《质点动力学》PPT课件(I)

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1、笫二章质点动力学目　录（一）牛顿三定律（二）几种常见的力（三）牛顿定律的运用（四）伽利略变换1牛顿：1687年，《自然哲学的数学原理》环　境物　体力力的定律运　动运动定律在牛顿以后，拉格朗日（J.L.Lagrange）和哈密顿（W.Hamilton）等人以能量和作用量为基础，从另一途径建立了解决动力学问题的方法，这就是理论力学。理论力学和牛顿力学是等效的。第二章　质点动力学物体运动的深入探讨：亚里士多德：自然状态与天然运动伽利略：有关惯性的理想实验笛卡尔：运动量的守恒原理惠更斯：向心力原理与弹性碰撞的守恒定律2（一）牛顿三定律牛顿在《自然哲学的数学原理》一书中，把运动规律归纳为三

2、条定律，现分别叙述如下.一、第一定律（惯性定律）该定律最初是伽利略提出的，他设计了两个理想实验：实验之一：当一个球沿斜面向下滚时，其速度增大，向上滚时速度减小.由此推论，当球沿水平面滚动时，其速度应不增不减.？实验之二：第二章　质点动力学3说明惯性定律：任何物体都要保持其静止或匀速直线运动的状态，除非有外力迫使它改变这种运动状态。爱因斯坦说：“伽利略的发现以及他所用的科学推理方法是人类思想史上最伟大的成就之一，而且标志着物理学的真正开端”.第二章　质点动力学(1)惯性定律是对大量观察和实验事实的抽象与概括；(2)第一定律提出了“力”和“惯性”两个重要概念:力是迫使物体改变静止或匀

3、速直线运动状态的一种作用；惯性是每个物体按其一定的量（质量）而存在的一种抵抗能力；(3)第一定律定义了一类重要的参考系－惯性系；43.太阳参考系：即太阳─恒星参考系，以太阳中心为原点，坐标轴指向其它恒星的惯性参考系。太阳对银河系中心的转动加速度为10-10m/s2，常在在研究行星等天体运动时采用；第二章　质点动力学常用惯性参考系*：1.地面参考系：又称实验室参考系，或实验室坐标系。由于地球的自转造成的的加速度为3.4x10-2m/s2，在精度不太高时，自转的加速度效应可以忽略，因此可将地球参考系可以看作惯性参考系；2.地心参考系：即地球─恒星参考系，以地心为原点，坐标轴指向恒星的

4、惯性参考系。地球公转造成的加速度为5.9x10-3m/s2，常在发射人造地球卫星时采用；相对于惯性参考系作等速直线运动的参考系亦为惯性参考系，这就是惯性参考系的“传递性”：发现一个惯性系，变有无穷多个惯性系。4.FK4系：以选定的1535颗恒星的平均静止位置的位形作为基准的参考系，这是目前最好的实用惯性参考系。5二、牛顿第二定律牛顿表述：运动的改变与所加的动力成正比，并发生在所加的力的那个直线方向上。即说明：（1）惯性的量度－惯性质量如图若取的质量为标准质量（可取＝1），由于和都是可测量的，故的质量可以完全确定。这样，作为导出量的作用力F也就完全确定。第二章　质点动力学确切描述：

5、物体动量的变化率与力成正比．6用惯性大小定义的质量称为惯性质量，是一个绝对量，具有可加性。其单位称千克（kg）。千克的标准是保存在巴黎国际计量局中的一个铂铱圆柱体。1原子质量单位＝千克（2）笫二定律适用的参考系是惯性系;（3）笫二定律是瞬时关系式;（4）笫二定律是矢量式,使用时可用分量式数学表达：三、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。第二章　质点动力学7（1）作用力与反作用力的性质相同；（2）作用力和反作用力是作用在不同的物体上,各产生其效果；同时产生,同时存在,同时消失,永不抵消.（3）适用范围：笫三定律不涉及运动

6、，不要求参考系是惯性系；对于接触力，笫三定律总是正确的，而对于非接触力，该定律则不一定正确，可应用一些守恒定律，如动量守恒定律来代替牛顿第三定律。说明：笫三定律是关于力的性质的定律，而不是动力学本身的定律。第二章　质点动力学AFBAFABBB'8（二）几种常见的力一、万有引力与重力m1m2力接触力：弹性力和摩擦力非接触力（场力）：万有引力和电磁力重力:地球对表面物体的万有引力mgmg第二章　质点动力学研究力的定律问题，即力对物体的作用规律。问题：均匀球壳对壳内质点的引力为零．9第二章　质点动力学惯性质量与引力质量：牛顿定律中，作为惯性大小量度的质量称为惯性质量；作为引力大小量度的

7、质量称为引力质量。实验：在同一地点测定各种物体的重力加速度：由万有引力定律，物体受地球的引力为其中　　物体引力质量地球引力质量由牛顿定律得重力加速度其中　　物体惯性质量因同一地点处，重力加速度相同即两种质量是成正比的。适当选取单位，两种质量相等。10二、分子力与弹性力分子力即分子或原子间的力，可用半经验公式表示弹性力(弹簧力、正压力、支持力、绳张力)相互接触的物体因彼此形变而产生欲使物体恢复其原来形状的力，由于分子力引起。胡克定律：第二章　质点动力学斥力引力r0形变可以恢复的性质