大学物理---牛顿第二定律.pptx

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,牛顿运动定律,第1页,本章教学内容,1、牛顿力学,或,经典力学是,以牛顿三定律为基础力学体系。主要讨论质点动力学，就是要说明质点为何，或者说，在什么样条件下做这么或那样运动。,卫星发射.MPG,；,打猴.swf,；,直升机.exe,2、本章首先介绍牛顿三定律及其相关概念，比如：力、质量、动量等，然后阐述直接利用它们分析处理问题方法。质点运动是能够任意选择参考系加以描述，不过，牛顿运动定律只能在,惯性参考系,中成立。,3、基本要求：,A、掌握牛顿三定律及其适应条件，能应用微分方法求解一维变力作用下简单质点动力学问题；,B、掌握分析质点受力方法，能分析简单系统在平面内运动力学问题；,C、了解四种基本自然力。,第2页,1.5 牛顿运动定律及其应用,一、惯性与惯性系基本概念,1、惯性 物体保持静止或匀速直线运动状态这种,属性,，叫做惯性；,2、惯性（参考）系,（1）、惯性系定义 在研究物体相对运动时，选取参考系是牛顿运动定律适用参考系，这么系统称为惯性（参考）系；,（2）、惯性系属性 凡是相对于某一已知惯性系，作匀速直线运动参考系也都是惯性参考系。,第3页,系,？,匀速直线运动,第4页,系,匀速直线运动,匀速直线运动,仅凭观察球上抛和下落，不能觉察车相对地面运动。,第5页,系,两个车一起运动,匀速直线运动,匀速直线运动,第6页,最好惯性系：,FK4系：,是由1535个恒星平均静止,位形作为基准参考系,稍好点惯性系：,太阳,普通工程上可用惯性系：,地球(地心或地面),哪些参考系是惯性系呢？,只能靠试验来确定,相对已知惯性系匀速运动参考系也是惯性系,当前惯性系认识情况是,第7页,二、牛顿第一定律（惯性定律）,任何物体假如没有力作用在它上面，都将保持静止或作匀速直线运动状态。,牛顿第一定律意义：,1、定义了惯性参考系,2、定性了物体惯性和力：保持运动状态和改变运动状态,定义质点动量：,主要内容：,某,时刻质点受协力为,，则协力与动量改变率相关系：,三、牛顿第二定律,第8页,2,、迭加性,：,特点,：,瞬时性；迭加性；矢量性；定量量度了惯性,1,、瞬时性,：,之间一一对应,3,、矢量性：,详细运算时应写成份量式,直角坐标系中：,4、,定量量度了惯性：,第9页,(1)牛顿第二定律只适合用于质点运动情况,物体在运动中质量有所增减,如火箭、雨滴问题。,高,速（,v,10,6,m/s),运动中,质量与运动速 度相关,如相对论效应问题。,(2),以下两种情况下，质量不能当常量,牛顿第二定律适用范围,第10页,四、牛顿第三定律,第三定律揭示了力两个性质,成对性,物体之间作用是相互。,讨论,第三定律是关于力定律，它适合用于接触力。对于非接触两个物体间相互作用力，因为其相互作用以有限速度传输，存在延迟效应。,同时性,相互作用之间是相互依存，同生同灭。,当物体,A,以力,作用于物体,B,时，物体,B,也同时以力 作用于物体,A,上，,和 总是大小相等，方向相反，且在同一直线上。,说明：作用力与反作用力是属于同种性质力，假如作用力是万有引力，那么反作用力也是万有引力。,第11页,五、对牛顿定律做一些解释和说明,1、,牛顿第一定律和两个力学基本概念（,惯性、力）,相联络。,六、牛顿运动定律适用范围,惯性系或者近似惯性系,2、牛顿第一定律只是定性地指出了力和运动（,动量）,关系。,低速物体速度V比光速C低得多情况,宏观体系,微观粒子运动遵照量子力学规律。,实物,力作用是超距、瞬时地传递。,第12页,第一定律普通称为惯性定律,通常认为是由伽利略和笛卡尔得出；,第二定律是牛顿在伽利略自由落定律,和惠更斯向心加速度定律基础上建；,第三定律是牛顿在惠更斯、雷恩、沃利,斯等人研究碰撞时候基础上建立。,弹性物体碰撞定律，在力学体系中，,是从牛顿定律中推出，但从定律发觉过,程看，牛顿第二、第三运动定律是从碰撞定,律、动量守恒定律研究中逐步行成。,第13页,六、几个常见力和基本自然力,(一)、几个常见力,(二)、基本自然力,1、引力（或称为万有引力）2、电磁力3、强力4、弱力,1、重力 因为地球吸引而使物体受到力叫做,重力。,重力作用使液体有天然形状-球状。,2、弹力发生形变物体，因为要恢复原状，对与它,接触物体会产生力作用，这种力叫做,弹力,。,弹力种类：正压力或支持力；绳对绳拉力(亦称 为张力)；,弹簧拉力 。,3、摩擦力做滑动摩擦力静摩擦力 。,第14页,四种基本自然力特征,(,二)、基本自然力,1、引力（或称为万有引力）,2、电磁力,3、强力,4、弱力,力种类,相互作用物体,力强度,力程,万有引力,一切质点,无限远,弱力,大多数粒子,小于,电磁力,电荷,无限远,强力,核子、介子等,第15页,七、牛顿运动定律应用,利用牛顿运动定律解题时，最好按下述思绪分析,1、,认物体；,2、,看运动；,3、,查受力；,4、,列方程；,5、解结果。,小结：动力学问题普通有两类：,一：已知力作用情况，求运动；,二：已知运动情况求力。,这两类问题分析方法都是一样，都能够,按上面步骤进行，只是未知数不一样罢了。,第16页,例2.3-1、质量,物体，放在水平地上，,如图2.3-1所表示。静摩擦系数,今要拉动这个,物体，试求所需要最小拉力大小和方向？,解题思绪,：按上述四标准思绪进行分析,（1）.,认物体,将质量,物体抽象为质点,作为分析,对象。,(2).,看运动,分析物体运动状态，当拉力大于摩擦力时，它开始运动，其轨迹为直线，作为匀加速运动。,第17页,(3).,查受力,图2.3-1,找出被选定物体所受全部外力，,画出简单示意图表示物体受力情况,，此图叫做示力图，如图2.3-1所表示。,（4）.,列方程,建立,系,，,依据,坐标分量法,列出受力方程,轴方向,（2.3-1）,轴方向,（2.3-2）,第18页,当,摩擦力为最大静摩擦力，由摩擦力定义和（2.3-2）式可知,(5).依据,题意,和,数理逻辑推理,解答问题,此题要求所需要最小拉力大小和方向，,将（2.3-3）式 代入（2.3-4）式，得,所以,（2.3-5）,（2.3-3）,时，物体刚好能够运动，,（2.3-4）,第19页,由（2.3-5）式可知：只有当,为最大时，拉力才为最小，故对函数,求导数，则有,，,，,拉力方向与X轴成21.8，其大小为,第20页,作业：P45 1.12,1.13。,Thank you,第21页,