2-1 牛顿三定律课件.pptVIP

2-1　牛顿定律 第二章 质点动力学 　　杰出的英国物理学家，经典物理学的奠基人．他的不朽巨著《自然哲学的数学原理》总结了前人和自己关于力学以及微积分学方面的研究成果，其中含有三条牛顿运动定律和万有引力定律,以及质量、动量、力和加速度等概念．在光学方面，他说明了色散的起因，发现了色差及牛顿环，他还提出了光的微粒说． 牛顿 Issac Newton （1643－1727） 牛顿的生平与主要科学活动 少年时代的牛顿，天资平常，但很喜欢制作各种机械模型，他有一种把自然现象、语言等进行分类、整理、归纳的强烈嗜好，对自然现象极感兴趣。 青年牛顿 1666年6月至1667年3月， 两度回到乡间的老家 1665年获学士学位 1661年考入剑桥大学三一学院 1667年牛顿返回剑桥大学当研究生， 次年获得硕士学位 1669年总结出了二项式定理 1669年由于巴洛的推荐，接受了“卢 卡斯数学讲座”的职务 全面丰收的时期 1672年进行了光谱色分析试验 1672年，由于制造反射望远镜的成就被接纳为伦敦皇家学会会员 1680年前后提出万有引力理论 1687年出版了《自然哲学的数学原理》 　　任何物体都要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. 一　牛顿三大定律 惯性和力的概念 时， 恒矢量 如物体在一参考系中不受其它物体作用，而保持静止或匀速直线运动，这个参考系就称为惯性参考系． 2.1　力对质点的瞬时效应　 1　牛顿第一定律 动量为 的物体，在合外力　 的作用下，其动量随时间的变化率应当等于作用于物体的合外力． 当 时， 为常量 合外力 2　牛顿第二定律 注： 为A处曲线的曲率半径． 自然坐标系中 A (1) 瞬时关系 (2) 牛顿定律只适用于质点 注意 (3) 力的叠加原理 两个物体之间作用力 和反作用力 ，沿同一直线，大小相等，方向相反，分别作用在两个物体上． （物体间相互作用规律） 3　牛顿第三律 地球 例 分析物体间的相互作用力 作用力与反作用力特点： (1)大小相等、方向相反，分别作用在不同物体上，同时存在、同时消失，它们不能相互抵消． (2)是同一性质的力． 注意 四种相互作用的力程和强度的比较 种 类 相互作用粒子 力的强度 力程/m 引力作用 所有粒子、质点 ∞ 弱相互作用 带电粒子 电磁作用 核子、介子等强子 强相互作用 大多数粒子(比强力更普遍—如电子不受强力但受弱力) ∞ 二　几种常见的力　 1 力的本质与统一场论　 “统一”：是一种进步,是对客观世界认识的深化(如电和磁的统一)。 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。 ★四种基本力： ★物理学家的目标：弄明白 ·四种力可否从一种更基本、更简单的力导出? ·各种力是否能统一在一种一般的理论中? ·表面上看起来不同的力是否只不过是一个普遍力的不同表现形式? ★20世纪20年代，爱因斯坦最早着手这一工作。最初是想统一电磁力和引力，但未成功。 ★已做和待做的工作： ·弱、电统一：1967年温伯格等提出理论 1979年荣获诺贝尔物理学奖． 　　1983年鲁比亚, 范德米尔实验证明电弱相互作用，1984年获诺贝尔奖． ·大统一(弱、电、强 统一)： 已提出一些理论，因目前加速器能量不够而无法实验证实。 (需1015Gev，现103Gev) ·超大统一：四种力的统一 （尚待实现） 1）万有引力 引力常数 m1 m2 r 重力 地表附近 2 生活中几种常见的力 2）　弹性力 常见弹性力有：正压力、张力、弹簧弹性力等． 弹簧弹性力 ——胡克定律 由物体形变而产生的． 3）　摩擦力 一般情况 滑动摩擦力 最大静摩擦力 静摩擦力 ≤ 1　解题步骤 已知力求运动方程 已知运动方程求力 2　两类常见问题 隔离物体 受力分析 建立坐标 列方程 解方程 结果讨论 三　牛顿定律的应用 解 取坐标如图 例1 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 ． 浮力 令 教材45页 例2.1.2 教材45页 例2.1.1 浮力 （极限速度） 当 时 一般认为 ≥ 若球体在水面上具有竖直向