大学物理2牛顿运动定律ppt课件.ppt

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1、牛顿运动定律第二章§2-1牛顿运动定律三百年前，牛顿站在巨人的肩膀上，建立了动力学三大定律和万有引力定律。其实，没有后者，就不能充分显示前者的光辉。海王星的发现，把牛顿力学推上荣耀的顶峰。魔鬼的乌云并没有把牛顿力学推跨，他在更加坚实的基础上确立了自己的使用范围。宇宙时代，给牛顿力学带来了又一个繁花似锦的春天。一、惯性定律(牛顿第一定律)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).定义了惯性参照系(1).包含两个重要概念：惯性和力2、惯性参照系惯性参照系——牛顿定律严格成立的参照系。地面参照系

2、，用于一般的力学现象地球参照系，用于分析地面上物体的运动太阳参照系，用于分析与地球自转有关的现象二．牛顿第二定律（牛顿运动方程）物体所受的合外力等于物体动量的瞬时变化率。数学形式：质量不变时: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2.叠加性：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：4、惯性的量度：质量三.牛顿第三定律两个物体之间的作用力和反作用力沿同一直线，大小相等，方向相反，分别作用在两个物体上。作用力、反作用力，分别作用于二物体，各产生其效果；(2)作用力和反作用力是性质相同的力。两点说明：牛顿定律适用范围：（1）适用于惯性系（2

3、）适用于低速运动，是相对论力学的低速近似。（3）适用于宏观物体，是量子力学的宏观近似。（4）适用于实物，不完全适用于场。§2-2常见的几种力一切物体之间都存在互相吸引的万有引力。1.万有引力引力的方向在连线方向，相互吸引。质点之间万有引力的基本规律ME为地球质量R为地球半径地球表面物体受到地球的吸引作用，这种因地球吸引而物体受到的力，称为重力。2.重力令则★弹簧的弹力：F=-kx★正压力：★拉力:3.弹力4.摩擦力★静摩擦力★滑动摩擦力Ff静摩擦系数正压力滑动摩擦系数5.流体阻力物体和流体有相对运动时会受支流体的阻力。该阻力的方向与相对运动方向相反，大小和相对速度的大小有关。终极速率：流

4、体阻力随速度增大而增大，与重力平衡时物体将以匀速下落。该速率称做终极速率。1.电磁力§2-3基本的自然力电磁力：存在于静止电荷之间的电性力以及存在于运动电荷之间的磁性力，本质上相互联系，总称为电磁力。分子或原子都是由电荷系统组成，它们之间的作用力本质上是电磁力。例如：物体间的弹力、摩擦力，气体的压力、浮力、粘滞阻力。2.强力强力：亚微观领域，存在于核子、介子和超子之间的、把原子内的一些质子和中子紧紧束缚在一起的一种力。作用范围：3.弱力弱力：亚微观领域内的另一种短程力，导致衰变放出电子和中微子的重要作用力。四种基本力的比较§2-4应用牛顿定律解题(1)确定研究对象,隔离物体(2)分析运

5、动情况，判断加速度(3)使用隔离法分析受力情况，作出受力图(4)建立坐标系，根据牛顿第二运动定律列方程(5)求解，进行讨论解题步骤：1.常力作用下的连结体问题物体受恒力作用，物体间互相牵连、约束。可用初等数学方法解题。直角坐标系自然坐标系解题步骤：（1）分析物体受力的性质；（2）确定坐标，建立方程；（3）求上述微分方程的解；（4）由初始条件计算结果.2.变力作用下的单体问题物体受力分析简单，但力（随时间、位置、速度）变化，用微积分方法解题。1.常力作用下的连结体问题例题2-1电梯中的连接体例题2-2小车上的摆锤例题2-3圆锥摆2.变力作用下的单体问题例题2-4小球在水中竖直沉降的速度例题

6、2-5细棒在水中的沉降速度例题2-1设电梯中有一质量可以忽略的滑轮，在滑轮两侧用轻绳悬挂着质量分别为m1和m2的重物A和B，已知m1>m2。当电梯(1)匀速上升，(2)匀加速上升时，求绳中的张力和物体A相对与电梯的加速度。m1m2oym1m2解：物体在竖直方向运动，建立坐标系oy(1)电梯匀速上升，物体对电梯的加速度等于它们对地面的加速度。A的加速度为负，B的加速度为正，根据牛顿第二定律，对A和B分别得到：上两式消去T，得到：将ar代入上面任一式T，得到：oym1m2(2)电梯以加速度a上升时，A对地的加速度a-ar，B的对地的加速度为a+ar，根据牛顿第二定律，对A和B分别得到：解此方

7、程组得到：oym1m2讨论：由(2)的结果，令a=0，即得到的结果由(2)的结果，电梯加速下降时，a<0，即得到例题2-2一个质量为m、悬线长度为l的摆锤，挂在架子上，架子固定在小车上，如图所示。求在下列情况下悬线的方向(用摆的悬线与竖直方向所成的角表示)和线中的张力：(1)小车沿水平方向以加速度a1作匀加速直线运动。(2)当小车以加速度a2沿斜面(斜面与水平面成角)向上作匀加速直线运动。mlmla1mla2oyxm解：(