【精选】0第2章 牛顿运动定律1.ppt

* 自然界和自然界的规律隐藏在黑暗中， 上帝说：“让牛顿去吧！” 于是一切成为光明。 ——英国著名诗人柏蒲 第2章 牛顿运动定律 剑桥三一学院门口的牛顿苹果树 第二章 牛顿运动定律 ——质点动力学 质点动力学知识结构 牛顿三定律 动量定理 动量守恒 角动量守恒 机械能守恒 角动量定理 动能定理 力的时间累积效应 力矩的时间累积效应 力的空间累积效应 1 给出了相互作用力之间 的定量关系，是对第二 定律的补充。 给出了运动状态改变，惯性 及受力的定量关系，是三大 定律中的核心。 给出了运动状态改变，惯 性及受力的定性关系，是 三大定律中的前提和基础 关 系 1、作用力和反作用力 是成对出现，成对消失 2、作用力和反作用力 必定属同一性质，作用 在不同质点上。 1、惯性质量m 2、反映合力F、m和a之间 的定量关系。 3、合力F具有瞬时性、矢量性、迭加性。 1、惯性—质点具有保持 其运动状态不变的性质。 2、力（物体之间相互作 用）是改变运动状态的 原因。 要 点 两质点间的相互作用力，总是沿同一直线 等值反向的。 质点受外力作用，其加速度大小与合外力大小成正比，与物体的惯性质量成反比，加速度的方向与合外力方向相同。 自由质点有保持静止或 匀速直线运动的性质， 直到其它物体对它作用 的合力迫使它改变状态 表 述 第 三 定 律 第 二 定 律 第 一 定 律 一、牛顿三定律 车的a=0时的小球的状态符合牛顿定律。 a=0时的小球的状态不符合牛顿定律。 这表明相对于地面做加速运动的参照系中，牛顿运动定律不再成立。 惯性系和非惯性系 问题？ （1） 惯性参考系 （2） 宏观低速运动范围 （3） 质点 牛顿定律的适用范围及条件 因此，所谓惯性系实际上是相对整个宇宙的平均加速度为零的参考系。也就是说，只有远离其它物体的孤立系统才能作为惯性系。固惯性系也是个理想模型。 地面参考系，自转加速度 地心参考系，公转加速度 太阳参考系，绕银河系加速度 a ~ 3.3 cm/s2 a ~ 3 ?10-8 cm/s2 a ~ 0.6 cm/s2 牛顿定律在惯性系成立 近似惯性系 定义：牛顿运动成立的参考系称为惯性系。 相对惯性系做匀速直线运动的参考系也是惯性系。 而相对惯性系做加速运动的参考系为非惯性系。 牛顿第二定律的表述 牛顿表述： 运动的改变与所加的动力成正比，并发生在所加力的那个直线方向上。 物体的质量与速度的乘积 物体的动量 现代物理语言的表述： 某时刻物体动量对时间的变化率与所施加的外力成正比，并发生在外力的方向上。 Leonhard Euler 1707～1783 说明 ——力的叠加原理 2、m恒定： 但在以下两种情况下，质量不能当常量: 1）物体在运动中质量有所增减，如火箭、雨滴问题； 2）高速（　 同向，且具瞬时性； 106 m/s ) 运动中,质量与运动速度相关。 二、基本自然力和力学中常见的力 四种基本相互作用 力的种类 相互作用的物体 力的强度 力程 万有引力 一切质点 无限远 弱力 大多数粒子 小于 电磁力 电荷 无限远 强力 核子、介子等 ＊ 思考：摩擦力和弹力为电磁力？ 1、基本自然力 温伯格 萨拉姆 格拉肖 弱相互作用 电磁相互作用 电弱相互 作用理论 三人于1979年荣获诺贝尔物理学奖 . 鲁比亚, 范德米尔实验证明电弱相互作用， 1984年获诺贝尔奖 . 电弱相互作用 强相互作用 万有引力作用 “大统一”（尚待实现） “超弦理论” 2.力学中常见的几种力 重力： 地球表面上的物体所受到地球的吸引力 方向与重力加速度方向一致。 弹力： 发生弹性形变的物体由于要恢复原状，对与它接触的物体产生力的作用，这种力叫做弹力。 三种表现形式： (2) 刚性物体间的压力与支持力 (3) 非弹性软绳（线、弦等）的张力 (1) 弹性力 . 摩擦力： 方向始终与相对运动或相对运动趋势的方向相反。 表面接触挤压， 有相对运动或相对运动趋势。 注意区别： 最大静摩擦力 滑动摩擦力 流体阻力： 流体指液体或气体。 1、物体速度较小时 2、物体的速率较大（但仍低于声速） 说明：当物体与流体的相对速度提高到接近空气中的声速时，这时流体阻力将迅速增大。 三、牛顿运动定律的应用 1、质点动力学中也有两类基本问题 已知 质量为m的质点运动方程 所受合外力 质量为m的质点受力情况及初始条件 质点的运动规律 或 等 求 第一类 第