M2牛顿定律及应用.ppt

浮力 （极限速度） 当 时 一般认为 ≥ 若球体在水面上具有竖直向下的速率 ，且在水中 ，则球在水中仅受阻力 的作用 五、变质量问题 （1）遵循一般问题的解题思路 （2）建立任意时刻t 的运动微分方程，用下式来建立 例 长度为L质量为M的均匀柔绳，盘绕在 光滑水平面上，现在从静止开始，以恒定的 加速度a竖直向上提升，当提到高度为 时， 作用在绳端的力的大小？若以恒定的速度v竖 直向上提升，当提到高度为 时，作用在绳端 的力的大小？ 解：任意时刻t， 提的高度为y 研究对象： t 时刻被提升的绳 y y o F ygM/L 物理学 　　杰出的英国物理学家，经典物理学的奠基人．他的不朽巨著《自然哲学的数学原理》总结了前人和自己关于力学以及微积分学方面的研究成果，其中含有三条牛顿运动定律和万有引力定律,以及质量、动量、力和加速度等概念．在光学方面，他说明了色散的起因，发现了色差及牛顿环，他还提出了光的微粒说． 牛顿 Issac Newton （1643－1727） 　　任何物体都要保持其静止或匀速直线运动状态，直到外力迫使它改变运动状态为止. 一　牛顿第一定律〔惯性定律（Newton first law）〕 定义了惯性和力的概念 物体保持运动状态的特性——惯性 改变物体运动状态的原因——力 §1 牛顿运动定律 定义了惯性系的概念：如物体在一参考系中不受其它物体作用，而保持静止或匀速直线运动，这个参考系就称为惯性参考系． 二　牛顿第二定律 动量为 的物体，在合外力　 的作用下，其动量随时间的变化率等于作用于物体的合外力． 当 为常量 合外力 即 直角坐标系中 自然坐标系中 A (1) 瞬时性、定量关系 (2) 适用于惯性系 说明 (3) 力的叠加原理（力的独立性） （4）质点质量如有变化的情况 物体在运动中质量有所增减, 如火箭、雨滴问题。 高速（v 106 m/s ) 运动中,质量与 运动速度相关,如相对论效应问题。 两个物体之间作用力 和反作用力 ，沿同一直线，大小相等，方向相反，分别同时作用在两个物体上． （物体间相互作用规律） 三 牛顿第三定律 作用力与反作用力特点： (1)大小相等、方向相反，分别作用在不同物体上，同时存在、同时消失，它们不能相互抵消． (2)是同一性质的力． 说明 （3）它适用于直接接触力。对于间接接触的两个物体间的相互作用力，由于其相互作用以有限速度传播，存在延迟效应。 四、三大定律的联系 （1）牛顿三大定律构成一个完整、有机的整体。完整回答了物体具有某种运动状态的根本原因。 （2）第一、第二定律分别定性和定量地说明一物体的机械运动状态变化的原因；第三定律说明了引起物体状态变化的作用力具有相互性，并指出相互作用力之间的关系 （3）第二定律研究对象为一个特定的物体，而第三定律侧重说明物体间相互联系和相互制约的关系 牛顿定律为实验定律，只适用于惯性系中 宏观低速实物的运动。不适用于场传递的相互作用. 注意 五 力学相对性原理 为常量 即：在不同的参考系中，同一物体运动的描述不一定相同，但是物理规律是相同的、不变的。 (2) 对于不同惯性系，牛顿力学的规律都具有相同的形式，与惯性系的运动无关 (1) 凡相对于惯性系作匀速直线运动的一切参考系都是惯性系． 伽利略相对性原理． 注意 即：对于不同惯性系，牛顿力学的规律都是平权的！ 规范对称 强相互作用场 核子、介子等强子 强相互作用 规范对称 弱相互作用场 强子等大多数粒子 弱相互作用 规范对称 电磁场 带电粒子 电磁作用 非规范对称 引力场 所有粒子、质点 引力作用 力的性质 力的本质 相互作用粒子 种 类 四种相互作用力的比较 §2　物体间的相互作用 一　牛顿定律是物体机械运动的基本定律 已知力求运动方程 已知运动方程求力 　常见问题分类 牛顿定律是物体机械运动的基本定律，鉴于动力学问题的多样性和复杂性，要注重应用牛顿定律解决问题的思路和方法 §3 牛顿定律的应用 二、一般性问题的解题思路和应用举例 （1）选定研究对象（隔离物体） （2）正确分析受力情况、约束条件和运动情况，画出受力图 （3）选惯性系，建立关联坐标系（直角坐标、极坐标和自然坐标等） （4）列动力学或运动学方程 （5）解方程 （6）结果讨论 **例1 质量为M的楔B，置于光滑的水平面上，质量为m的物体A沿楔的光滑斜面自由下滑，试求楔相对于地面的加速度a和物体A相对于楔的加