第二章牛顿运动定律Newtonslawsofmotion.pptVIP

第二章 牛顿运动定律Newton’s laws of motion 动力学问题： 研究物体的相互作用，以及由此引起的物体运动变化的规律。 §2.1 牛顿第一定律和第三定律 物体间各种不同的相互作用．构成了干变万化的物质世界．这些作用常被叫做力． 经验告诉我们，力有两种对外表现，这两种表现使我们有可能对力的性质和量值作进一步的研究． §2.2 常见力和基本力 基本力的比较 §2.3 牛顿第二定律及其微分形式 1、牛顿第二律 §2.4 牛顿第二定律应用举例 利用牛顿定律求解力学问题，最好按下述思路分析： 1、认物体（确定研究对象） 2、看运动（确认物体的运动状态） 3、查受力（找出物体所受的所有外力） 4、列方程（用牛顿第二定律列出方程） 通常力学问题分为两类： 1、已知力求运动； 2、已知运动求力。 本课程中涉及的问题有两种： 常力作用下的连接体问题 变力作用下的单体问题 （例题参见教学光盘） §2.5 牛顿第二定律积分形式之一 ——动量定理 §2.6 牛顿第二定律积分形式之二 ——动能定理 考虑力的空间积累效果 §2.7 非惯性系 惯性力 1、非惯性系 对地面参考系作加速运动的物体，为非惯性系。牛顿定律对非惯性系是不成立的。 2、非惯性力 在非惯性系中，引入惯性力（虚拟的力），它是非惯性系中来自参考系本身加速效应的力。 2、能量 为了探求各种运动形式的相互转化以及在转化中所存在的数量关系，我们必须选用一个能够反映各种运动形式的共性物理量。作为各种运动形式一般量度，这个量就是能量。 对应于物体的某一状态，必定有一个而且只能有一个能量值。如果物体状态发生变化，它的能量值也随之变化。因此，能量是物体状态的单值函数。 3、牛顿第二定律的又一积分形式 a b dr f L ? va vb 根据牛顿第二定律， 带入积分式，即得 叫做物体的动能，用Ek表示： 于是，上式为： 动能定理 动能定理：合外力对物体作的功总等于物体 动能的增量。 当A0，作用于物体上的合外力对物体作正功，使物体的动能增加； 当A0，作用于物体上的合外力作负功，使物体的动能减少。 动能定理的微分形式： 从功率的表达式得： 考虑到： 由动能定理可知，这是动能的微小变化，可写成 dE，以此带入上式，即得： 动能定理的微分形式 * * 一是改变物体的运动状态； 二是改变物体的形状． 力有两种对外表现 1、牛顿第一定律 任何物体都保持静止的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。 （1）第一定律指明了任何物体都具有惯性，因此第一定律又叫做惯性定律。惯性就是物体保持其原有运动状态不变的特性。 （2）第一定律还说明，仅当物体受到其他物体作用时才会改变其运动状态。力是引起运动状态改变的原因。 （3） 第一定律定义了惯性参考系（简称惯性系（inertial reference frame） 惯性参考系——在这种参考系中观察，一个不受力作用的物体或处于受力平衡状态下的物体，将保持其静止或匀速直线运动状态不变。 参考系 惯性系：地面参考系是一个足够好的惯性系 非惯性系：对地面参考系作加速运动的物体，是非惯性系。 一个参考系是否为惯性系，只能根据观察和实验来决定。 2、牛顿第三运动定律 两个物体之间的作用力和反作用力，在同一直线上，大小相等而方向相反。或者说，当物体A以力FAB 作用在物体B上时，物体B必定同时以力FBA作用在物体A上； FAB和FBA在一条直线上，大小相等而方向相反。亦即 FAB＝－FBA FAB和FBA中的一个叫做作用力，则另一个就叫做反作用力。 牛顿第三定律指出了力 的 相互作用性。 A B 第三定律表明，作用力和反作用力总是同时以大小相 等、方向相反的成对出现，它们同时出现，同时消失，没有主次之分。 作用力和反作用力是同一性质的力。 作用力和反作用力是分别作用在两个物体上的。 第三定律表明，系统的内力之和总是零。 重力 常见力 弹性力 摩擦力 正压力（支承力） 拉力 弹簧的弹力 静摩擦力 滑动摩擦力 （1）重力： 大小为物体的重量 方向竖直向下 （2）弹性力： 发生形变的物体，由于要恢复原状，对与它接触的物体会产生力的作用，这种力叫弹力。 由于地球的引力，地球表面附近的 物体受到的力。 正压力 大小取决于相互挤压的程度 方向总是垂直于接触面而指向对方 拉力 大小取决于绳收紧的程度 方向总是沿着绳线而指向绳线收紧的方向 张力：绳产生拉力时，其