《牛顿运动定律》ppt课件

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1、第2章牛顿运动定律上图为安装在纽约联合国总部的傅科摆§2.1牛顿运动三定律任何质点都保持静止或匀速直线运动状态，直到其它物体作用的力迫使它改变这种状态为止。第一定律引进了二个重要概念惯性——质点不受力时保持静止或匀速直线运动状态的的性质,其大小用质量量度。力——使质点改变运动状态的原因质点处于静止或匀速直线运动状态时：(静力学基本方程)一.牛顿第一定律••二.牛顿第二定律某时刻质点动量对时间的变化率正比与该时刻作用在质点上所有力的合力。取适当的单位，使k=1，则有当物体的质量不随时间变化时直角坐标系

2、下为•讨论(1)第二定律只适用于质点的运动情况自然坐标下物体在运动中质量有所增减,如火箭、雨滴问题。高速（v>106m/s)运动中,质量与运动速度相关,如相对论效应问题。(2)以下两种情况下，质量不能当常量•••三.牛顿第三定律第三定律揭示了力的两个性质成对性——物体之间的作用是相互的。同时性——相互作用之间是相互依存，同生同灭。当物体A以力作用于物体B时，物体B也同时以力作用于物体A上，和总是大小相等，方向相反，且在同一直线上。••讨论第三定律是关于力的定律，它适用于接触力。对于非接触的两个物体间

3、的相互作用力，由于其相互作用以有限速度传播，存在延迟效应。§2.2力学中常见的几种力一.万有引力质量为m1、m2，相距为r的两质点间的万有引力大小为用矢量表示为说明(1)依据万有引力定律定义的质量叫引力质量，常见的用天平称量物体的质量，实际上就是测引力质量；依据牛顿第二定律定义的质量叫惯性质量。实验表明：对同一物体来说，两种质量总是相等。如图所示，一质点m旁边放一长度为L、质量为M的杆，杆离质点近端距离为l。解例该系统的万有引力大小。求当l>>L时(2)万有引力定律只直接适用于两质点间的相互作用杆与

4、质点间的万有引力大小为质点与质量元间的万有引力大小为(3)重力是地球对其表面附近物体万有引力的分力为物体所处的地理纬度角设地球半经为R，质量为M，物体质量为m，考虑地球自转后物体重力为二.弹性力当两宏观物体有接触且发生微小形变时，形变的物体对与它接触的物体会产生力的作用，这种力叫弹性力。•在形变不超过一定限度内，弹簧的弹性力遵从胡克定律•绳子在受到拉伸时，其内部也同样出现弹性张力。•无形变，无弹性力设绳子MN两端分别受到的拉力为和。MNP想象把绳子从任意点P切开，使绳子分成MP和NP两段，其间的作用

5、力大小T叫做绳子在该点P的张力。如图所示。设绳子以垂直加速度运动，绳子质量线密度为，则其上任一小段l满足下列方程l由方程看出：一般情况下，绳子上各处的张力大小是不相等的，但在绳子的质量可以忽略不计时，绳子上各处的张力相等。•四.摩擦力当两相互接触的物体彼此之间保持相对静止，且沿接触面有相对运动趋势时，在接触面之间会产生一对阻止上述运动趋势的力，称为静摩擦力。1.静摩擦力说明静摩擦力的大小随引起相对运动趋势的外力而变化。最大静摩擦力为fmax=µ0N2.滑动摩擦力两物体相互接触，并有相对滑动时，

6、在两物体接触处出现的相互作用的摩擦力，称为滑动摩擦力。(µ0为最大静摩擦系数，N为正压力)(µ为滑动摩擦系数)§2.3牛顿运动定律的应用一.微分问题例解二.积分问题求物体受到的力已知一物体的质量为m,运动方程为已知运动状态，求质点受到的合力已知质点受到的合力，求运动状态。与质点运动学相似，质点动力学问题大体可分为两类问题。设一高速运动的带电粒子沿竖直方向以v0向上运动，从时刻t=0开始粒子受到F=F0t水平力的作用，F0为常量，粒子质量为m。水平方向有例解粒子的运动轨迹。求运动轨迹为竖直方向有设一物

7、体在离地面上空高度等于地球半径处由静止落下。在地面附近有以地心为坐标原点，物体受万有引力解可得：例它到达地面时的速度（不计空气阻力和地球的自转）。求例在竖直向上方向建坐标，地面为原点（如图）.设压力为N解Oyly取整个绳为研究对象一柔软绳长l，线密度r，一端着地开始自由下落.求下落到任意长度y时刻，给地面的压力为多少？以初速度v0竖直向上抛出一质量为m的小球，小球除受重力外，还受一个大小为αmv2的粘滞阻力。解例求小球上升的最大高度。装沙子后总质量为M的车由静止开始运动，运动过程中合外力始终为f，每

8、秒漏沙量为。解取车和沙子为研究对象，地面参考系如图，t=0时v=0例fx求车运动的速度。即§2.4牛顿运动定律的适用范围一.惯性系甲乙m——牛顿定律适用——牛顿定律不适用有力地面参考系中的观察者甲：运动车厢参考系中的观察者乙：有力和加速度即无加速度惯性系：牛顿运动定律适用的参照系结论：牛顿第二定律不能同时适用于上述两种参考系讨论(2)相对于一惯性系作匀速直线运动的参照系都是惯性系。(1)严格的惯性系是关于参照系的一种理想模型。大多数情况下，通常取地面参照系为惯性参照