大学物理2牛顿运动定律剖析.ppt

左端 右端 证明：如图位置，两端受到的重力为: 当x = 2L/3 时， 由动力学方程： 因为： 所以： 例10 一根长为L、质量均匀的软绳,挂在一半径很小的光滑木钉上,如图。开始时,BC＝b。试证当BC＝2L／3时绳的加速度为: a＝g/3，速度为: B C 例.质量为m 的小球系在轻绳的一端，绳的另一端固定在墙上的O点。先使绳子伸直并使其处于水平状态，然后释放小球。 求：当绳子摆下 θ 角时，绳子对小球的拉力T和小球的线速率v θ l o m θ v n τ T mg 例.在半径为 R 的光滑半球面顶点A,放一个质量为m的小球 ,小球由静止开始滑下。 求：球面所受的压力与小球所在位置 θ 角的关系。 θ τ n R A N mg θ 表示力对空间累积效应的物理量。 §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（Newton first law） 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，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）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 F f 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 10-2N 104N 102N 10-34N 相邻质子间力 的 大 小 10-15m 10-15m 0~? 0~? 作 用 范 围 短程 短程 长程 长程 力 程 弱 力 强 力 电磁力 万有引力 力类型 项目 §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，