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1、第二章动力学2.1牛顿运动定律与几种常见的力2.2动量与冲量动量定理与动量守恒2.3功动能定理2.4保守力与势能2.5功能原理与机械能守恒定律1一牛顿力学三定律第一定律:任何物体如果没有力作用在它上面，都将保持静止的或作匀速直线运动的状态。3)定义了惯性参考系1)引入了惯性的概念2.1牛顿运动定律与几种常见的力2)正确说明了力与运动的关系第二定律:物体在受到外力作用时所获得的加速度的大小与所受合外力的大小成正比，其加速度的方向与合外力的方向相同。22)力的叠加原理.第三定律:相互作用物体间的作用力与反作用力大小相等、方向相反，
2、在同一直线上,但一定作用在不同物体上.1)定量地引入了质量的概念,m为质点的惯性质量.3)关于第二定律的瞬时性.1)作用力与反作用力同时存在或消失.2)作用力与反作用力一定是同种性质的力.二牛顿定律应用举例:3解：受力分析如图：重力G，浮力B，阻力R运动方程为：例2：质量为m的小球由静止开始在水中竖直下沉，水对小球的浮力为B。水对小球的粘滞力为R=–kv,k是与水的粘性、小球的半径有关的常数。求小球的下沉速度。amRBGrrrr=++XdtkvBmgmdv=--分离变量：GrRrBrmkvBmgdtdvdtdvmkvBmg--
3、==--即4)1(tmkekBmgv---=作变量代换设：kvBmgx--=kdxdvkdvdx-=-=dtxdxkm=-dtkvBmgmdv=--dtxdxkmtxxtòò=-00vvttvt====,0,0kvBmgxttBmgxtt--==-==,,00txxkmt=-0lntmktexx-=0tmkeBmgkvBmg--=--)()1)((tmkeBmgkv---=5三几种常见的力:1)万有引力:引力质量2）重力:-----劲度系数,负号表示的方向恒与的方向相反.-----物体离开平衡位置的位移当不考虑地球自转对重力的
4、影响时,有:3)弹性力:63)摩擦力:滑动摩擦力:静摩擦力:(a)大小与所受合外力的情况有关.在零与最大值之间(b)方向与相对运动趋势的方向相反.(c)其最大值为例:自行车轮与地面之间的摩擦力.7四牛顿定律的适用范围:1)牛顿定律适用于宏观的,运动速度远小于光速的运动物体.2)牛顿定律的适用情况与坐标系的选择有关,实践经验告诉我们:牛顿定律只适用于惯性参照系.3)惯性系与非惯性系:通常认为,(a)牛顿第一定律成立的参照系为惯性参照系,否则为非惯性参照系.(b)凡是相对一个惯性参照系作匀速直线运动的参照系,都是惯性参照系.4)举
5、例:分别以地面和车箱为参照系观察正在加速运行中的火车中,被放置在光滑的桌面上的一个光滑的小球的运动.8地面参考系：（小球保持匀速运动）车厢参考系：定义：适用牛顿运动定律的参考系叫做惯性参考系；反之，叫做非惯性参考系.在研究地面上物体的运动时，地球可近似地看成是惯性参考系。（小球加速度为）92.2动量与冲量动量定理与动量守恒定律本节讨论力的时间积累效应1)恒力的冲量:dt时间内的元冲量:一冲量和质点的动量定理:2)变力的情况:时间段内的冲量:3)两种情况的联系:把时间间隔划分成很多小段,其中第i小段的时间间隔以来表示.由于足够小
6、则可认为在这段时间内力近似为恒力,使用恒力的冲量可得:104)分量形式:时间段内的冲量:5)平均作用力:6)牛顿第二定律与冲量:117)动量与动量定理:动量:动量是矢量,也是状态参量.动量定理:合外力对质点的冲量质点动量的增量物理意义:分量形式:例：一篮球质量0.58kg，从2.0m高度下落，到达地面后，以同样速率反弹，接触时间仅0.019s，求：对地平均冲力？解：篮球到达地面的速率（m/s）（N）这里应为平均合外力。12例：质量为200g的小球,系在长l=1.2m的轻绳上,构成单摆.求:小球从左端点摆到右端点的过程中绳上张
7、力的冲量？mgFX解:单摆的周期为由动量定理:8)动量定理的微分形式:注意到:13共有N个质点，外力用F，内力用f，则第i粒子的运动方程:········ijFiPifijfji二质点系的动量定理:1)系统,内力与外力:2)质点系的动量定理:内力:即系统内各质点之间的相互作用力外力:系统外的物体对系统内的质点的作用力系统:依据研究的问题需要,所选择的研究对象.由多个质点所组成的研究对象,被称为质点系.注意:对同一个问题,因选择的系统不同.同一个力在一种情况下是内力,在另一种情况下就可能是外力.14牛顿第三定律物理意义:质点系所
8、受合外力的冲量=该质点系动量的增量对所有粒子求和15质点系所受合外力为零，总动量不随时间改变，即1.合外力为零，或外力与内力相比小很多；2.合外力沿某一方向为零；3.只适用于惯性系；4.比牛顿定律更普遍的最基本的定律。三动量守恒定律:讨论16xcx1x2x0已知：质量m=50
