大学物理第三版B版张三慧编所有课件.ppt

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1、《大学物理学》（力学）第二章运动与力12.1牛顿运动定律2.2牛顿定律应用举例2.3伽里略相对性原理、非惯性系、惯性力第二章运动与力2一、牛顿第一定律(惯性定律)1、惯性维持原运动状态的属性惯性定律在其中严格成立的参考系任何物体如果没有力作用在它上面，都将保持静止的或作匀速直线运动的状态。重要概念2、力物体之间的相互作用，是改变运动状态的原因。3、惯性参考系（惯性系）§2.1牛顿运动定律3最好的惯性系：FK4系是由1535个恒星平均静止位形作为基准的参考系哪些参考系是惯性系呢？只能靠实验来确定相对已知惯性系匀速运动的参考系也是惯性系目前惯性系的认识情况是稍好点的惯性系：太阳

2、一般工程上可用的惯性系地球(地心或地面)4二、牛顿第二定律定义质点动量：某时刻质点受的合力为,则合力与动量的变化率有关系：在牛顿力学范围内由于质量测量与运动无关，所以常见到关系是：5两式统一的证明:6重要概念与要点质点惯性大小的量度1、惯性质量2、定量化3、瞬时性、矢量性、叠加性内容:作用与反作用三、牛顿第三定律12F12F217牛顿定律适用的条件：重要概念施力与受力同时出现同时消失属于同一性质的力（2）惯性系（1）质点（3）宏观低速运动8两类问题：已知运动求力已知力求运动桥梁是加速度解题步骤：确定质点分析运动画隔离体受力图列方程解方程2.2牛顿定律应用举例9例题1、考虑空

3、气阻力的落体运动（变力,直角坐标系）已知：求：解：第二步：列牛顿定律方程第一步：画质点m的受力图第三步：解方程:(1)分离变量;(2)两边分别积分。（请同学们自解）10例题2、单摆质量为m，摆线绳长为l，在竖直面内摆动。开始时,摆线水平，从静止开始释放。求任意时刻绳中的张力T和加速度a。解：（变力自然坐标系）原理式运动学关系式(4)解出11讨论1）是普遍解,适用于任意位置。2）特例：12例题3、粗绳的张力拉紧的绳中任一截面两侧的两部分之间的相互作用力称该截面处的张力----弹性力如图，质量均匀分布的粗绳拉重物。已知：求：距顶端为x米处绳中的张力。13解：对绳用牛顿第二定律若

4、若绳的质量可以忽略，则张力等于外力。解出：14§2.3伽里略相对性原理非惯性系惯性力一切彼此做匀速直线运动的惯性系，对于描写机械运动的力学规律来说是完全等价的。一、伽利略相对性原理S系S'系15牛顿力学速度与惯性系有关(相对性)同时的绝对性时间的测量长度的测量与惯性系无关二、经典（牛顿）力学时空观1、惯性系牛顿第一定律定义的参考系相对于惯性系做匀速直线运动的参考系也是惯性系三、惯性系非惯性系*162、非惯性系相对于一个已知惯性系做加速运动的参考系牛顿第二定律必须在惯性系中使用；四、惯性力非惯性系中，怎么方便地使用牛顿第二定律？办法是：在分析受力时，只需加上某种“虚拟”的力（

5、称为惯性力），就可在非惯性系中使用牛顿第二定律的形式。171、平动加速参考系的(平移)惯性力地面火车设：地面参考系为惯性系火车参考系相对地面参考系加速平动,加速度为。质点在火车参考系中运动的加速度为在地面参考系中可使用牛顿第二定律（1）在火车参考系中形式上使用牛顿第二定律（2）18质点在火车(非惯性系)中运动受到惯性力作用惯性力在非惯性系中牛顿第二定律的形式为惯性力是参考系加速运动引起的附加力本质上是物体惯性的体现它不是物体间的相互作用没有反作用力但有真实的效果19例题4、一质量为60kg的人，站在电梯中的磅秤上，当电梯以0.5m/s2的加速度匀加速上升时，磅秤上指示的读数

6、是多少？试用惯性力的方法求解。解：取电梯为参考系（非惯性系）GN人相对于电梯静止，则磅秤上的读数不等于物体所受的重力G,为什么?当电梯加速上升时，N>G,这种情况叫做“超重”;当电梯加速下降时，N

7、2惯性离心力在匀速转动的参考系上考察一个静止物体m则物体的惯性离心力为转盘相对惯性系的加速度是2、匀速转动参考系（非惯性系）的惯性力23例题6、一小物体放在一绕竖直轴匀速转动的漏斗壁上。漏斗壁与水平面成θ角，小物体与壁间的静摩擦系数为μ，小物体中心与轴的距离为r。为使小物体在漏斗壁上静止不动，求漏斗的角速度ω必须满足的条件。解（1）当漏斗转速较小时，小物体有下滑趋势。x方向y方向以漏斗为参考系24（2）当漏斗转速较大时，小物体有上滑趋势。同理，可得ω必须满足如下条件以漏斗为参考系作业2.5、2.7、2.18、2.2