大学物理第2章牛顿运动定律教案分析.ppt

* * 第二章 牛顿运动定律 2.1 牛顿定律 2.2 常见力 2.3 牛顿定律的应用 2.4 惯性系和非惯性系 3.1 冲量与动量定理 3.2 质点系的动量 3.3 动量守恒定律 3.5 角动量守恒定律 3.4 质点的角动量 4.2 动能定理 4.3 保守力势能 4.4 机械能守恒定律 4.5 碰撞 §4.1 功和功率 牛顿定律 动量守恒定律 角动量守恒定律 能量守恒定律 动力学基本定律 §2-1 牛顿运动定律 一、牛顿第一定律 2. 定义了惯性参考系 1.第一定律涉及两个概念—惯性和力 惯性：物体保持原有运动状态不变的性质。质量是惯性大小的量度。第一定律指明了任何物体都具有惯性。 力：是两个物体间的相互作用，力是改变物体运动状态的原因，而不是维持物体运动状态的原因。 第一定律定义了一种参照系，在此系中观察，一个不受力作用的物体将保持静止或匀速直线运动状态。此系称为惯性系。 任何物体都保持静止或沿一直线作匀速运动的状态，直到作用在它上面的力迫使它改变这种状态为止。 二、惯性参照系 惯性参照系——牛顿定律严格成立的参 照系。 地球有公转和自转，所以地球是一个近 似的惯性系。 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， 太阳系是一个惯性系。 相对于惯性系作匀速直线运动的参照系 也是惯性系。 三、牛顿第三定律 AB F = BA F 作用力和反作用力大小相等、方向相反， 且作用在一条直线上。 作用力和反作用力两者力的性质相同。 第三定律反映了力的物质性，力是物体之间 的相互作用，有作用物体，必然会同时有反 作用物体，离开物质谈力是没有意义的。 作用力和反作用力同时出现同时消失。 §2-2 力学中常见的几种力 1.万有引力 一、四种基本力 物体所受的重力是万有引力和地球自转所引起的惯性力叠加的结果。 在地球表面附近，物体所受的重力近似等于地球对物体的万有引力。 2.电磁力 分子力是电磁力。 弹性力、摩擦力、正压力、张力等都是电磁力的宏观表现。 存在于电荷之间的相互作用力。 两质子之间的电磁力是万有引力的1036倍 3.强力——存在于核子、超子、介子之间 4.弱力 的一种作用力。 在原子核中，中子与质子依靠 强力结合在一起。 两质子之间的强力是电磁力的102倍 强力是一短程力，其力程仅为10-15 m 存在于基本粒子之间的一种作用力。 弱力是一短程力，其力程仅为10-17 m 弱相互作用导致β衰变，并放出电子和 中微子。 应用牛顿第二定律时应注意： 1. 上式是一个瞬时关系式，即等式两边 是作用在质点上外力的矢量和。 F 2. 二、牛顿第二定律 的各物理量都是同一时刻的物理量。 r r r F p t d p dt = = lim D D t ? D 0 a m = = m d d t v ( ) d md t v = d md t v = + d dm t v d dm t ( =0 ) m 为惯性质量 F F ) ( = x = - kx 弹性力 F F ) ( = v = - kv 阻尼力 F F ( ) = t 打击力 变力的几种形式： F 是一个变力。 3. 在一般情况下力 4. 要注意定律的矢量性。