chapter-2、3、4牛顿定律.ppt

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1、第二章牛顿定律一、牛顿第一定律(惯性定律)惯性参考系1.惯性定律（Newtonfirstlaw）任何物体都保持静止或匀速直线运动的状态，直到受到力的作用迫使它改变这种状态为止。(2)定义了惯性参考系(1)包含两个重要概念：惯性和力2-1牛顿运动定律固有特性问题a=0时人和小球的状态符合牛顿定律结论：牛顿定律成立的参照系称为惯性系。相对惯性系作加速运动的参照系是非惯性系。而相对惯性系作匀速直线运动的参照系也是惯性系。a≠0时人和小球的状态为什麽不符合牛顿定律？2.惯性系与非惯性系根据天文观察，以太阳系作为参照系研究行星

2、运动时发现行星运动遵守牛顿定律，所以太阳系是一个惯性系。二、牛顿第二定律（Newtonsecondlaw）在受到外力作用时，物体所获得的加速度的大小与外力成正比，与物体的质量成反比；加速度的方向与外力的矢量和的方向相同。2.迭加性：特点：瞬时性；迭加性；矢量性；定量的量度了惯性1.瞬时性：之间一一对应3.矢量性：具体运算时应写成分量式直角坐标系中：自然坐标系中：惯性质量：牛顿第二定律中的质量常被称为惯性质量三、第三定律（Newtonthirdlaw）两个物体之间对各自对方的相互作用总是相等的，而且指向相反的方向。作用

3、力与反作用力：1.它们总是成对出现，它们之间一一对应。2.它们分别作用在两个物体上，绝不是平衡力。3.它们一定是属于同一性质的力。几种常见的力：1.重力：3.磨擦力：2.弹性力：4.万有引力：解:摩擦力为:则:四、牛顿定律的应用解:显然有:解:同上题有:解:对A物体有:对B物体有:如图有:解:β解:则有:解:剪断前:剪断后:剪断后瞬间:所以有:θ解:依题,角速度最小应大于:解:运动描述具有相对性车上的人观察地面上的人观察2-2力学相对性原理一、伽利略变换、经典力学时空观坐标变换方程或1、位矢变换关系经典时空观根据伽利

4、略变换，我们可得出牛顿的绝对时空观，也称之为经典时空观。在S系内，空间任意两点距离为:利用伽利略变换式得结论：空间任意两点之间的距离对于任何的惯性系而言都是相等的，与惯性系的选择或观察者的相对运动无关。即：长度是“绝对的”，或称之为“绝对空间”。在系内，空间任意两点距离为:再有时间也与惯性系的选择或观察者的相对运动无关“绝对空间”、“绝对时间”和“绝对质量”这三个概念的总和构成了经典力学的所谓“绝对时空观”：空间、时间和物质的质量与物质的运动无关而独立存在，空间永远是静止的、同一的，时间永远是均匀地流逝着的。速度变换

5、法则加速度变换法则在所有惯性系中:加速度是不变量。由坐标变换方程二、力学的相对性原理在S系中：在任何一个惯性系中牛顿定律都有完全相同的形式即：伽利略相对性原理或经典相对性原理力学规律对一切惯性系都是等价的力学的相对性原理：在系中：近代物理学发展表明：经典的、与物质运动无关的绝对时空观是错误的，并揭示出时间、空间与物质运动密切相关的相对性时空观；而力学相对性原理则得到改造发展为物理学中更为普遍的相对性原理第三章动量守恒定律和能量守恒定律3-1质点和质点系的动量定律一、质点的动量定理可得：作用于物体上的合外力的冲量等于物

6、体动量的增量——质点的动量定理在牛顿力学范畴，物体的质量为一恒量。定义：为质点的动量为质点所受的冲量(力的时间积累)在打击、碰撞、爆炸中应用广泛分量表示式二、质点系的动量定理第i个质点受到的合外力为对第i个质点运用动量定理有：因为：3-2动量守恒定律一个孤立的力学系统（系统不受外力作用）或合外力为零的系统，系统内各质点间动量可以交换，但系统的总动量保持不变。即：动量守恒定律。解:依题意根据动量定理:3-4功动能势能机械能守恒定律一、功、功率设恒力F作用于物体上使物体运动r距离则称力对物体作功为:如果恒力方向与水平方向

7、成θ角,则力对物体作功为:而对一般变力作功:元功AB1.功——力的空间积累外力作功是外界对系统过程的一个作用量微分形式直角坐标系中()òò+ò+=ò++=xxzzzyyyxBAzyxzdFydFdxFdzFdyFdxFA000AB2.功率力在单位时间内所作的功瞬时功率等于力与物体速度的标积单位：瓦特W瞬时功率：平均功率：例1、质量为2kg的质点在力(SI)的作用下，从静止出发，沿x轴正向作直线运动。求前三秒内该力所作的功。解：（一维运动可以用标量）例2、一对作用力和反作用力的功m1、m2组成一个封闭系统om1m2

8、一对内力作功之和一般不为零1.重力的功m在重力作用下由a运动到b，取地面为坐标原点.初态量末态量二、保守力做功与势能结论:作功与路径无关，只与始末位置有关。2.弹力的功弹簧振子初态量末态量结论:作功与路径无关，只与始末位置有关。3.引力的功两个质点之间在引力作用下相对运动时，以M所在处为原点,M指向m的方向为矢径的正方向。m受的引力方向与矢径方