Ch2.1-3(牛顿定律)专用课件.ppt

牛顿定律解题步骤： 1. 确定研究对象，受力分析( 隔离物体法)； 2. 分析运动状态，建立适当坐标系； 3. 由牛顿第二定律建立动力学方程； 4. 解方程； 5. 讨论。 1、惯性参考系 牛顿运动定律适用的参考系。 相对于惯性参考系作匀速运动的参考系。 太阳 地球 地面 2、非惯性参考系 相对于惯性系作加速运动的参考系。 3、非惯性系中的力学定律、惯性力 （一）作直线运动的加速参考系 惯性力的引入 （1）问题的提出： §2-3 非惯性参考系 惯性力 (Non-inertial system Inertial force) 1）问题的提出： [例1] (如图) ，符合牛顿定律 —— 惯性系 不符合牛顿定律 —— 非惯性系 例2. 如图 假想惯性力 ,则上二例都符合牛顿定律了。即 （相对于非惯性系，修改了的牛顿定律.） 符合牛顿定律 不符合牛顿定律 --相对于非惯性系的加速度 2）解决办法 惯性力：为了使牛顿定律在非惯性系中形式的成 立，而引入的假想的力 大小： 方向： 注意： 赝力： （1）不是物体间的相互作用（不属于四种相互作用） （2）无反作用力 其中： 被研究对象的质量 非惯性系相对惯性系的加速度 3）非惯性系中的力学规律 即： 为物体相对非惯性系的加速度 [例 1 中] 相对于 S? 系有 [例 2 中] 相对于 S? 系有 与对 S 系结果相同 可见，解决同一物理问题，既可以选惯性 系，也可选非惯性系。只是选非惯性系时要用 修改的牛顿定律。得到的结果是一样的。具体 视问题的方便而定。 [例题1] 升降机以加速度 a = g/2 上升，质量为 m1=1Kg、m2 =2Kg 的物体用滑轮联系起来， 如图所示。求：(1) 机内观察者看 到的 m1、m2 的加速度；(2) 机外 地面上的人，观察到的两物体的 加速度(无摩擦)。 解：(1) 若以升降机为参考系，则为作加速运动 的非惯性系。在此非惯性系中讨论问题必须考虑惯 性力。设绳中张力为 T，m1、m2 受力如图所示。 对 m1： 对 m2： 解得 (2) 在机外的观察者(惯性系) M1 的加速度 M2 的加速度 （二）转动参考系 （1）定义 相对于惯性系转动的参考系，叫转动参考系。转 动参考系为非惯性系。 由于转动参考系中的坐标轴的方向转 动着，且各点的速度和加速度各异，引 入惯性力比较困难，比较复杂。故这里 仅考虑匀角速转动参考系，且只考虑物 体相对转动参考系静止的情况。 （2）匀角速转动参考系 牛顿定律成立。 转动平台以ω 转动，弹簧被拉长，m 受真实力 弹簧对小球施力 在地面参照系 S 中： 解决办法： 为了用牛顿第二定律解释这一现象，必须引入 惯性力 在转动参考系 S? 中观察，小球 m 虽受力为 F = – Kx，小球却保 持静止，不符合牛顿定律。 方向与 的方向相反，叫惯性离心力。 注意： (1)“惯性力”是假想力，无施力物体，有受力物体。 (2) “惯性力”是对非惯性系的加速度的反抗。 (3) “惯性力”无施力物体，故无反作用力。 (4) “惯性力”的引入是为了使牛顿定律在非惯性系中 仍成立而作的数学处理。 * 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。 第 二 章 牛顿运动定律 (Newtons law) 描述物体状态的量：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 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 它现象。 ? 牛顿，《自然哲学的 数学原理》（1686） Newtons first law of motion §2-1 牛顿定律 (Newtons law） 一、 牛顿第一定律 体会理想实验加科学推理的科学方法 1.伽利略的理想实验： 若将后一斜面放平,球会滚多远？ 显然，球会永远滚下去…… 大师思路 牛顿 伽利略领悟到了将人们引入歧途的是摩擦阻力。 伽利略的实验找到了解决问题的真正线索。 爱因斯坦说： “伽利略的发现以及他所用的科学推理方法是人类 思想史上最伟大的成就之一，而且标志着物理学的真 正开端。” 伽利略的正确结论在隔了一代人