质点动力学丙.pptVIP

*********第2章质点动力学--牛顿运动三定律及其应用任何物体都保持静止或匀速直线运动状态，直到受其它物体所作用的力迫使它改变这种状态为止。第一定律包含有“惯性”和“力”这两个力学基本概念。物体具有保持原来运动状态的性质称为惯性，牛顿第一定律也称为惯性定律。要改变物体的运动状态，就要有其它物体对它的作用，这种作用称为力。1.牛顿第一定律:牛顿第一定律的重要意义是从力的起源（力是物体间的相互作用）和力的效果（力是改变运动状态的原因）上肯定了力的概念。并说明了一切物体都具有惯性，所以又称为惯性定律。牛顿第一定律是大量直观经验和实验事实的抽象概括，不能用实验直接证明。牛顿第一定律只适用于惯性参照系。对于牛顿第一定律应明确以下几点：2.惯性参照系运动的描述具有相对性，仅从运动学角度看，各种参照系是等价的，但进入动力学后，就要将参照系分为惯性参照系和非惯性参照系。因运动状态是相对参照系而言的，所以第一定律还定义了一种参照系——惯性参照系。把牛顿定律成立的参照系称为惯性参照系，简称惯性系。Aa以教堂为参照系，物体A静止，满足牛顿第一定律。以汽车为参照系，物体A运动，不满足牛顿第一定律。01牛顿第一定律成立的参照系，称为惯性参照系。02牛顿第一定律不成立的参照系，称为非惯性参照系。03相对惯性系作匀速直线运动的参照系也是惯性参照系。04地球是近似程度较好的惯性系，05太阳是更精确的惯性系。3.牛顿第二定律定义：质点所受的合力等于质点动量对时间的变化率。牛顿第二定律的内容可表述如下：质点所受的合外力正比于相对于惯性系的加速度。应用第二定律时注意：(1)．F是作用在质点上的所有力的合力。(2)．F=ma是瞬时关系式。(3)．F=ma是矢量式。计算时可用分量式：(4).仅适用于惯性参照系。直角坐标系Fx=maxFy=mayFz=maz自然坐标系(5).当质点以接近光速运动时，m为变量，不成立，但仍成立。4.牛顿第三定律牛顿第三定律的内容可表述如下：作用力与反作用力大小相等，方向相反，作用在同一条直线上。作用力与反作用力等值、反向、共线、共性。生，同时消失。牛顿第三定律不包含运动量，适用于任何参照系。注意：作用力与反作用力分别作用在两个物体上，同时产自然界中存在四种基本相互作用力引力相互作用引力——长程力(吸引力)电磁相互作用电磁力——长程力(吸引力或排斥力)。如：电磁学的静电库仑力、洛仑兹力；力学中的张力、拉力、正压力、弹性力、摩擦力……分子间电磁相互作用的集体效应(分子力的宏观表现)〔例〕核力量子色动力学(QCD)QuantumChromoDynamics(3)强相互作用短程力＜10-15m〔例〕中子β衰变n→p+e-+ν(4)弱相互作用短程力＜10-17m力学中常见的力万有引力01万有引力定律：两质点之间存在相互吸引力，方向沿两质点的连线，大小与两质点质量m1、m2的乘积成正比，与两质点距离的平方成反比：02引力场：物体之间的万有引力是通过引力场实现的。质点周围对其它质点有引力作用的空间称为质点产生的引力场。地球表面附近空间产生的引力场称为重力场。03引力常数G是实验值，G=6.6720?10-11N·m2/kg204（2）重力地面附近物体受到地球的引力为方向指向地心，随地球自转的向心力由引力F提供：引力F可分解为向心力和重力G两个分力。重力加速度：由重力产生的加速度，用g表示，g的大小随地理纬度?有微小的变化，忽略地球自转时两极处g=9.7805m/s2，通常取g=9.80m/s2。则重力G=mg。GFmofn?当物体受外力作用而产生形变时，物体之间出现力图恢复原来形状的相互作用力，称为弹性力。01胡克（R.Hooke）定律：物体形变时，在弹性限度内弹性力遵从胡克定律F=–kx，负号表示力与位移的方向相反。02张力：线状物体被拉紧时，物体内各部分之间的相互作用力称为张力，忽略绳的质量时绳中各处的张力相同。03正压力（支持力）：两物体通过一定面积相互压紧时，两者之间的弹性力称为正压力。04（3）弹性力静摩擦力：两物体