大学物理 第二讲 牛顿定律.ppt

定义： 注意： 不是真实力，它没有施力者， 也没有反作用力。 它只是非惯性系的加速度的反映, 或是物体的 惯性在非惯性系中的表现。 在非惯性系中列牛顿方程时， 应在受力一侧加上惯性力！ 例如，公共汽车突然启动时乘客的感觉。 列牛顿方程， 应是： （若在地面参考系里，列出的方程一样吗？） -----可以用它测定小车加速度。 【解】 在车厢参考系， mg -ma0 a0 T x x’ y’ y o o’ ? 可得 例. 求车厢以恒定加速度 行进时悬线的偏角 。 2. 匀角速转动参考系中，静止物体的惯性力 若转动圆盘系 相对地面系作 匀速转动， 物体 m 在盘上静止。 在非惯性系（盘 ）： m 仍受向心力，却静止！？ 在惯性系（地） ： m 受的合力为向心力， 匀速转动，按牛Ⅱ F惯 在匀角速转动参考系中应用牛Ⅱ， 必须在真实力的一侧加上惯性力： 在S’系中列牛?? : 所以惯性离心力为 这个惯性离心力具体是什么？ 这个惯性力是离心方向的，称为惯性离心力。 它与向心力二力平衡所以才静止。 即 应 而 严格地说， 重力是物体所受的地球的引力吗? 在地球上谈地面附近物体的重力 （称为视重）, 应该是 物体所受的地球引力 与该处惯性离心 力 之和: 将有关常量代入,可得 此比值较小，所以常常不考虑 。 其中 “失重”和“局域惯性系”的概念 在自由降落的电梯参考系中,苹果受到 重力的作用, 也受到惯性力的作用。 它们的合力为零, 说苹果的视重为零,或说它处于完全“失重”状态。 ------在非惯性系中可以 验证“惯性定律”！ 在绕地球旋转的飞船中, 地球对物体的引力和惯性 离心力抵消, 也出现完全失重状态。 完全失重状态 局域惯性系 * 第2章 牛顿运动定律 2.1 牛顿定律 △2.2 国际单位制（SI制）和量纲 △2.3 基本自然力与常见的力 2.4 牛顿定律的应用举例 2.5 非惯性系中的惯性力 2.6 与地球自转、公转有关 的力学现象 总结 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状态， 直到其他物体对它作用的力迫使它改变。 ◆两个概念：“惯性”( inertia ) 和“力”( force ) 。 ◆区分出两类参考系：惯性系和非惯性系 二. 第二定律 m与运动无关 m——惯性质量 ( inertial mass )。 惯性系中适用！ 2.2 单位制和量纲 搞清几个问题：1）基本量和导出量； 2）国际单位制（SI）和相应的基本单位； 3）量纲 [F] = MLT-2 作用的 相互性 三.第三定律 牛顿定律的适用范围： 1）惯性系； 2）低速（高速下，相对论力学）； 3）宏观物体（微观下，量子力学） 基本单位：时间T，长度L，质量M，电流强度I， 热力学温度Q，物质的量N，发光强度J. 导出单位：速度，功，电压，电容，压强等。 国际单位制 SI制 SI制力学基本单位 时间 秒 s 长度 米 m 质量 千克 kg 量纲 T L M SI制力学导出单位 例： 力 1千克 米/秒2 1牛[顿] = 2.3（一） 常见的力 1.重力 2.弹力 正压力 支持力 拉力 张力 弹簧的弹力 （虎克定律） 3.摩擦力 滑动摩擦力 静摩擦力 大小可变 4.流体阻力 相对速率较小时 （向下） （垂直接触面） （与相对运动或相对运动趋势方向相反） （与相对运动方向相反） 较大时 万有引力 2.3（二） 基本自然力 *粒子间的相互作用是通过场来传递的，在场的 量子理论中，相互作用通过交换媒介子实现。 胶子G (已被间接确认尚未分离出来) 中间玻色子W?，Z0 1983年发现 光子 ? 引力子 (未发现) 媒介子 强子之间 多数粒子之间 带电粒子 一切物体 作用 1 (104N) 10-13 (10-9N) 10-2 (102N) 10-38 (10-34N) 强度 10-15m 短程力 10-17m 短程力 ? 长程力 ? 长程力 力程 强力 弱力 电磁力 万有引力 作用力 二.关于力的统一 电磁力、引力—人们已认识了几百年 强力、弱力 —20世纪才被发现 从一种更基本、更简单的力导出? 统一在一种一般的理论中? 只不过是一个普遍力的不同表现形式? ★已做和待做的工作： ·弱、