力学4-牛顿定律及应用物理学的单位制和量纲

《力学4-牛顿定律及应用物理学的单位制和量纲》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、第二章牛顿运动定律§2-1牛顿运动三定律§2-2力学中几种常见的力研究对象：质点研究内容：物体间相互作用，以及由此引起的物体机械运动状态变化的规律。§2-3牛顿运动定律的应用§2-4牛顿运动定律的适用范围8/4/20211第二章牛顿运动定律一、牛顿第一定律（惯性定律）§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。第一定律引进了三个重要概念:——保持其原有运动状态不变的特性任何物体都具有惯性。——改变物体运动状态的原因当合外力为零时，质点静止或匀速直线

2、运动。惯性力惯性系——惯性定律在其中严格成立的参考系太阳、地面、地心参照系相对惯性系作匀速直线运动的参照系都是惯性系8/4/20212第二章牛顿运动定律二、牛顿第二定律第二定律定量描述了外力和加速度之间的瞬时关系。讨论某时刻质点动量对时间的变化率等于该时刻物体所受的合外力。当物体的质量不随时间变化时（力的瞬时作用规律）8/4/20213第二章牛顿运动定律(2)不同物体具有不同的惯性同一外力下，不同物体获得加速度不同运动状态改变不同维持原运动状态的能力不同惯性不同质量是物体惯性大小的量度。(3)只适用于质点的

3、运动情况。(4)遵循迭加原理，可写成分量式直角坐标系：自然坐标系：8/4/20214第二章牛顿运动定律三、牛顿第三定律两物体间的作用与反作用力在同一直线上，大小相等，方向相反。AB讨论作用力与反作用力总是成对出现，且具有以下特性：a)相互性——无主次之分b)同时性——无前后之分c)同类性——同一性质的力d)分离性——分别作用在不同物体上(2)第三定律与参照系无关8/4/20215第二章牛顿运动定律牛顿运动定律是经典的理论基础，说明了宏观物体在惯性系中作低速运动的动力学规律。研究对象：四、牛顿运动定律的适用范

4、围甲乙m宏观物体（与基本粒子相比）运动状态：低速运动（与光速c相比）参照系：惯性参照系8/4/20216第二章牛顿运动定律五、牛顿运动定律的应用动力学问题可分两类：1.微分问题:已知运动状态，求质点受到的合力。2.积分问题:已知质点受的合力，求运动状态。解决问题的依据：牛顿运动定律和运动学知识相结合。解题步骤：确定研究对象分析运动状态隔离分析受力由牛顿定律列方程求解方程8/4/20217第二章牛顿运动定律解由地面沿铅直方向发射宇宙飞船，质量为m，求飞船脱离地球引力所需最小初速度。例ORx研究对象：宇宙飞船运

5、动过程中受的力：万有引力已知条件：x=∞时，υ≥0待求问题：x=R处，υ＝？——以x为参变量的一维积分问题由牛二律：8/4/20218第二章牛顿运动定律解受力分析：运动状态：已知条件：Oxx船m变减速直线运动x＝0υ=υ0待求问题：x＝？υ=0——以x为参变量的一维积分问题由牛二律：在静水中，一船以运动，受到阻力，已知阻力与速度的大小成正比而反向，问不划动时船可以前进多少米？例研究对象：8/4/20219第二章牛顿运动定律解质量为m的子弹以υ0水平射入沙土中，设子弹受阻力与速度成正比而反向，忽略子弹重量。例

6、研究对象：受力分析：求(1)子弹进入沙土后，速度随t变化的关系式。(2)子弹进入沙土的最大深度。Oxm子弹m(1)(2)以t为参变量的积分问题8/4/202110第二章牛顿运动定律解长为l的链条放在光滑桌面上，链条静止，下垂部分为a，求链条刚离开桌面时的速度。例研究对象：受力分析：Oxax整个链条设t时刻下垂部分为xx段受重力作用：已知条件：x＝aυ=0待求问题：x＝lυ=？—以x为参变量的积分问题由牛二律：当x=l时，8/4/202111第二章牛顿运动定律§2.2力学中常见的几种力一.万有引力质量为m1、

7、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。8/4/202112第二章牛顿运动定律如图所示，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8/4/202113第二章

8、牛顿运动定律(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8/4/202114第二章牛顿运动定律设绳子MN两端分