大学物理简明教程 教学课件 作者 陈执平 主编二 牛顿定律.ppt

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1、第二章　牛顿定律任何物体都保持静止或匀速直线运动的状态，直到其它物体所作用的力迫使它改变这种状态为止一、牛顿第一定律二、牛顿第二定律若质量m视作恒定，则2－1牛顿三定律三、牛顿第三定律两物体间的相互作用力总是大小相等、方向相反，且沿同一直线。2－2物理量的单位制和量纲一、国际单位制()国际单位制分为三类，即基本单位，导出单位和辅助单位基本量和基本单位：七个基本量长度、质量、时间、电流、热力学温度、物质的量、发光强度相应的七个基本单位米（m）、千克（kg）、秒（s）、安培（A）、开尔文（K）、摩尔（mol）、坎德拉（cd）导出量和导出单位由基本量导出的物理量叫做导出量

2、，其单位称为导出单位如：速度＝位移/时间，导出量速度的单位为m/s辅助量和辅助单位平面角、立体角，弧度(rad)、球面度(sr)二、量纲量纲，就是将一个物理导出量用若干个基本量的乘方之积表示出来的表达式。其中称量纲指数。例如，速度的量纲是,力的量纲是1．量纲齐次法则物理公式等式两端的相同量纲符号应有相同的量纲指数[例2-1]求单摆周期设想单摆的周期与小球质量、摆长及重力加速度有关，又设它们间的关系为为无量纲系数。上式的量纲表达式为将，，，代入上式，得由量纲齐次法则，有即　　　　，　　　　，代入式　　　　　　　　　得到单摆的周期为2．检验公式的正确性3．量纲分析量纲分

3、析是20世纪初提出的、在物理领域中建立数学模型的一种方法。这种方法可在经验和实验的基础上应用量纲齐次法则确定物理量之间的关系。前面对单摆的讨论，就是用量纲分析建立数学模型的一个简单例子。[例2-2]求定积分解设x表示长度，单位为米。是无量纲的量。　的单位为，故a的单位应为。的单位就是米。因此积分的单位是米，积分应为已知所以2－3力学中常见的三种力一、万有引力物体间是通过场发生作用的。万有引力相互作用是到现在为止人们已经知道的四种基本作用之一。其它三种是电磁相互作用，弱相互作用和强相互作用。二、弹性力物体和物体相互接触时会导致两个物体的变形。变形物体内部产生的企图恢复

4、原状的反抗力叫做弹性力。绳子被拉长而变形，内部产生了弹性力，称为张力。放在桌面的重物能压凹桌面，本身也要凹陷，桌面与重物间的作用力是弹性力，常称为压力。三、摩擦力静摩擦力最大静摩擦力滑动摩擦力2－4牛顿定律的应用举例一、已知力求运动[例2-3]如图有一滑轮系统，滑块A的质量为　，与桌面间的摩擦系数为　，B为一冰块。其起始质量为　。冰块因溶化使其质量随时间的减少率为k,不计绳与滑轮半径及质量，求A、B由静止开始运动后的速率。解[例2-4]有一半径为R、内部底面光滑的圆柱形容器。容器底部有一质量为m的小滑块沿内壁作圆周运动。设滑块与壁间摩擦系数为,问：滑块经多少时间速率

5、减少为初速的解　选用自然坐标系（法向）（切向）二、已知运动求力[例2-5]一运煤车沿光滑钢轨以的速率从煤斗下水平通过，煤粉从煤斗中以　　　　　的速率竖直注入车厢。如果保持运煤车的速率不变，求运煤车的牵引力。解　由牛顿第二定律，有[例2-6]如图为一摆长为的圆锥摆。小摆球质量为m，在水平面内绕过圆心O的竖直轴作匀速圆周运动，角速率为。求绳与竖直方向的夹角及绳子拉力T解在自然坐标系中在法向列出在竖直方向列出又故有，