第3章 动量 牛顿运动定律综述.ppt

第三章 动量·牛顿运动定律· 动量守恒定律 ;第三章 动量·牛顿运动定律 ·动量守恒定律 ;惯性—— 物体所固有的，保持原来运动状态不变的特性.;(2) 惯性定律可以对质点的某一分量成立.;§3.2 惯性质量和动量 ;§3.2 惯性质量和动量 ;2. 惯性质量 ; 从物体质量的定义可见，m大者较难改变运动状态或速度，m小者则较易. 所以m应是物体惯性的反映，即惯性的大小. 以惯性量度的质量称惯性质量，简称质量.;§3.2.2 动量· 动量变化率和力 ;诸力作用于质点m ;§3.2.3 牛顿运动定律 ;而 式只有在 v c 时成立. ;§3.2.4 伽利略的相对性原理 ;伽利略相对性原理——力学现象对一切惯性系来说，都遵从同样的规律；或者说，在研究力学规律时,一切惯性系都是等价的.;§3.3 主动力和被动力 ;§3.3 主动力和被动力 ; 重量和质量不同，质量反映物体被当作质点相对于惯性系运动时的惯性，是物体固有的；重量是物体所受重力的大小，属于相互作用范畴.质量概念比重量概念更带普遍性.;3.静电场力和洛仑兹力 ;洛伦兹力矢量式 ;1.绳内张力 ;3.摩擦力 ; 摩擦因数与物体材料、表面光滑程度、干湿程度以及温度等多种因素有关,甚至并非常数. 但在一般计算中，可视摩擦因数为常数.;§3.4 牛顿运动定律的应用 ;§3.4 牛顿运动定律的应用 ;§3.4.1 质点的直线运动 ;[例题1] 英国剑桥大学物理教师阿特伍德(George Atwood,1746—1807)，善于设计机巧的演示实验，他为验证牛顿第二定律而设计的滑轮装置，称作“阿特伍德机”，该机是最早出现验证牛顿定律的最好设备，于1784年发表于“关于物体的直线运动和转动”一文中(下页如图所示）.物理学进行研究需要建立理想模型.在理论模型中，重物 和m1和m2 可视作质点；滑轮是“理想的”，即绳和滑轮的质量不计，轴承摩擦不计，绳不伸长.求重物释放后物体加速度及物体对绳的拉力.;x;对时间求两次导数，得;[讨论] 若 m1 m2 ，a1x 为正， a2x为负，表明 m1的加速度与 x 轴正向相同；若 m1 m2 ，则 a1x为负，表明 m1 的加速度与 x 轴的正向相反；若 m1= m2 ，加速度为零，即加速度的方向大小均取决于 m1和 m2 .;[例题2] 斜面质量为m1 ，滑块质量为 m2 ，m1与 m2 之间、 m1与平面之间均无摩擦，用水平力 F 推斜面.问斜面倾角? 应多大 ， m1和 m2相对静止.;根据牛顿第二、三定律，得 ;§3.4.2 变力作用下的直线运动 ;[例题3] 已知一质点从静止自高空下落，设重力加速度始终保持一常量，质点所受空气阻力与其速率成正比.求质点速度并与自由下落相比.;它在Oy 轴的投影为 ;O;§3.4.3 质点的曲线运动 ;[例题4] 北京紫竹院公园有一旋风游戏机，大意如图所示.设大圆盘转轴OO′ 与铅直方向成 ? =18°，匀速转动，角速度为?0= 0.84 rad/s. 离该轴 R ＝2.0 m 处又有与 OO′平行的PP′，绕 PP′ 转动的座椅与 PP′ 轴距离为 r =1.6m.为简单起见，设转椅静止于大圆盘.设椅座光滑，侧向力全来自扶手. 又设两游客质量均为 m =60 kg .求游客处于最高点B和较低点A处时受座椅的力.;R;分量式 ;3°;§3.4.4 质点的平衡 ;[例题5] 将绳索在木桩上绕几圈，能使绳的一端受到极大拉力，例如拴着一头牛，只要用很小的力拽住绳的另一端，即可将绳索固定，原因在哪里？如图表示绳与圆柱体在AB弧段上接触且无相对滑动，弧AB对应的圆心角? 称为“包角”. 和 分别表示A点和B点绳的张力.设绳与圆柱间的静摩擦系数为?0 ，不计绳的质量.求在 一定的条件下， 的最大值 .;? ;建自然坐标系，将上式投影，并考虑到;由此二式消去FN 得 ;§3.5 非惯性中的动力学 ;问题：; 设动参考系O′ 相对于静参考系O以加速度 作直线加速运动,则质点在O′系中的加速度 和质点在O系中的加速度 关系为;[例题1] 杂技演员站在沿倾角为 ? 的斜面下滑的车厢内，以速率v0 垂直于斜面上抛红球，经时间 t0 后又以2v0 垂直于斜面上抛一蓝球. 车厢与斜面无摩擦.问二球何时相遇.;以出手高度为坐标原点建立坐标系Oy，以抛出红球时为计时起点.对红球和蓝球分别有;[例题2] 如图所示情况中，若忽