1-2牛顿运动定律及其应用.ppt

例.一根不可伸长的轻绳跨过固定在O点的水平光滑细杆，两端各系一个小球。a球放在地面上，b球被拉到水平位置，且绳刚好伸直。从这时开始将b球自静止释放。设两球质量相同。 求：(1) b球下摆到与竖直线成 角时的 ； (2) a 球刚好离开地面。 (1)分析b运动 a球离开地面前b做半径为 的竖直圆周运动。 解： a O b * 1.2 牛顿运动定律及其应用 1.2.1 牛顿运动定律 1.2.2 自然界中的力 1.2.3 牛顿运动定律的应用 1.2.4 非惯性系与惯性力 1.2.1 牛顿运动定律 一. 牛顿第一定律（惯性定律） 任何物体如果没有力作用在它上面，都将保持静止的或作匀速直线运动的状态。 1. 定义了惯性参考系 2. 定义了物体的惯性和力 惯性系---在该参照系中观察,一个不受力作用的物 体将保持静止或匀速直线运动状态不变. 惯性---物体本身要保持运动状态不变的性质. 力---迫使一个物体运动状态改变的一种作用. （Newton?s laws of motion) 给出了运动的变化与所加的动力之间的定量关系 二. 牛顿第二定律 牛顿第二定律的更准确表示: 这种表示无论是高速( m可变)还是低速运动都正确. 低速时质量不变 三. 牛顿第三定律(作用力与反作用力) 作用力与反作用力大小相等、方向相反，作用在不 同物体上。 牛顿定律只适用于惯性系。 同时受几个外力作用 分量形式 注意： 上式的瞬时性　矢量性 自然坐标系 直角坐标系 SI单位和量纲 注意 做题时数字后面必须标明单位，否则无物理意义。 一、单位制 力学 物理量 基本量 (长度,质量,时间) 导出量 (速度,加速度,力等) 基本单位 (m，kg，s) 导出单位 (m/s,m/s2,N等) 单位制（SI） SI即国际单位制 用量纲判断结果的正确性—— 一种非常有用的方法。 二、量纲 将一个导出量用若干基本量的幂次之积表示。 SI中力学的三个基本量： 长度（L），质量（M），时间（T） 意义 例： 原式错误。 1.2.3 自然界中的力 方向竖直向下 一、万有引力 地球附近的物体所受的地球引力 二、 重力 地面上相隔1 m 的人 ? 10-7 N (3) 力程 —— 无限远 (2) 力的强度： (1) 万有引力定律: --万有引力恒量 ME：地球质量 R：地球半径 (2) 正压力 N , 支持力， 三、弹力 x x x x 0 x 0 f 0 f 0 O 作用在相互接触的物体之间，与物体的形变相联系，是一种弹性恢复力。 (1) 弹簧的弹力 (3) 张力 T，内部的弹力 (2) 静摩擦力 (1) 滑动摩擦力 四、摩擦力 (the force of friction) 垂直于接触面指向对方 四种基本相互作用： 1. 引力相互作用 2. 电磁相互作用 3. 强相互作用 4. 弱相互作用 相对强弱： 强相互作用的强度 = 1，电磁相互作用 ≈ 10-2，弱相互作用≈ 10 -5，引力相互作用≈ 10-38。 五 基本的自然力 1.2.5 牛顿定律的应用 利用牛顿定律解题步骤 一、选定对象，隔离物体 二、受力分析，画示力图 三、分析运动 四、选坐标系，列方程 五、讨论 例：一柔软绳长 l ，线密度 r，一端着地开始自由下落，下落的任意时刻，绳子给地面的压力为多少？ 解：建坐标，地面为原点, 整根绳子为研究对象 0 y l y 设压力为 N 例：物体 A，质量为 m，通过不可伸长的绳子，跨过定滑轮与水平轻弹簧( k )相联，当弹簧为自然伸长时，将A从静止释放，求: A下落任一距离 x 时的速度和加速度。 m k 解： 以 A为研究对象 m mg T = k x A x 0 例: 有阻力的抛体问题 . 己知: 质量为m的炮弹,以初速度v0与水平方向成仰角?射出. 若空气阻力与速度成正比, 即 求: 运动轨道方程 y[x]= ? 解: 二维空间的变力情况. 1.选 m 为研究物体. 3.分析受力: x y o ? m 2.建坐标 xoy. t =0 时, x=0 , y=0 vx 0=v0 cosf , vy 0=v0 sinf 列方程: 分离变量 x y o ? m 分别积分 再次积分 消去 t ,得轨道方程: 得 得 D m 例：一匀质细绳， 质量为 m，长度为 L , 一端固定在 O 点， 另一端有一质量为 M 的小球。当小球在光滑平面上以角速度w 绕 O点旋转时，求绳中各点的张力。 M w 解：设绳中张力为 T (r) 以D m为研究对象 O M w D m O M