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1、2.1牛顿运动定律2.2常见的几种力2.3基本的自然力2.4应用牛顿定律解题2.5非惯性系与惯性力2.6科里奥利力2.7潮汐第2章运动与力1牛顿的运动定律是动力学的基础，它们是：第一定律物体将保持静止或者匀速直线运动状态，除非作用在它上面的力迫使它改变该状态。2.1牛顿运动定律数学形式：惯性：任何物体保持其运动动状态态不变变的性质质。第一定律定义了“惯性”和“力”。2第二定律物体受到外力作用时时，它所获获得的加速度的大小与合外力的大小成正比，与物体的质质量成反比，加速度的方向与合外力的方向相同。数学形式：或第二定律给出了“惯性参考系”概念。3力的叠加原理:几个力同时时作用在一个物体上所产产生的
2、加速度a，等于各个力单单独作用时时所产产生加速度的矢量和。在直角坐标标系Oxyz中：4在自然坐标标系中：说明：（1）牛顿顿运动动方程只适用于质质点的运动动。（2）牛顿顿第二定律中和的关系为为瞬时时关系。5第三定律当物体A以力作用在物体B上时，物体B也必定同时以力作用在物体A上，两力作用在同一直线上，大小相等，方向相反。数学形式：说明：（1）作用力和反作用力总总是成对对出现现，任何一方不能单单独存在。（2）作用力和反作用力分别别作用于两个物体，因此不能平衡或抵消。（3）作用力和反作用力属于同一种性质质的力。6量纲SI基本量导出量名称长度时间质量速度量纲LTMLT-1单位米秒千克米秒符号mskgm
3、s基本量的量纲的指数称为“量纲指数”运用量纲检验公式正误:Fmv2MLT-2ML2T-271.重力W=mg是物体在地球表面附近受到的地球引力。2.2常见的几种力万有引力及其定律：任何两个质质点之间间都存在互相作用的引力引力的方向沿着两个质质点的连线连线方向；其大小与两个质质点质质量ml和m2乘积积成正比，与两质质点之间间距离r的平方成反比。引力常量:8重力是物体所受地球引力的一个分量。引力重力92.弹弹性力f=-kx1.物体在外力作用下因发生形变而产生欲使其恢复原来形状的力。0 x胡克定律K为为劲劲度系数其他形式的弹性力：两个物体接触表面之间的正压力；拉紧的绳子内部各段之间的拉力(张力)。10
4、（1）静摩擦力当物体与接触面存在相对对滑动趋势时动趋势时，物体所受到接触面对对它的阻力。其方向与相对对滑动趋势动趋势方向相反。静摩擦力的大小随外力的变变化而变变化。3.摩擦力11（2）滑动动摩擦当物体相对对于接触面滑动时动时，物体所受到接触面对对它的阻力。其方向与滑动动方向相反。为为滑动动摩擦系数最大静摩擦力：为为静摩擦系数121.万有引力牛顿发现了万有引力定律：任何两个质点都相互吸引，该引力的大小f与它们的质量m1和m2的乘积成正比，与它们的距离r的平方成反比2.3基本的自然力式中G为引力常量，G=6.6710-11Nm2kg213电磁力为带电体之间的作用力，磁力是电力的一种表现，分子和原子
5、间的作用力，物体之间的摩擦力，流体阻力和表面张力等等，从根本上说都是电磁力。库仑定律给出两个相距r远的静止的带电量为q1和q2的点电荷之间的作用力f2.电磁力在SI中上式中的比例系数k=9109Nm2C2静电力与引力比较：两个相邻的质子之间的静电力是万有引力的1036倍。电荷之间的电磁力以光子作为传递媒介。14在原子核内，克服质子间的电磁排斥力而将质子和中子束缚在一起的力。强力存在于强子(中子、质子和介子等)之间。3.强力强力作用范围和特点：距离10-15m，强力可忽略；距离在0.410-15m10-15m之间，表现为引力；距离在0.410-15m，表现为斥力。15存在于各种粒子之间，其力程(
6、作用范围)比强力还要小(10-17m)，还要弱(比强力小106倍)，两个相邻质子间的弱力大约仅有10-2N。4.弱力162.4应用牛顿定律解题质质点动动力学基本运动动方程解题步骤：（1）确定研究对对象。对对于物体系，画出隔离图图。（2）进进行受力分析，画出示力图图。（3）建立坐标标系（4）对对各隔离体建立牛顿顿运动动方程（分量式）（5）解方程求出相应应物理量17例1.如图图所示，两木块质块质量分别为别为mA=1.0kgmB=2.0kg。A、B间间的摩擦系数1=0.20。B与桌面的摩擦系数2=0.30。若木块块滑动动后它们们的加速度大小均为为0.15ms-2。求作用在B物上的拉力？受力分析：mA
7、gTf1N1mBgN1f1f2BFTN2AAyxFB18AA：BB：由A式：由B式：解得：yxmAgTf1N1mBgN1f1f2BFTN2A19n例2.质质量为为m的小球最初位于A点，然后沿半径为为R的光滑圆圆弧面下滑。求小球在任一位置时时的速度和对圆对圆弧面的作用。mgN解：A20nAmgN21例3.由地面沿铅铅直方向发发射质质量为为m的宇宙飞飞船。求宇宙飞飞船能脱离地球引力所需的最小初速度。（不计计空气阻力及其它作用力，设设地球半径为为6378000m）解：设设地球半径为为R，地球表面的重力近似等于引力宇宙飞飞船受的引力：运动动方程：Fvy22两边积边积分：飞飞船脱离地球引力时时：令v=0
8、23BA例4.密度为为1的液体，上方悬悬一长为长为l，密度为为212棒刚刚好全部浸入液体时时的速度。(2)(2)若2m2）。求：（1）物体相对对于电电梯的加速度。（2）绳绳子的张张力。解：消去TTT41例11.水桶以旋转转，求水面形状？解：积积分rzmgmr2水面z轴对轴对称，选选柱坐标标系。任选选水面一小质质元，在切线线方向静止，在旋转转参考系42例12.一匀加速运动动的车厢车厢内，观观察单摆单摆，平衡位置和振动动周期如何变变化？（加速度a0，摆长摆长l，质质量m）解：平衡位置在:非惯惯性系中总总加速度为为:a0SSmgma0周期应为应为:43将匀角速度转动的转盘作为参照系，形式上运用牛顿定律要求考虑物体受到惯性离心力。2.6科里奥利力如果转盘上的物体沿着转动平面的径向以速率v运动，物体还受到另一种惯性力，称为科里奥利力，其方向与转盘在该处的速度方向相反，大小为2mv。强热带风暴气旋的旋转方向可以用地球自转坐标系中的科里奥利力解释。442.7潮汐潮汐是海水的周期性涨落现象。它的解释要涉及月亮、太阳对海水的引力，地球的公转和自转以及非惯性系的受力分析方法。决定潮起潮落的引潮力包括太阳对海水的引力，以及地球围绕太阳公转产生的惯性离心力。地球自转一周是一天时间，地球上各点每转一周，历经距离太阳最远和最近各一次，所以每天有两次涨潮，即朝夕各一次涨潮。45
