物理学第二章牛顿运动定律

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1、第二章牛顿运动定律运动学：研究如何描述物体运动基本问题：已知某一方面求另外两个面解决问题的武器：根据概念的定义进行微积分运算动力学：研究外界作用与与物体运动的关系基本问题：已知运动求力，或已知力求运动解决问题的武器：牛顿定律，动量定理及其守恒定律，能量定理及其守恒定律，角动量定理及其守恒定律1、牛顿第一定律任何物体都保持静止或匀速直线运动的状态，直到其它物体对它作用的力迫使它改变这种状态为止。§2-1牛顿第一定律和第三定律几点说明和注意1、第一定律说明任何物体都具有惯性,牛顿第一定律又叫惯性定律。2、当物体受到其他物体作用时才会改变其运动状态,即其他物体的作用是物体改变运动状态的原因。3、牛顿

2、第一定律是理想化抽象思维的产物，不能用实验严格验证。牛顿第一定律成立的参考系，叫惯性系。4、某参考系是否可看作惯性系，只能根据观察和实验来确定。5、相对惯性系做匀速直线运动的参考系也是惯性系。2、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。作用力与反作用力总是大小相等方向相反成对地出现，它们同时出现，同时消失。(2)作用力和反作用力是性质相同的力。两点说明：(3)第三定律表明内力之和为零。地球例分析物体间的相互作用力§2-2常见力和基本力1、重力重力：在地球表面的物体，受到地球的吸引而使物体受到的力。注意，由于地球自转，重力并不是地球的引力，

3、而是引力沿竖直方向的一个分力，地球引力的另一个分力提供向心力。北极南极ooP重力的存在主要是由于地球对物体的引力，在地面附近和一些要求精度不高的计算中，可以认为重力近似等于地球的引力。2、弹力弹性力：两个相互接触并产生形变的物体企图恢复原状而彼此互施作用力。方向:始终与使物体发生形变的外力方向相反。条件：物体间接触，物体的形变。三种表现形式：(1)两个物体通过一定面积相互挤压；方向:垂直于接触面指向对方。大小:取决于挤压程度。(2)绳对物体的拉力；(3)弹簧的弹力；x大小：取决于绳的收紧程度。方向：沿着绳指向绳收紧的方向。弹性限度内，弹性力满足胡克定律：方向：指向要恢复弹簧原长的方向。3、

4、摩擦力摩擦力：两个相互接触的物体在沿接触面相对运动时，或者有相对运动趋势时，在它们的接触面间所产生的一对阻碍相对运动或相对运动趋势的力。方向：与物体相对运动或相对运动趋势的方向相反。条件：表面接触挤压；相对运动或相对运动趋势。最大静摩擦力滑动摩擦力其中s为静摩擦系数，k为滑动摩擦系数。它们与接触面的材料和表面粗糙程度有关。4、万有引力万有引力：存在于一切物体间的相互吸引力。牛顿万有引力定律:其中m1和m2为两个质点的质量，r为两个质点的距离，G0叫做万有引力常量。重力是由地球对它表面附近的物体的引力引起的，忽略地球自转的影响，物体所受的重力就等于它所受的万有引力。§2-3牛顿第二定律及其微

5、分形式1、牛顿第二定律牛顿第二定律：物体受到外力作用时，它所获得的加速度的大小与外力的大小成正比，并与物体的质量成反比，加速度的方向与外力的方向相同。对应单位：讨论：(1)质量的理解：质量是惯性的量度。不受外力保持运动状态不变；一定外力作用时，质量越大，加速度越小，运动状态越难改变；质量越小，加速度越大，运动状态容易改变。因此，这里的质量叫做惯性质量。(2)瞬时性的理解：定律中的力和加速度都是瞬时的，同时存在，同时消失。牛顿第二定律(3)叠加原理：几个力同时作用在一个物体上，物体产生的加速度等于每个力单独作用时产生的加速度的叠加。力同时作用在物体上，分别表示合力、合加速度，分别表示各个力产生的

6、加速度。直角坐标系中的分量形式自然坐标系中的分量形式2、牛顿第二定律的微分形式牛顿第二定律原文意思：运动的变化与所加的动力成正比，并且发生在这力所沿直线的方向上。这里的“运动”指物体的质量和速度矢量的乘积。牛顿第二定律实质上是：或牛顿第二的微分形式牛顿第二的微分形式牛顿第二定律的微分形式速度远低于光速时，过渡为牛顿第二定律的微分形式是基本的普遍形式，适用于高速运动情况与变质量问题。注意：牛顿定律只适用于质点、惯性系§2-4牛顿运动定律应用举例(1)确定研究对象(2)分析运动情况，判断加速度(3)使用隔离法分析受力情况，作出受力图(4)建立坐标系，根据牛顿第二运动定律列方程(5)求解，进行讨论解

7、题步骤：两类力学问题：已知力求运动已知运动求力1.常力作用下的连结体问题例题2-1电梯中的连接体例题2-2小车上的摆锤例题2-3圆锥摆2.变力作用下的单体问题例题2-4小球在水中竖直沉降的速度例题2-5细棒在水中的沉降速度例题2-1设电梯中有一质量可以忽略的滑轮，在滑轮两侧用轻绳悬挂着质量分别为m1和m2的重物A和B，已知m1>m2。当电梯(1)匀速上升，(2)匀加速上升时，求绳中的张力和物体A相