《质点动力学基础》PPT课件.ppt

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1、第2章牛顿运动定律2.1牛顿运动定律一、牛顿第一定律（惯性定律）重要概念3.惯性系惯性定律在其中严格成立的参考系,叫惯性参考系，简称惯性系.2.力任何物体都保持静止或匀速直线运动状态，直至其他物体所作用的力迫使它改变这种状态为止。1.惯性:维持原运动状态的属性分量式平面曲线运动1.反映了力的瞬时效应注意：物体受到外力作用时，所获得的加速度a大小与合外力F的大小成正比，与物体的质量m成反比；加速度方向与合外力方向相同。二、牛顿第二定律力的叠加原理3.只适用于惯性系。2.指出质量是物体惯性大小的量度牛顿第二定律的更

2、为一般的表述运动的变化与所加的动力成正比；并且发生在这个力所沿的直线的方向上。运动物体动量动量定义式变化对时间的变化率--------物体受到的合外力等于物体动量对时间的变化率牛顿认为：质量与速度无关三、牛顿第三定律作用与反作用对于每一个作用，总有一个相等的反作用与之相反；或者说，两个物体对各自对方的相互作用总是相等的，而且指向相反的方向1.说明力是相互的注意：4.作用力和反作用力同性质2.作用力和反作用力同生同灭3.适用于惯性参考系基本单位导出单位国际单位制SI制SI制力学基本单位时间秒s长度米m质量千克kg

3、量纲[T][L][M]SI制力学导出单位例：力1千克米/秒21牛顿=四、物理量单位和量纲米、千克、秒、安培开尔文、摩尔、坎德拉通过物理定理等导出的单位1.万有引力2.弹性力正压力支持力拉力张力弹簧的弹力（虎克定律）3.摩擦力滑动摩擦力静摩擦力大小可变最大静摩擦力4.黏滞阻力相对速率较小时相对速率较大时2.2力学中常见的几种力重力在没有空气阻力时，鸡毛和苹果有同样的加速度。粒子间的相互作用（四大作用）对象作用距离（m）传递引力所有粒子　　∞引力子电磁带电粒子∞　　　　　光子强强子＜10-15胶子g弱大多数粒子＜1

4、0-18中间玻色子W±，Z0基本的自然力（1）认物体（2）看运动（3）分析力（4）列方程（5）解方程2.3牛顿运动定律应用示例一般解决两类问题:求和求明确问题中所求运动的物体.考察该物体所作的运动形式并建立坐标系.分别画出各质点所受的力.写出动力学方程,找出有关的几何关系.作必要的近似并求解.1.已知，2.已知，Z例1求圆柱形容器以作匀速旋转，液体自由表面形状？设质元的质量为m，根据牛顿第二定律有xZmgNz0xZ解得：ωzxOdxxzRz0可以解得：若已知桶不旋转时水深为h，桶半径为R,有：水的总体积为讨论

5、结果：查量纲：[]=1/s2，[x]=m，[g]=m/s2正确。过渡到特殊情形：=0，有z=z0=h，正确。看变化趋势：x一定时，↑→(z-zo)↑,合理。例2在水平面上有一半径为R的圆弧形挡板S。质量为m的小滑块从挡板的一端以初速度贴着挡板内侧射入，然后沿挡板作圆周运动。小滑块与水平面之间是光滑接触，而与挡板侧面间的滑动摩擦系数为μ。试求小滑块的运动速度，路程，并证明摩擦力是个变力，其计算公式ms解：小滑块在水平方向上受力分析：挡板对小滑块侧向压力指向圆心，该力是迫使小滑块作圆周运动的向心力；挡板给与小滑块的

6、切向摩擦力它使小滑块作减速运动。选用自然坐标系列出动力学方程:法向：切向：两式联立，分离变量，得：解得沿切线方向tvv0小滑块运动路程：由等式两边积分：得tsms最后由摩擦力公式将v代入，得沿切线方向。写成矢量式：例3：已知：流体阻力求：质量为m的物体在流体中下落的速率和终极速率解：令y建立坐标系t=0时终极速率例4.如图所示,质量为m的直杆可以在竖直方向上运动求质量为m’的斜劈的加速度和作用力（地面和接触面光滑）。解:首先将两物体受力画在图中,则有(1)(2)(3)ymmx(4)代入(2)式(2)(3)将(

7、3)(4)式代入(1)式得: