最新第2章-牛顿定律教学讲义PPT.ppt

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1、第2章-牛顿定律在前一章用位移、速度和加速度等概念描述物体的运动，但没有涉及物体运动状态变化的原因。从现在开始，我们将研究物体间的相互作用，以及这种相互作用所引起的物体运动状态变化的规律。力学的这部分内容叫做动力学。描述物体状态的量：动能，动量，角动量，能量外界作用量：冲量，角冲量，功系统不受外界作用时，动量，角动量，能量守恒──三个守恒定律2我奉献这一作品，作为哲学的数学原理，因为哲学的全部责任似乎在于——从运动的现象去研究自然界中的力，然后从这些力去说明其他现象。牛顿，《自然哲学的数学原理》（1686）33.弹力弹性力：两个相互接触并产生形变的物体企图恢复原状而彼此

2、互施作用力。方向:始终与使物体发生形变的外力方向相反。条件：物体间接触，物体的形变。7三种表现形式：(1)两个物体通过一定面积相互挤压；方向:垂直于接触面指向对方。大小:取决于挤压程度。(2)绳对物体的拉力；大小：取决于绳的收紧程度。方向：沿着绳指向绳收紧的方向。8(3)弹簧的弹力；x弹性限度内，弹性力满足胡克定律：方向：指向要恢复弹簧原长的方向。94.摩擦力摩擦力：两个相互接触的物体在沿接触面相对运动时，或者有相对运动趋势时，在它们的接触面间所产生的一对阻碍相对运动或相对运动趋势的力。方向：与物体相对运动或相对运动趋势的方向相反。条件：表面接触挤压；相对运动或相对运动

3、趋势。10最大静摩擦力滑动静摩擦力其中s为静摩擦系数，k为滑动摩擦系数。它们与接触面的材料和表面粗糙程度有关。摩擦力115.电磁力电磁力和强力电磁力：存在于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。126.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：137.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

4、力类型项目万有引力电磁力强力弱力力程长程长程短程短程作用范围0~0~<10-15m<10-15m14§2.1牛顿运动三定律1、任何物体如果没有力作用在它上面，都将保持静止或作匀速直线运动的状态。rrFdpdt=2、3、作用力与反作用力大小相等、方向相反，作用在不同物体上mgTT´一、牛顿三定律（1687年）15一、注意：力外力、内力2、瞬时性矢量性4、适用范围宏观、低速，惯性系1、力改变状态3、合力的作用效果是产生加速度。16二、牛顿第二定律1.质点的动量质量为m，速度为的质点的动量定义为：（研究质点在不等于0的合力作用下，其状态如何变化的问题）172.质点系的动量

5、具有相互作用的若干个质点称为质点系。其动量：，速度分别为设质量：183.牛顿第二定律的表述物体受力作用→运动状态变化→动量变化当m视为恒量时，表述：物体在外力作用下，其运动动量变化率正比于该物体所受的合外力19（1）瞬时性：t时刻力与t时刻的加速度对应。（2）矢量性：有大小也有方向，可写作分量式说明：20当m为常量时，具体运算时写成分量式为：直角坐标系中：自然坐标系中：21对一般平面曲线运动的自然坐标表示：圆周运动时：（3）当一个物体同时受几个力作用时，则有22超距——相隔一定距离的两个物体之间存在着直接的、瞬时的相互作用，不需要任何媒质来传递。注意：对牛顿第二定律①从

6、大量的实验中得出的。②力的作用是超距的。（实际上，力的作用是通过“力场”来实现的，最快以光速传递，需要一定的时间。）·③仅适用于惯性系。23经典力学中的变质量问题当运动质点的速度大到可以和光速相比拟时，考虑到相对论效应，运动质点的质量将随着速率而变化。故：牛顿第二定律的形式具有更大的普遍性。m不是常量有两种情况24回顾牛顿第一定律1.惯性定律由知，当时，运动状态不变。即物体不受外力或受合外力为零时，运动状态不变。这一规律首先由伽利略发现，牛顿总结，称为惯性定律──牛顿第一定律。252.惯性参考系牛顿第一定律也给出了一种参考系。在这种参考系中一个不受外力作用的物体将保持静

7、止或匀速直线运动状态──惯性参考系。26由牛顿定律原则上可以解决所有力学问题。动力学的两类问题271.选取研究对象系统------------物质2.选取参考系（建立适当坐标系）---时空3.受力分析（隔离物体法）--------作用4.确定运动状态----------------运动5.建立牛顿动力学方程6.解方程7.讨论四、牛顿定律解题步骤28向心力下滑力冲力注意29斜抛物体初速度为v0。m，，受到阻力，求抛体的轨迹方程。[例题]30建立图示坐标系x方向解：取m为研究对象，取地面为参考系，受力分析。31初始条件为：y方向32作