大学物理(赵)(力学-牛顿定律)2009春解说.ppt

一、加速平动参考系中的惯性力 1. 选地面作参考系 小球保持静止 , 符合牛顿第二定律 2. 选车厢作参考系 小球向人运动, 加速度为 2-7 非惯性系 惯性力 惯性力: 在非惯性系中 , 物体除受外力作用外 , 还受一个由于非惯性系而引起的惯性力的作用。 ? ? 不符合牛顿第二定律 但小球水平方向不受力 大小为 方向与 反向. 惯性力 质点在非惯性系中受力 非惯性系中的牛顿第二定律 式中: 是物体受的合外力 是惯性力 是物体相对于非惯性系的加速度 S系中： S’系中： 非惯性系中的牛顿第二定律 是非惯性系本身的加速度 虚拟力 例：一升降机内有一光滑斜面。斜面固定在升降机的底板上，其 倾角为? 。当升降机以匀加速度 a1 上升时，物体 m 从斜面的顶点 沿斜面下滑，求物体相对于斜面的加速度以及相对于地面的加 速度。 ? m 解法 一： 以地面为参考系。 设物体相对斜面的加速度为 斜面对地面的加速度为 故物体对地面的加速度为 x y ? （惯性系） 在直角坐标系下， 相对地面的加速度为： m 由物体受力分析，有 写成分量式： 解方程组，得 物体 m 相对地面的加速度： ? x y * 第二章 牛顿运动定律 2-1 牛顿运动定律 2.2.1 牛顿第一定律（惯性定律） 重要概念 3.惯性系 惯性定律在其中严格成立的参考系,叫惯性参考系，简称惯性系. 2.力 任何物体都保持静止的或匀速直线运动的状态，除非作用在它上面的力迫使它改变这种状态。 1.惯性: 维持原运动状态的属性 2.2.2 牛顿第二定律 一个物体的动量随时间的变化率正比于这个物体所受的的合力，其方向与所受的合力方向相同。 运动 物体动量 动量定义式 变化 对时间的变化率 -------- 物体受到的合外力等于物体动量对时间的变化率 牛顿认为： 质量不变时 力的叠加原理 m为惯性质量 分量式 分量式 平面曲线运动 2.2.3 牛顿第三定律 作用与反作用 两个物体之间的作用力与反作用力，沿同一直线，大小相等，方向相反，分别作用在两个物体上。 2.2 牛顿运动定律的应用 研究对象的动量变化 研究对象 研究对象所受合外力 1）依题意确定研究对象； 2）选取坐标---确定参照系； 4）列方程式求解； 5）分析讨论结果。 3）对研究对象进行受力分析（隔离物体、画 受力图、在非惯性系应考虑惯性力。）； 解题步骤 例1：求圆柱形容器内以?作匀速旋转的液体的自由表面形状。 解： （1）认物体：变形的水— 质点系 以质点m为研究对象 目的：求曲线方程。 （2）分析力： （3）列方程： Fn x Z 坐标系的选择：x=0时， z=0，推出c=0。 表面形状： 旋转抛物面 m作匀速圆周运动 mg N 例2： 已知： 流体阻力 求： 物体在流体中下落的速率 和终极速率 解： 令 y 建立坐标系 t=0 时 终极速率 例3 已知 求 解 运动方程 建立坐标系 列分量方程 法向： 切向： 解: 首先将两物体受力画在图中 , 则有 (1) (2) (3) 将(3)式代入(1)式得: y m ? m X’ 光滑 例4. 如图所示 , 质量为 m 的直杆可以在竖直方向上运动 求质量为 m’ 的斜劈的加速度 和作用力 （ ） 代入 (2) 式 (2) (3) 我国规定使用国际单位制--“SI”制 基本单位 米、千克、秒、安培 开尔文、摩尔、坎德拉 [ M]. [ T]. [ I ]. [?]. [ j ] [N]. [L] 导出单位：通过物理定理等导出的单位 如米/秒、牛顿、伏特。 [ V]=距离/时间=米/秒 M . Kg. S. A. K. MOL. CD 2.3、SI单位和量纲 量纲：表示导出单位是由哪些基本单位组成的 式子。 量纲通常是用方括号表示，如： [a] =[长度] /[时间2]=L T-2 [P]=[质量 ]·[速度]=M LT -1 [V]=[长度]/ [时间]=L T-1 量纲的用途： M LT- 1=MLT-1 一个等式相等应满足： A）验证等式 量纲相同 、数值相等、量性相同 B) 分析问题: 例：声音在气体中传播仅取决于气体的压强P 与密度?和一些数字常数，计算在具有参 数 P1 、 ?1和P2 、 ?2 的两种气体中的声速之比。 解： 声速V是P 、?的函数 V=f（P、?） V ? ? =L T-1、 ? P ?=M L-1 T-2 、 [ ?]=M L-3 压强