质点动力学概要说课材料.ppt

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1、质点动力学概要一、惯性定律　惯性参考系1.牛顿第一定律一孤立质点将永远保持其原来静止或匀速直线运动状态.牛顿第一定律又称为惯性定律.意义：(1)定性给出了两个重要概念,力与惯性力是物体与物体间的相互作用.惯性是物体的固有属性.(2)定义了惯性参考系惯性定律成立的参照系为惯性系。§2-1牛顿运动定律2.惯性系与非惯性系相对于孤立质点静止或作匀速直线运动的参考系称为惯性参考系，简称惯性系.牛顿定律只适用于惯性系。asa/S/系S系光滑S/:牛顿定律不成立a/0S:牛顿定律成立a=0①确定惯性系──只

2、有通过力学实验根据天文观察，以太阳系作为参照系研究行星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。②相对于已知惯性系作匀速直线运动的参照系也是惯性系非惯性系：相对于已知惯性系作加速运动的参照系二、牛顿第二定律物体受到外力作用时，它所获得的加速度的大小与合外力的大小成正比，与物体的质量成反比；加速度的方向与合外力F的方向相同瞬时性：第二定律是力的瞬时作用规律之间一一对应矢量性：有大小和方向，可合成与分解力的叠加原理分解:直角坐标系中：自然坐标系中：定量的量度了惯性:①质量是物体惯性大小的量

3、度；②引力质量：三、牛顿第三定律当物体A以力F1作用在物体B上时，物体B也必定同时以力F2作用在物体A上.F1和F2大小相等，方向相反，且力的作用线在同一直线上.作用力与反作用力：①总是成对出现，一一对应的.②不是一对平衡力.③是属于同一性质的力.说明：若相对论效应不能忽略时，牛顿第三定律的这种表达就失效了，这时取而代之的是动量守恒定律.四、牛顿定律的应用解题思路:（1）选取对象（2）分析运动（轨迹、速度、加速度）（3）分析受力（隔离物体、画受力图）（4）列出方程（标明坐标的正方向；从运动关系上补方

4、程）（5）讨论结果（量纲？特例？等）例：一细绳跨过一轴承光滑的定滑轮，绳的两端分别悬有质量为m1和m2的物体(m1

5、T1＝T2＝T，a1＝a2＝a.联立①和②两式得由牛顿第三定律知：T1/＝T1＝T，T2/＝T2＝T，有讨论:(1)T/＜(m1＋m2)g.(2)m1=m2:a1＝a2＝0;T=2m1g例:升降机内有一光滑斜面，固定在底板上，斜面倾角为.当升降机以匀加速度a1竖直上升时，质量为m的物体从斜面顶端沿斜面开始下滑，如图所示.已知斜面长为l，求物体对斜面的压力，物体从斜面顶点滑到底部所需的时间.a1解:(1)选取对象以物体m为研究对象.(2)分析运动m相对于斜面向下的加速度为a2xyNmga1m相对

6、于地的加速度为(3)分析受力m受力如图x方向:mgsin＝m(a2－a1sin)y方向:N－mgcos＝ma1cos(4)列出方程对m应用牛顿定律列方程：a2xyNmga1解方程，得:a2＝(g＋a1)sinN＝m(g＋a1)cos物体对斜面的压力大小N′=N=m(g＋a1)cos垂直指向斜面.m沿斜面向下作匀变速直线运动，所以(5)讨论结果当＝0时,N′=N=m(g＋a1).当＝0时，无水平滑动，l=0,t=0例:跳伞运动员在张伞前的俯冲阶段，由于受到随速度增加而增大的空气阻力

7、，其速度不会像自由落体那样增大.当空气阻力增大到与重力相等时，跳伞员就达到其下落的最大速度，称为终极速度.一般在跳离飞机大约10s，下落300～400m时，就会达到此速度(约50m·s－1).设跳伞员以鹰展姿态下落，受到的空气阻力为F＝k2(k为常量)，如图所示.试求跳伞在任一时刻的下落速度.解：设向下为y轴正向0y跳伞运动员受力如图Fmg由牛顿第二定律得时,终极速度运动方程写为因t＝0时，＝0；并设t时，速度为.取定积分则有设m＝70kg，T＝54m·s－1，则k＝0.24N2·m2·s－

8、1.可得到如图所示的(t)函数曲线.*五、国际单位制和量纲1. 单位制就是规定那些物理量是基本量及所使用的基本量的数量级。量的名称单位名称单位符号单位的定义时间秒s1秒=138Cs原子基态的两个超精细能级之间跃迁时辐射光波的9,192,631,770个周期长度米m光在真空中在（1/299792458）s内所经过的距离质量千克kg保存在巴黎度量衡局的“kg标准原器”的质量国际单位制（SI）的力学基本量和单位：2.量纲可根据一定的关系式,从基本量导出的量称为导出量，相应