大学物理第二章运动定律与力学中的守恒定律.ppt

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1、牛顿定律第二章一、牛顿第一定律（Newtonfirstlaw）内容：任何物体都保持静止或匀速直线运动的状态，直到受到力的作用迫使它改变这种状态为止。(1).包含两个重要概念：惯性和力2-1牛顿定律固有特性惯性：物体保持原来运动状态的特性称惯性，故牛顿第一定律又叫惯性定律。力：力是改变物体运动状态的原因。(2).定义了惯性参考系因牛顿定律并不是在任何参考系中都成立，只有在某些特定参考系中才成立，就把这些特定参考系称为惯性参考系。（即按照在参照系中牛顿定律是否成立把参考系分为两类，惯性系与非惯性系）问题a=0时人和小球

2、的状态符合牛顿定律结论：牛顿定律成立的参照系称为惯性系。相对惯性系作加速运动的参照系是非惯性系。而相对惯性系作匀速直线运动的参照系也是惯性系。a≠0时人和小球的状态为什麽不符合牛顿定律？惯性系与非惯性系根据天文观察，以太阳系作为参照系研究行星运动时发现行星运动遵守牛顿定律，所以太阳系是一个惯性系。静止的参考系都是惯性系。实际无严格意义上的惯性系，它只是一个理想的物理模型。人们只是根据具体情况选近似惯性系处理问题，一般以地面为惯性系，相对一个惯性系静止或匀速运动的参考系都是惯性系。相对惯性系作加速运动的参照系是非惯性

3、系。二、牛顿第二定律（Newtonsecondlaw）在受到外力作用时，物体所获得的加速度的大小与外力成正比，与物体的质量成反比；加速度的方向与外力的矢量和的方向相同。(3)、迭加性：（力的叠加原理）（力的独立性原理）注意：(2)、瞬时性：之间一一对应(1)、只适用于质点当几个力同时作用在一个物体上时，物体的加速度等于每个力单独作用时产生的加速度的矢量叠加，也等于这几个力的合力所产生的加速度。这就是力的叠加原理。(4)、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：(5)、变质量问题（牛顿第二定律的普遍

4、形式）动量：（6）、定量的量度了惯性（用质量）惯性质量：牛顿第二定律中的质量常被称为惯性质量引力质量：式中被称为引力质量经典力学中不区分引力质量和惯性质量相同的力作用到不同物体上：三、牛顿第三定律（Newtonthirdlaw）两个物体之间的相互作用总是大小相等、方向相反，作用在同一直线上。作用力与反作用力：（1）瞬时性：它们总是成对出现，它们之间一一对应。（2）它们分别作用在两个物体上，绝不是平衡力。（3）它们一定是属于同一性质的力。牛顿力学的适用范围（1）只有在惯性系中才成立。（2）速度可以和光速相比时，物体质

5、量用相对论质量，仍可用牛顿第二定律的普遍形式处理。（3）宏观微观均适用（4）适用于实物间的作用不适用于场的相互作用。四、力学的相对性原理在S系中：在S´系中：在任何一个惯性系中牛顿定律都有完全相同的形式即：伽利略相对性原理或经典相对性原理力学规律对一切惯性系都是等价的力学的相对性原理：2-3几种常见的力（1）万有引力（2）重力（3）弹力（4）摩擦力当绳为轻绳，弹簧为轻弹簧时，内部张力处处相等。静摩擦力最大静摩擦力滑动摩擦力（方向和相对滑动的方向相反）注：摩擦力的方向是否一定和物体运动方向相反？运动物体受的摩擦力是否

6、一定是滑动摩擦力？答：不一定2-4牛顿定律的应用举例一类是已知作用在物体上的力，求物体的运动规律。步骤：（1）确定要研究的物体；（2）隔离物体分析受力；（3）建系列方程；（用F=ma的分量式）（4）解方程。另一类是已知物体的运动规律，求作用在物体上的力。方法：由已知求出物体的加速度，用F=ma的分量式可求出F。例1：质量为m的小球，用轻绳AB、BC连接，如图。求剪断绳AB前后的瞬间，绳BC中的张力比。解：剪断前分析：把剪断绳前及剪断绳后BC中的张力分别求出。小球静止加速度a=0受力平衡。ABCABC剪断后：小球以垂

7、直于BC的加速度a作弧线运动，可知小球此时所受合外力为该方向。a例2：质量为m的小球，在水中受的浮力为常力F，当它从静止开始沉降时，受到水的粘滞阻力为f=kv(k为常数），证明小球在水中竖直沉降的速度v与时间t的关系为fFmgax式中t为从沉降开始计算的时间证明：取坐标，作受力图。根据牛顿第二定律，有初始条件：t=0时v=0例3：如图，物体A、B质量相同，B在光滑水平桌面上，滑轮与绳的质量以及空气阻力均不计，滑轮与其轴间的摩擦也不计。系统无初速地释放，问物体A下落的加速度？BA分析：研究的对象就是AB两个物体，隔离

8、两物体分析受力列方程。对A：解：对B：又有：解方程得例4：在光滑的水平面上，设置一竖直圆筒，半径为R，一小球紧靠圆筒内壁运动，摩擦系数为，在t＝0时，球的速率为。求：任一时刻球的速率和运动距离。R作业：课本50页2-10（无摩擦）、2－1451页2-16、2－19、2-21复习课：第一章：质点运动学瞬时速度位置矢量加速度积分积分积分积分2、牛顿运动定律直角坐