2-牛顿运动定律(简).ppt

第二章 牛顿定律 可作调速器：利用θ随ω变化 得 本题质点作圆周运动，取自然坐标系，列分量方程。 　　例5　质量为 、长为 的柔软细绳，一端系着放在光滑桌面上质量为 的物体，在绳的另一端加力 ．设绳的长度不变，质量分布是均匀的．求： (1)绳作用在物体上的力； (2)绳上任意点的张力． (书中P33例1） （1） 解 （2）任取质元dm x O 2－5 非惯性系 惯性力 结论: 加速参照系中牛顿定律不成立! x 1. 惯性系和非惯性系 非惯性系 相对惯性系作加速运动的参照系. 定义： 惯性系 牛顿定律成立的参照系. (包括转动参照系) 地球看作一个近似的惯性系 在非惯性系中，牛顿定律不成立。 2. 力学相对性原理: 为常量 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 方向:与非惯性系的加速度方向相反. 引入惯性力： 3. 在非惯性系中的牛顿定律形式： 讨论： (1). 惯性力是一个假想的力，而真实力是由物体间相互作用产生的。 (2). 惯性力只有受力物体而无施力物体。 例：车为非惯性参照系 牛顿定律为 x 在非惯性系下重解例1（2）： y 解：选电梯非惯性系，设m1和m2相对电梯的加速度为ar, 它们相对地面的加速度分别为a1 和a2 ， r m 惯性离心力 4. 在匀速转动参照系中，引入惯性力： 引入惯性离心力 在匀速转动参照系中，物体相对静止。 (1) 惯性离心力： (2) 北半球上的科里奥利力： 在匀速转动参照系中，物体相对运动v。 引入科里奥利力： * * * * 动力学的理论框架 基础：牛顿三定律 演绎： 力的时间积累 力的空间积累 动量和 角动量定理 动能定理 三个守恒定律 对象：质点→ 质点系 → 刚体 第二章 牛顿运动定律 第二章 牛顿运动定律 2－1 牛顿运动定律 （×） 力是维持物体运动的原因？ 牛顿（1643--1727）：英国 在1687出版《自然哲学的数学原理》 惯性(inertia)：物体具有保持其运动状态不变的性质 讨论1 力是改变物体运动的原因？ 一 第一定律--（惯性定律） 任何物体都保持静止或匀速直线运动的状态，直到受到力的作用迫使它改变这种状态为止。 F =0时，v = 恒矢量 惯性系和非惯性系 二 第二定律 宏观低速, 质量m不变： 1、 2、 …(1) …(2) 合力使物体产生加速度。 物体动量的变化率总是等于物体所受的合外力。 牛顿第二定律的解析式： 切向 法向 直角坐标系中 合外力 自然坐标系中 讨论： 1. 是质点的运动规律。 2. 具有瞬时性、叠加性、矢量性。 3. 力的叠加原理 是一个变力 4. 在一般情况下,力 F F F F F F ( ) ) ) ( ( = = = x t v = = - kv - kx 弹性力 阻尼力 打击力 常见的几种变力形式： 拔河比赛只是比力气吗？ m2 m1 x O x20 x10 C 三 第三定律 作用力F1 和反作用力 F2，沿同一直线，大小相等方向相反，分别作用在两个不同物体上。 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． 注意 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 惯性系：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． （力学）伽利略相对性原理． 四 力学相对性原理 为常量 惯性系中， 力学相对性原理： 1m 是光在真空中在（1/299792458)s 内所经过的距离 . 国际单位制（SI）力学的基本单位 1s 是铯的一种同位素133 CS 原子发出的一个特征频率光波周期的9192631770倍 . “千克标准原器” 是用铂铱合金制造的一个金属圆柱体，保存在巴黎度量衡局中 . 物理量 单位名称 符号 长度 米 质量 千克 时间 秒 2-2物理量的单位和量纲 速率 导出量 力 定义：表示一个物理量如何由基本量的组合所形成的式子 . 量纲作用： 可验证等式的正误 . 量 纲 某一物理量 的量纲 M LT- 1=MLT-1 2－3 几种常见的力 重力： 1. 万有引力：非接触力，通过场作用的力。 例: 相隔一米的两个人引力只有 r m1 m2 四种相互作用 2. 弹性力：接触力 1）正压力、支持力 2）拉力、张力 3）弹簧弹力 胡克定律 ：f = - kx 轻绳： 由物体形变而产生的． 3. 摩擦力：接触力 2. 静摩擦力 可变