[理学]大学物理第2章牛顿定律及其应用.ppt

重点掌握四类问题 一、单体问题： 重在建坐标系 二、连接体问题： 重在隔离物体 三、曲线运动问题： 掌握自然坐标系中应 用运动定律 四、变力问题：重在列微分方程 解 取坐标如图 令 例6 一质量 ，半径 的球体在水中静止释放沉入水底.已知阻力 , 为粘滞系数， 求 . 为浮力 * * 第二章 运动与力 动力学 ——研究物体运动状态发生变化的原因 牛顿运动定律——质点动力学的基础 牛顿运动定律的内容 牛顿运动定律的应用 教学重难点 教学基本要求 一 掌握牛顿定律的基本内容及其适用条件 . 二 熟练掌握用隔离体法分析物体的受力情况, 能用微积分方法求解变力作用下的简单质点动力学问题 . 　　英国物理学家, 经典物理 学的奠基人 . 他对力学、光学、 热学、天文学和数学等学科都 有重大发现, 其代表作《自然 哲学的数学原理》是力学的经 典著作. 牛顿是近代自然科学 奠基时期具有集前人之大成的 贡献的伟大科学家 . 牛顿 Issac Newton （1643－1727） 2－1 牛顿运动定律 一、牛顿第一定律 1、表述 任何物体都将保持其静止或匀速直线运动状态，直到外力迫使它改变运动状态为止。 2、理解 （1）正确说明了力和运动的关系：力是改变物体运动状态的原因 （2）提出了“惯性”的概念，定义了一种惯性参考系 （3）描述的是力处于平衡时物体的运动规律（地面上任何物体不可能不受力的作用） （4）未涉及物体转动及其内部作用，仅适用于质点 数学表达式：F＝0，v＝恒量 （1）问题： 车的a=0时单摆和小球的状态符合牛顿定律； a≠0时 为什么不符合牛顿定律？ （2）定义 牛顿运动定律成立的参考系称为惯性系 牛顿运动定律不成立的参考系称为非惯性系。 3、惯性系和非惯性系 （3）结论： 相对惯性系作匀速直线运动的参照系是惯性系 相对惯性系作加速运动的参照系是非惯性系 （4）说明： 要确定一个参考系是否惯性系，只能依靠观察和实验 在研究地面上物体的运动时，地球可近似地看成是惯性参考系 . 二、牛顿第二定律 1、表述 物体运动的变化（动量对时间）与所加的动力成正比，并且发生在这力所沿直线的方向。 牛顿第二定律最基本最普遍的形式 低速情况下，物体质量可视为不依赖于速度的常量---惯性质量 经典力学中牛顿第二定律最常用的形式 是质点动力学的核心方程 3、力的叠加原理（力的独立作用原理） 2、理解 定义了惯性质量 反映了矢量性、瞬时性 当几个外力同时作用于物体时，其 合外力所产生的加速度等于每个外力 所产生的加速度的矢量和 三、牛顿第三定律 1、表述 两个物体之间的作用力与反作用力，沿同一直线，大小相等，方向相反，分别作用在两个物体上。 2、理解 （1）作用力和反作用力总是以大小相等、方向相反的方式成对出现，它们同时出现、同时消失，没有主次之分 （2）相互作用力是同一种性质的力 （3）它们作用在不同的物体上，若把这两个物体看作一 个整体，则这对力是系统的内力，故第三定律表明系统的 内力之和总是零，它们对系统的整体运动不发生影响。 地球 1m 是光在真空中在（1/299792458 s ）内所经过的距离 . 力学的 基本单位 1984年2月27日，我国国务院颁布实行以国际单位制（SI）为基础的法定单位制. 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 四、物理量的单位和量纲 速率 导出量 力 功 实际时间过程的时间 宇宙年龄 约 （140亿年） 地球公转周期 人脉搏周期 约 最短粒子寿命 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 1）可定出同一物理量不同单位间的换算关系 . 3）从量纲分析中定出方程中比例系数的量纲和单位 . 2）量纲可检验文字结果的正误 . 量 纲 某一物理量 的量纲 一、重力、万有引力 两个质点间的万有引力，其方向沿着它们的连线，其大小与它们的质量的乘积成正比，与它们之间的距离的平方成反比 重力——地球表明附近物体所受的地球的引力 2－2 几种常见的力