[理学]大学物理课件2.ppt

* * 重点： 难点： 牛顿定律应用举例 §2-1 牛顿运动定律 牛顿（I.Newton) 1687年出版了伟大的科学著作《自然哲学的数学原理》—标志着经典力学体系的确立,书中提出了三大运动定律 ----牛顿运动定律 一.牛顿运动三定律 第一定律：任何物体都保持其静止或沿一直 线作等速运动状态，除非有力加 于其上迫使它改变这种状态 时， 恒矢(包括零) 即 力是物体运动状态变化的原因 内涵 物体具有惯性----惯性定律 牛顿对“运动”的定义为物体的质量与速度的乘积，即动量 第二定律：运动的改变和所加的动力成正比， 且发生在力的作用线方向上 有 m为常量时有 （2）表示运动状态的变化与力的瞬 时关系 内涵 （1）质量是物体惯性的量度 ----惯性质量 力的作用是相互的 (同时存在，同时消失) 第三定律：每一个作用总有一个相等的反作 用和它相对抗；或者说两物体彼 此之间的相互作用永远相等. 即 内涵： 二.几点说明: 1.力的概念：力是使物体运动状态发生改变的作用(使物体获得加速度)。这种作用是其它物体施给它的 实验表明：几个力同时作用等效于 一个力 的作用，这个力与这几个力的矢量和相等 ----力的叠加原理 2.力的叠加原理或独立性原理 ---- 是各外力分别作用时所产生的加速度的矢量和 ----合外力 即 即 4. 只是数值上等于合外力，它本身 不是力。外力改变时，它也同时改变， 它们同时存在，同时改变,同时消失 3.牛顿第二定律只适用于质点或可看作 质点的物体 5.惯性定律成立的参照系为惯性参照系， 牛顿定律只适用于惯性系 一.基本的自然力 自然界只存在四种基本的力，其它的力 都是这四种力的不同表现 §2-2常见力和基本力 1.重力： 2.弹力： （胡克定律） 3.摩擦力： 静摩擦力 最大静摩擦力 ：静摩擦系数 当 时， 滑动摩擦力 ：滑动摩擦系数 4.万有引力：物体间表现出的固有的相互作用(长程作用) 万有引力定律 ---万有引力 常量 质量为m的物体所受重力为 M：地球的质量，R:地球的半径 5.电磁力：发生在电荷间(电作用)、运动 电荷间(磁作用)的相互作用(长 程力) 6.弱力：引起粒子间的某些过程,如：??衰 变(短程力~10-18m) 7.强力：原子核结合力，它使原子核牢固地 保持为一个整体(短程力10-15m) ※宏观物体间所能观测的是电磁和引力 相互作用 基本步骤： （1）隔离物体； （2）分析力(作图)； （3）选坐标； （4）列方程； （5）解方程； §2-3 牛顿定律应用举例 [例1]皮带运输机运送质量为m的砖块，砖块与皮带的静摩擦系数为 ,皮带倾角为 。求皮带向上匀速输送砖块时, 它对砖块的静摩擦力多大？ 解： 建立如图坐标系 x方向 讨论： 不能用公式 求解，该式只对最大静摩擦力才适用 [例2]如图, 一斜面与水平面的夹角为 300，A 和B 两物体的质量均为0.2kg。物体A与斜面的摩擦系数为0.4。求物体运动时的加速度以及绳对物体的拉力(绳与滑轮之间的摩擦力以及绳和滑轮的质量均不计) 解： 建立如图的坐标系 A、B 受力情况如图 对A： 对B ： 因不计绳与滑轮间的摩擦力及它们的质量 又 解得 代入数据可得 [例3]质量为m的小球系在线的一端，线的另一端固定在墙壁钉子上，线长为l。拉动小球使线保持水平静止后松手，求线摆下 角时小球的速率和线中的张力 解： 小球受力如图 切向 积分得 法向 带入v 可得 [例4]一物体由静止而下落，下落时受到的阻力正比于速度，即 ,试求物体的运动方程. 解： 物体在下落过程中受到重力和阻力的作用 即 有 即 积分得 讨论： 终极速度： [例5].如图，一单位长度质量为 的匀质绳子，盘绕在一张光滑的水平桌面上。今以一恒定加速度a竖直向上提绳，当提起高度为y时，作用在绳端的力F 为多少