《质点的运动定理》PPT课件

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1、一、掌握牛顿定律的基本内容及其适用条件，学会用隔离体法分析物体的受力情况，能用微积分方法求解简单的质点动力学问题。基本要求二、理解动量、冲量、功、动能、力矩、角动量等基本概念，掌握质点的动量定理、动能定理以及角动量定理。英国物理学家,经典物理学的奠基人.他对力学、光学、热学、天文学和数学等学科都有重大发现,其代表作《自然哲学的数学原理》是力学的经典著作.牛顿是近代自然科学奠基时期具有集前人之大成的贡献的伟大科学家.牛顿IssacNewton（1643－1727）2–1牛顿运动定律任何物体都要保持其静止或匀速直线运动状态，直

2、到外力迫使它改变运动状态为止.一、牛顿第一定律惯性和力的概念时，恒矢量任何物体都具有保持原有运动状态不变的性质——惯性(反映物体运动状态改变的难易程度)；力是改变物体运动状态的原因。牛顿第一定律是一条经验定律，它只能在特定的参考系中成立。地面参考系：（小球加速运动）车厢参考系：定义：牛顿运动定律适用的参考系叫做惯性参考系；反之，叫做非惯性参考系.（小球保持静止）判断某一实际参考系是不是惯性系，只有根据实际观察和实验来判断。甲乙amFTvm牛顿第一定律只在特定的参考系中成立。相对某个惯性参考系静止或作匀速直线运动的其他参考系

3、一定是惯性系；相对某个惯性参考系作加速运动的其他参考系一定不是惯性系，是非惯性系。二、牛顿第二定律动量为的物体，在合外力的作用下，其动量随时间的变化率应当等于作用于物体的合外力.（在研究地面上物体的运动时，地球可近似地看成是惯性参考系.）当时，为常量在直角坐标系中：牛顿第二定律既给出了力和运动的定量关系，也定义了物体的动量和惯性质量。应用牛顿第二定律时须注意：牛顿定律的研究对象是单个物体（质点）力的叠加原理瞬时关系质点在平面上作曲线运动时，在自然坐标系中：切向力法向力（物体间相互作用规律）三、牛顿第三定律地球两个物体之间作

4、用力F12和反作用力F21,沿同一直线,大小相等,方向相反,分别作用在两个物体上.例分析悬挂物体所受的力及其反作用力.(1)大小相等、方向相反，分别作用在不同物体上，同时存在、同时消失，它们不能相互抵消．(2)是同一性质的力．作用力与反作用力特点：注意四、几种常见的力和基本力引力常数重力地表附近m1m2r1.万有引力、重力3.摩擦力相互接触的两物体存在相对滑动（趋势）时，一物体施予另一物体的力。一般情况，m0略大于m。弹簧弹性力：静摩擦力F≤Fm=m0NPF滑动摩擦力F=mNfNN′2.弹性力形变物体恢复原状过程中，施予与

5、之接触物体的作用力。如压力、弹簧弹性力。自然界存在的四种基本相互作用＊以距源处强相互作用的力强度为1力的种类相互作用的物体力的强度力程万有引力一切质点无限远弱力大多数粒子小于电磁力电荷无限远强力核子、介子等＊4.基本力温伯格萨拉姆格拉肖弱相互作用电磁相互作用电弱相互作用理论三人于1979年荣获诺贝尔物理学奖.鲁比亚,范德米尔实验证明电弱相互作用，1984年获诺贝尔奖.电弱相互作用强相互作用万有引力作用“大统一”（尚待实现）1）确定研究对象进行受力分析；（隔离物体，画受力图）2）取坐标系、列方程（一般用分量式）；3）利用其它

6、的约束条件列补充方程；4）先用文字符号求解，后带入数据计算结果；5）对结果进行讨论。运用牛顿定律解题的基本思路五、牛顿定律的应用举例求导求导积分积分F=ma例1.一段路面水平的公路，转弯处轨道半径为R，汽车轮胎与路面间的摩擦系数为m，要使汽车不发生侧向打滑，汽车在该处的行驶速率(A)不得小于(B)不得大于(D)还应由汽车的质量M决定(C)必须等于RfmgNyn例2．如图，质量为m的小球，用轻绳AB、BC连接，其中AB水平．剪断绳AB前、后的瞬间，绳BC中的张力比T:T′=____________________．fmgTy

7、xmgT′tn剪断前,剪断瞬间,例3．一质量为m的物体，最初静止于x0处,在力F=-k/x2的作用下沿直线运动，试证明：物体在任意位置x处的速度为：证:例4．质量m＝2.0kg的均匀绳，长L＝1.0m，两端分别连接重物A和B，mA＝8.0kg，mB＝5.0kg，今在B端施以大小为F＝180N的竖直拉力，使绳和物体向上运动，求距离绳的下端为x处绳中的张力T(x)．解设…六、力学相对性原理2）对于不同惯性系，牛顿力学的规律都具有相同的形式，与惯性系的运动无关.1）凡相对于惯性系作匀速直线运动的一切参考系都是惯性系.伽利略相对性

8、原理结论为常量车厢由匀速变为加速运动相对地面作加速运动的车厢是非惯性系，在非惯性系中牛顿定律不再适用。在非惯性系中引入惯性力七、非惯性系惯性力或在非惯系中，牛顿第二定律形式上可表示为：惯性力是一种虚拟力，没有施力物体，它是物体惯性在非惯性系中的表现。转动参考系中也存在“F≠0，a′=0”的现象，这表明此