西安交通大学大学物理课件ch2

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1、第2章牛顿运动定律本章内容：2.1牛顿运动三定律2.2力学中常见的几种力2.3牛顿运动定律的应用2.4牛顿运动定律的适用范围2.1牛顿运动三定律任何物体都保持静止或匀速直线运动的状态，直到其他物体对它作用的力迫使它改变这种状态为止。2.1.1牛顿第一定律三个重要概念惯性——质点不受力时保持静止或匀速直线运动状态的的性质,其大小用质量量度。力——使质点改变运动状态的原因。惯性系——牛顿运动定律适用的参考系。质点处于静止或匀速直线运动状态(质点处于平衡状态)某时刻质点动量对时间的变化率等于该时刻作用在质点上所有力的合力。2.1.2牛顿第二定律质量不随

2、时间变化时牛顿第二定律的分量形式（（自然坐标系（（直角坐标系2.1.3牛顿第三定律当物体A以力作用于物体B时，物体B也同时以力作用于物体A上，和总是大小相等，方向相反，且在同一直线上。讨论第一定律—“力”的概念注意三个重要概念：惯性、力、惯性参照系第二定律—力的度量(定量描述)注意力的瞬时性、矢量性和对应性第三定律—力的特性注意力的成对性、一致性和同时性2.2力学中常见的几种力2.2.1万有引力万有引力公式只适用于两质点重力：惯性质量和引力质量讨论：为物体所处的地理纬度角如图所示，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

3、系统的万有引力。求当l>>L时讨论质点与质量元间的万有引力大小为杆与质点间的万有引力大小为2.2.2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。例F1F2T1T2张力讨论：大小方向2.2.3摩擦力当两相互接触的物体彼此之间保持相对静止，且沿接触面有相对运动趋势时，在接触面之间会产生一对阻止上述运动趋势的力，称为静摩擦力。1.静摩擦力2.滑动摩擦力两物体相互接触，并有相对滑动时，在两物体接触处出现的相互作用的摩擦力，称为滑动摩擦力。(µ为滑动摩擦系数)讨论：大小方向已知一物体的运动方程，求。2

4、.3牛顿运动定律的应用1.微分问题（牛顿运动定律+运动学）例求已知一物体的质量为m,运动方程为解2.积分问题设一物体在离地面上空高度等于地球半径处由静止落下。在地面附近有以地心为坐标原点，物体受万有引力解可得例它到达地面时的速度（不计空气阻力和地球的自转）。求r以初速度v0竖直向上抛出一质量为m的小球，小球除受重力外，还受一个大小为αmv2的粘滞阻力。解例求小球上升的最大高度。即2.4牛顿运动定律的适用范围2.4.1惯性系甲乙aFm牛顿定律在该参照系中不适用——非惯性系有力观察者甲：观察者乙：有力和加速度即但没有加速度l0牛顿定律在该参照系中适用

5、——惯性系结论(1)凡是牛顿运动定律成立的参考系称为惯性系。(3)相对于一惯性系作匀速直线运动的参照系都是惯性系。(2)判断某参考系是否是惯性系的依据是实验。——实验表明：在地面上，牛顿运动定律是相当精确的定律，因此通常取地面参照系为惯性参照系。2.4.2牛顿运动定律的适用范围低速宏观m以地面参考系例一光滑斜面固定在升降机的底板上，如图所示，当升降机以匀加速度a0上升时，质量为m的物体从斜面顶端开始下滑.yxmgx方向y方向物体对斜面的压力和物体相对斜面的加速度。求解再见