大学物理第2章课件.ppt

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1、第2章运动与力MotionandForces第2章运动与力牛顿运动定律在是SirIsaacNewton创立的经典力学的基本定律。1687年，Newton出版了阐述经典力学的伟大著作——《自然哲学的数学原理》。著作内容包括：时间、空间、质量、动量和力等基本概念；三大运动定律和万有引力定律。流体力学、声学、天体物理、微积分学等学科的概念和理论。第2章运动与力以牛顿运动定律为基础的力学体系称为经典力学或牛顿力学。本章内容属经典力学中的质点动力学经典力学从17世纪被成功地建立开始，一直广泛应用于物理学研究及生产实践，并且在时空观和相关的自然科学领域的研究中，起着极其重要的作用。但二百年后，人们

2、发现了它的局限性，即只适用于宏观低速运动的物体。相对论力学、量子理论的建立，使物理学的研究领域扩展到高速运动的物体和原子体系内部的物质运动规律。尽管如此，经典力学仍然有着极为重要的应用价值。（如：天体运动、土建、交通、航空航天等领域）第二章牛顿运动定律本章主要内容§2.1牛顿运动定律§2.2单位制与量纲§2.3力学中常见力基本力§2.4应用牛顿定律解题§2.5惯性参考系§2.6非惯性参照系惯性力第2章运动与力§2.1牛顿运动定律Newton’sLawsofMotion牛顿第一定律（惯性定律）任何物体都保持静止或匀速直线运动的状态，直到其他物体的作用迫使它改变这种状态为止。惯性——物体保持原有

3、运动状态的属性。(Galileo)力——物体间的相互作用。力的重要特征是产生加速度。惯性参考系惯性参考系指牛顿第一定律成立的参考系。第一定律定性地给出了两个重要概念：说明：§2.1牛顿运动定律物体所获得的加速度在大小和方向上与物体所受的合力成正比，与物体的质量成反比，即牛顿第二定律（质点运动定律）其中质量——物体惯性的定量量度——惯性质量或对确定的物体：在一定的力作用下：第二定律实质上是给出了力和质量的定量标准，即说明：§2.1牛顿运动定律在国际单位制中规定：k=1，即有第二定律用等式表达物体的动量对时间的变化率同该物体所受的力成正比。第二定律更普遍的表达式动量——物体的质量与速度的乘积。相

4、对论力学指出当物体的运动速度v接近真空中光速c时，质量随运动是变化的。即此时，因此，这种定律形式更为普遍。§2.1牛顿运动定律第二定律的分量形式(若m不变。)力与动量变化率或加速度之间为瞬时成立的。如果有几个力共同作用，应理解为合力。§2.1牛顿运动定律对于每一个作用，总存在一个大小相等方向相反的反作用。牛顿第三定律（作用和反作用定律）设表示物体1受物体2的作用力，表示物体2受物体1的作用力，则作用力与反作用力总是同时作用，且作用在同一条直线上。§2.1牛顿运动定律§2.2单位制与量纲SystemofUnitsandDimension1.单位制和国际单位制由于物理量之间存在一定的联系，不同物

5、理量的单位之间也有联系。（例如：速度单位m/s,力的单位N=kgm/s2）基本量和基本单位的选择不是唯一的，但个数是确定的。基本量导出量基本单位（存在最少个数）导出单位（基本单位的组合）单位制——基本单位和由它们导出的导出单位所构成的单位体系。力学中3个：MKS制：长度—m,时间—s，质量—kg英制：力—lb,时间—s，长度—ft(slug)§2.2单位制与量纲国际单位制（InternationalSystemofUnits）简称SI制（SystèmeInternationald’Unités）SI中规定在力学中基本量和基本单位是：长度—m（meter）,时间—s（second），质量—kg

6、（kilogram）相应的导出单位有两类：有名称的导出单位如：N、J、W、Pa、A、V、C、F无名称的导出单位如：m/s、kg·m/s、N·m、V/m国际计量大会还给出了确定各个基本单位大小的实验方法。如时间“秒”用133Cs一特征频率光波的周期的倍数来确定。SI中其他的有：电流强度—A、热力学温度—K、物质量—mol和发光强度—Cd。（共7个）国际计量大会建议各国采用的一种统一的单位制。1960年11th届§2.2单位制与量纲2.量纲量纲是用于表示基本量和导出量之间幂次关系的式子。基本量的表示：L—长度，T—时间，M—质量导出量量纲的表示：速度：力：压强：引力常数：举例：量纲相同的项才能相加

7、减或用等式连接。§2.2单位制与量纲§2.3力学中常见力基本力CommonForcesinMechanicsandtheFundamentalForces重力弹力摩擦力流体阻力弹簧的弹力拉力、压力绳的张力轻绳张力均匀平流情况下湍流情况下静摩擦力动摩擦力（相对速度不太大也不太小）从力的宏观特征角度，常见的力分以下几种：地面物体受到的万有引力§2.3力学中常见力基本力引力、电磁力、强力、弱力引力（g