王力学2-牛顿运动定律.ppt

在非惯性系中如何处理被观测物体的运动呢? 在非惯性系中, 只要想象地引入 “惯性力”， 牛顿第二定律就可以继续使用。 实验验证：太阳参照系是一个精确的惯性系。 对一般力学现象，地面参照系可以近似地当作惯性系。 质量定量地表示物体惯性的大小，叫做物体的惯性质量。 * 第二章 牛顿运动定律 （Newton?s laws of motion) 2.1 牛顿运动定律?? 2.2 SI 单位和量纲 2.3 常见力 2.4 基本自然力 2.5 应用牛顿定律解题?? 2.6 惯性系和非惯性系? 2.7 惯性力? 2.8 科里奥利力 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 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。 §2.4 基本的自然力 2.5 应用牛顿定律解题 解题步骤 1.认物体(确定研究对象)； 一般采用隔离体法. 即把系统中的几个物体分别研究。 如果在运动过程中几个物体之间没有相对运动, 根据问题的需要也可把这几个物体作为一个整体处理. 这时要注意区分内力与外力 无相对运动 2. 看运动 分析研究对象的运动状况,并确定各研究对象运动状况之间的联系(约束条件). 4. 列方程 列出牛顿方程. 根据需要选择适当的坐标系,将力和加速度分解, 列出各坐标轴方向的牛顿方程. 5. 解方程，对结果作必要讨论。 ?? 3. 分析力 找出研究对象所受的全部外力,画出示力图 例1. 如图所示，在光滑的水平地面上放一质量为M的楔块，楔块底角为 ，斜边光滑。今在其斜边上放一质量为m的物块，求物块沿楔块下滑时对楔块和对地面的加速度。 解： 1.认物体： 楔块相对于地面加速向左滑动，其相对于地面参照系的加速度为 ；物块相对于楔块沿斜边加速下滑，其相对于楔块的加速度为 ，则物块相对于地面的加速度为 ，如图所示。 分别以楔块和物块为研究对象。 2.找运动： 3.分析力：楔块和物块受力情况如图所示。 4.列牛顿方程：在地面参照系选如图所示的坐标系。 对楔块：水平 对物块：水平 约束条件： 5. 解方程：答案见书 p78。 x y 竖直 例2: 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 m 列方程: 分离变量 分别积分 x y o ? m 再次积分 消去 t ,得轨道方程: 得 得 例3.一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 分析b受力,选自然坐标系 当b 球下摆到与竖直线成 角时 由(2) 式得 a O b 分析a运动 当 T = mg 时，a 球刚好离地 a O b a mg N T (2) a 球刚好离开地面。 解： 2.6 惯性系和