量异号点电荷的电场线*一对不等量异号点电荷的电场线-q2q*+++++++++++++-------------带电平行板电容器的电场线*本章目录5-3电场强度5-4电场强度通量高斯定理*5-5密立根测定电子电荷的实验选择进入下一节：5-8电场强度与电势梯度5-6静电场的环路定理电势能5-7电势*一静电场力所做的功点电荷的电场*结论:W仅与q0的始末位置有关，与路径无关.*任意带电体的电场结论：静电场力做功，与路径无关.（点电荷的组合）*二静电场的环路定理静电场是保守场结论：沿闭合路径一周，电场力作功为零.*三电势能静电场是保守场，静电场力是保守力.静电场力所做的功就等于电荷电势能增量的负值.电场力做正功，电势能减少.*令试验电荷q0在电场中某点的电势能，在数值上等于把它从该点移到零势能处静电场力所作的功.*本章目录5-3电场强度5-4电场强度通量高斯定理*5-5密立根测定电子电荷的实验选择进入下一节：5-8电场强度与电势梯度5-6静电场的环路定理电势能5-7电势*一电势B点电势A点电势，令令*电势零点的选取：物理意义：把单位正试验电荷从点A移到无限远处时静电场力作的功.有限带电体以无穷远为电势零点，实际问题中常选择地球电势为零.*将单位正电荷从A移到B时电场力作的功电势差几种常见的电势差（V）生物电10-3普通干电池1.5汽车电源12家用电器110或220高压输电线已达5.5105闪电108109*静电场力的功原子物理中能量单位:电子伏特eV*二点电荷电场的电势令*三电势的叠加原理点电荷系*电荷连续分布时*计算电势的方法（1）利用已知在积分路径上的函数表达式有限大带电体，选无限远处电势为零.（2）利用点电荷电势的叠加原理*例1正电荷q均匀分布在半径为R的细圆环上.求环轴线上距环心为x处的点P的电势.解*讨论*通过一均匀带电圆平面中心且垂直平面的轴线上任意点的电势.*例2真空中有一电荷为Q，半径为R的均匀带电球面.试求（1）球面外两点间的电势差；（2）球面内两点间的电势差；（3）球面外任意点的电势；（4）球面内任意点的电势.*解（1）（2）*（3）令（4）*例3“无限长”带电直导线的电势.解令讨论：能否选*本章目录5-3电场强度5-4电场强度通量高斯定理*5-5密立根测定电子电荷的实验选择进入下一节：5-8电场强度与电势梯度5-6静电场的环路定理电势能5-7电势*一等势面电荷沿等势面移动时，电场力做功为零.电场中电势相等的点所构成的面.某点的电场强度与通过该点的等势面垂直.*任意两相邻等势面间的电势差相等.用等势面的疏密表示电场的强弱.　等势面越密的地方，电场强度越大.点电荷的电场线与等势面-*两平行带电平板的电场线和等势面++++++++++++-+一对等量异号点电荷的电场线和等势面*二电场强度与电势梯度*电场中某一点的电场强度沿任一方向的分量，等于这一点的电势沿该方向单位长度上电势变化率的负值.*方向由高电势处指向低电势处大小低电势高电势*电场强度等于电势梯度的负值求电场强度的三种方法利用电场强度叠加原理利用高斯定理利用电势与电场强度的关系*例1用电场强度与电势的关系，求均匀带电细圆环轴线上一点的电场强度.解*例2求电偶极子电场中任意一点A的电势和电场强度.解-+*-+*-+*-+*本章目录5-1电荷量子化电荷守恒定律5-2库仑定律5-3电场强度5-4电场强度通量高斯定理5-0教学基本要求*5-5密立根测定电子电荷的实验选择进入下一节：静电场中的导体和电介质第六章*本章目录6-1静电场中的导体6-2静电场中的电介质6-3电位移有介质时的高斯定理6-4电容电容器6-5静电场的能量和能量密度6-0教学基本要求**6-6电容器的充放电*6-7静电的应用本章目录*6-0教学基本要求一掌握静电平衡的条件，掌握导体处于静电平衡时的电荷、电势、电场分布.二了解电介质的极化机理，掌握电位移矢量和电场强度的关系.理解电介质中的高斯定理，并会用它来计算电介质中对称电场的电场强度.*四理解电场能量密度的概念，掌握电场能量的计算.6-0教学基本要求三掌握电容器的电容，能计算常见电容器的电容.*本章目录6-1静电场中的导体6-2静电场中的电介质6-3电位移有介质时的高斯定理6-4电容电容器6-5静电场的能量和能量密度6-0教学基本要求选择进入下一节：*+++++++++感应电荷一静电平衡条件1静电感应+*++++++++2静电平衡*静电平衡条件：（1）导体内部任何一点处的电场强度为零；（2）导体表面处电场强度的方向，都与导体表面垂直.*++++++导体表面为等势面推论：导体为等势体导体内各点电势相等*二静电平衡时导体上电荷的分布++++++++++结论：导体内部无净电荷，　　　电荷只分布在导体表面.1　实心导体高斯面实心带电导体*2　空腔导体空腔内无电荷时电荷分布在表面内表面？外表面？空腔带电导体高斯面*若内表面带电，必等量异号结论：空腔内无电荷时，电荷分布在外表面,　　　内表面无电荷.与导体是等势体矛盾－＋高斯面++++++++++空腔带电导体*空腔内有电荷时结论:空腔内有电荷+q时，空腔内表面有感应电荷-q，外表面有感应电荷+q．+高斯面qq-q空腔导体*作扁圆柱形高斯面3导体表面附近场强与电荷面密度的关系+++++++S*4　导体表面电荷分布规律++++++++++*带电导体尖端附近的电场特别大，可使尖端附近的空气发生电离而成为导体产生放电现象．尖端放电现象*<电风实验>+++++++*避雷针必须可靠接地带电云避雷针的工作原理++++－－－－－++－+*三静电屏蔽1　屏蔽外电场用空腔导体屏蔽外电场2　屏蔽内电场++++++++接地空腔导体屏蔽内电场*例有一外半径R1=10cm，内半径R2=7cm的金属球壳，在球壳中放一半径R3=5cm的同心金属球，若使球壳和球均带有q=10-8C的正电荷，问两球体上的电荷如何分布？球心电势为多少？*解作球形高斯面作球形高斯面*球体上的电荷分布如图（球壳内表面带，外表面带）**R1=10cm，R2=7cmR3=5cm，q=10-8C*本章目录6-1静电场中的导体6-2静电场中的电介质6-3电位移有介质时的高斯定理6-4电容电容器6-5静电场的能量和能量密度6-0教学基本要求选择进入下一节：*一电介质对电场的影响相对电容率相对电容率电容率+++++++-------+++++++-------*二电介质的极化无极分子：（氢、甲烷、石蜡等）有极分子：（水、