[理学]牛顿运动定律

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1、第2章牛顿运动定律（Newton’slawsofmotion）§2.1牛顿运动定律§2.2常见的几种力§2.3基本的自然力§2.5非惯性系与惯性力§2.4应用牛顿定律解题牛顿我不知道世人将如何看我，但是，就我自己看来，我好象不过是一个在海滨玩耍的小孩，不时地为找到一个比通常更光滑的贝壳而感到高兴，但是，有待探索的真理的海洋正展现在我的面前。1§2.1牛顿定律一、第一定律1、内容任何物体都保持静止或沿一条直线作匀速运动状态，除非作用在它上面的力迫使它改变这种状态。2、讨论①惯性是物体保持其运动状态不变的特性，是物体的固有属性.（惯性定律）②定性地定义了力

2、的概念：力表示物体间的相互作用.力的作用效果是使物体的运动状态改变或使物体形状发生变化.③定义了惯性系—第一定律在其中成立的参考系.④是大量观察与实验事实的抽象与概括.2物体所受的合外力等于物体动量的瞬时变化率。数学形式：质量不变时:特点：瞬时性；迭加性；矢量性；惯性的定量量度.之间一一对应2.叠加性：二、第二定律（牛顿运动方程）普遍形式.1.瞬时性：33、矢量性：具体运算时应写成分量式直角坐标系中：自然坐标系中：4、惯性的量度：质量4三.牛顿第三定律两个物体之间的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。作用力、反作用力，

3、分别作用于二物体，各产生其效果；(2)作用力和反作用力是性质相同的力。两点说明：5牛顿定律适用范围：（1）适用于惯性系.（2）适用于低速运动，是相对论力学的低速近似.（3）适用于宏观物体，是量子力学的宏观近似。（4）适用于实物，不完全适用于场。6§2.2常见的几种力一切物体之间都存在互相吸引的万有引力。1.万有引力引力的方向在连线方向，相互吸引。质点之间万有引力的基本规律ME为地球质量R为地球半径地球表面物体受到地球的吸引作用，这种因地球吸引而物体受到的力，称为重力。2.重力令则7★弹簧的弹力：F=-kx★正压力：★张力:3.弹力4.摩擦力★静摩擦力★

4、滑动摩擦力Ff静摩擦系数正压力滑动摩擦系数85.流体阻力物体和流体有相对运动时会受支流体的阻力。该阻力的方向与相对运动方向相反，大小和相对速度的大小有关。终极速率：流体阻力随速度增大而增大，与重力平衡时物体将以匀速下落。该速率称做终极速率。（见P53例2.4）96.表面张力物体表面各部分之间存在着的相互拉紧的作用力.力的方向沿液面并垂直于夜面的边界线，力的大小和边界线的长度成正比,即式中比例系数γ（N/m）叫做表面张力系数，其大小决定于液体的种类和温度.由于表面张力，物体表面有收缩趋势.自然现象中的液滴、露珠、肥皂泡、天体呈球形等，都可归于演变过程中表

5、面张力作用的结果.（见P54例2.7）101.电磁力§2.3基本的自然力*电磁力：存在于静止电荷之间的电性力以及存在于运动电荷之间的磁性力，本质上相互联系，总称为电磁力。分子或原子都是由电荷系统组成，它们之间的作用力本质上是电磁力。例如：物体间的弹力、摩擦力，气体的压力、浮力、粘滞阻力。2.强力强力：亚微观领域，存在于核子、介子和超子之间的、把原子内的一些质子和中子紧紧束缚在一起的一种力。作用范围：113.弱力弱力：亚微观领域内的另一种短程力，导致衰变放出电子和中微子的重要作用力。四种基本力的比较力类型项目万有引力电磁力强力弱力力程长程长程短程短程作

6、用范围0~0~<10-15m<10-15m相邻质子力的大小10-34N102N104N10-2N12§2.3应用牛顿定律解题动力学的典型问题可以归结为以下两类：一.已知作用于物体上的力，讨论物体的运动情况；二.已知物体的运动情况，推究作用于物体上的力。基本解题步骤：1.隔离物体，分析受力；2.建立坐标系，列出分量式；3.求解（先作文字运算，后代数据）；4.必要时作简单讨论。13举例:教材P51~例2.1皮带运砖.匀速.解:受力分析;建立坐标,列出牛顿运动方程,问:为什么不能用此时不是最大静摩擦.Nmgfsv(常力作用下的连接体问题)14例2.2双体

7、连接.1)相对静止;2)加速运动;3)张力为零.解:受力分析;建立坐标,列出牛顿运动方程,a2Tm2gm2FTa1m1yOX负号意义?与假设相反!(1)(2)15(3)若T=0,则a2=g,即m2自由下落.此时有负号意义?与图示相反!推动物体,使张力为零.a2Tm2gm2FTa1m1yOX16例2.5圆周运动.解:受力分析;建立坐标,列出牛顿运动方程,法向由于所以即由此得fsNmg17θlomθvnτTmg解:受力分析;建立坐标,列出牛顿运动方程,法向：（1）确定研究对象：珠子（2）选参照系——地面（惯性系）（3）在参照系上建立自然坐标系；（4）隔离物

8、体分析力：（5）运用牛顿第二定律列方程：重力、拉力例2.3珠子下落.(变力作用下的单体问题)1