《西安交通大学大学物理课件.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《西安交通大学大学物理课件.ppt（15页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第2章 牛顿运动定律 本章内容：本章内容：2. 1 牛顿运动三定律牛顿运动三定律2. 2 力学中常见的几种力力学中常见的几种力2. 3 牛顿运动定律的应用牛顿运动定律的应用2. 4 牛顿运动定律的适用范围牛顿运动定律的适用范围Xian Jaotong University2.1 牛顿运动三定律牛顿运动三定律 任何物体都保持静止或匀速直线运动的状态，直到其任何物体都保持静止或匀速直线运动的状态，直到其他物体对它作用的力迫使它改变这种状态为止。他物体对它作用的力迫使它改变这种状态为止。2.1.1 牛顿第一定律牛顿第一定律三个重要概念三个重要概念v 惯惯 性性 质点不受力时保持静止或匀速直线运动质点
2、不受力时保持静止或匀速直线运动状态的的性质状态的的性质,其大小用质量量度。其大小用质量量度。v 力力 使质点改变运动状态的原因。使质点改变运动状态的原因。v 惯性系惯性系 牛顿运动定律适用的参考系。牛顿运动定律适用的参考系。质点处于静止或匀速直线运动状态质点处于静止或匀速直线运动状态( (质点处于平衡状态质点处于平衡状态) )Xian Jaotong University某时刻质点某时刻质点动量动量对时间的变化率对时间的变化率等于等于该时刻作用在该时刻作用在质点上所有力的质点上所有力的合力合力。2.1.2 牛顿第二定律牛顿第二定律质量不随时间变化时质量不随时间变化时牛顿第二定律的分牛顿第二定律
3、的分量形式量形式（自自然然坐坐标标系系（直直角角坐坐标标系系Xian Jaotong University2.1.3 牛顿第三定律牛顿第三定律当物体当物体 A 以力以力作用于物体作用于物体 B 时，物体时，物体 B 也同时以力也同时以力作用于物体作用于物体 A 上，上，和和总是大小相等，方向相反，总是大小相等，方向相反，且在同一直线上。且在同一直线上。r 讨论讨论第一定律第一定律 “力力”的概念的概念注意三个重要概念：注意三个重要概念： 惯性、力、惯性参照系惯性、力、惯性参照系第二定律第二定律 力的度量力的度量(定量描述定量描述)注意力的注意力的 瞬时性、矢量性瞬时性、矢量性和和对应性对应性第
4、三定律第三定律 力的特性力的特性注意力的注意力的 成对性、一致性成对性、一致性和和同时性同时性Xian Jaotong University2.2 力学中常见的几种力力学中常见的几种力2.2.1 万有引力万有引力v万有引力公式只适用于两质点万有引力公式只适用于两质点v重力：重力：v惯性质量和引力质量惯性质量和引力质量r 讨论：讨论：为物体所处的地理纬度角为物体所处的地理纬度角Xian Jaotong University如图所示，一质点如图所示，一质点m 旁边放一长度为旁边放一长度为L 、质量为质量为M 的杆，的杆，杆离质点近端距离为杆离质点近端距离为l解解例例该系统的万有引力。该系统的万有引
5、力。求求当当 l L 时时r 讨论讨论质点与质量元间的万有引力大小为质点与质量元间的万有引力大小为杆与质点间的杆与质点间的万有引力大小为万有引力大小为Xian Jaotong University2.2.2 弹性力弹性力当两宏观物体有接触且发生微小当两宏观物体有接触且发生微小形变形变时，形变的物体对时，形变的物体对与它接触的物体会产生力的作用，这种力叫与它接触的物体会产生力的作用，这种力叫弹性力弹性力 。例例F1F2T1T2张力张力r讨论：讨论：v大小大小v方向方向Xian Jaotong University2.2.3 摩擦力摩擦力当两相互接触的物体彼此之间保持相对静止，且沿接触当两相互接触
6、的物体彼此之间保持相对静止，且沿接触面有相对运动趋势时，在接触面之间会产生一对阻止上面有相对运动趋势时，在接触面之间会产生一对阻止上述运动趋势的力，称为述运动趋势的力，称为静摩擦力静摩擦力。 1. 静摩擦力静摩擦力2. 滑动摩擦力滑动摩擦力两物体相互接触，并有相对滑动时，在两物体接触处出现两物体相互接触，并有相对滑动时，在两物体接触处出现的相互作用的摩擦力，称为的相互作用的摩擦力，称为滑动摩擦力滑动摩擦力。 ( 为滑动摩擦系数为滑动摩擦系数)r讨论：讨论：v大小大小v方向方向Xian Jaotong University已知一物体的运动方程，求已知一物体的运动方程，求 。2.3 牛顿运动定律的
7、应用牛顿运动定律的应用1. 微分问题微分问题（牛顿运动定律（牛顿运动定律+ +运动学）运动学）例例求求已知一物体的质量为已知一物体的质量为 m , , 运动方程为运动方程为解解2. 积分问题积分问题Xian Jaotong University设一物体在离地面上空高度等于地球半径处由静止落下。设一物体在离地面上空高度等于地球半径处由静止落下。在地面附近有在地面附近有以地心为坐标原点，物体受万有引力以地心为坐标原点，物体受万有引力解解可得可得例例它到达地面时的速度它到达地面时的速度（不计空气阻力和地球的自转）。不计空气阻力和地球的自转）。求求rXian Jaotong University以初速
8、度以初速度v0 竖直向上抛出一质量为竖直向上抛出一质量为m 的小球，小球除受的小球，小球除受重力外，还受一个大小为重力外，还受一个大小为mv2 的粘滞阻力。的粘滞阻力。解解例例求求 小球上升的最大高度。小球上升的最大高度。Xian Jaotong University 即即2.4 牛顿运动定律的适用范围牛顿运动定律的适用范围2.4.1 惯性系惯性系甲乙aFm牛顿定律在该参照系中不适用牛顿定律在该参照系中不适用非惯性系非惯性系有力有力观察者观察者甲甲：观察者观察者乙乙： 有力有力和加速度和加速度即即但没有加速度但没有加速度l0牛顿定律在该参照系中适用牛顿定律在该参照系中适用惯性系惯性系Xian
9、Jaotong Universityr 结论结论(1) 凡是牛顿运动定律成立的参考系称为惯性系。凡是牛顿运动定律成立的参考系称为惯性系。(3) 相对于一惯性系作匀速直线运动的参照系都是惯性系。相对于一惯性系作匀速直线运动的参照系都是惯性系。(2) 判断某参考系是否是惯性系的依据是实验。判断某参考系是否是惯性系的依据是实验。 实验表明：在地面上，牛顿运动定律是相当精确实验表明：在地面上，牛顿运动定律是相当精确的定律，因此通常取地面参照系为惯性参照系。的定律，因此通常取地面参照系为惯性参照系。2.4.2 牛顿运动定律的适用范围牛顿运动定律的适用范围低速低速 宏观宏观Xian Jaotong Universitym以地面参考系以地面参考系例例一光滑斜面固定在升降机的底板上，如图所示，当升降机以一光滑斜面固定在升降机的底板上，如图所示，当升降机以匀加速度匀加速度 a 0 上升时，质量为上升时，质量为m 的物体从斜面顶端开始下滑的物体从斜面顶端开始下滑. .yxmgx 方向方向y 方向方向物体对斜面的压力和物体相对斜面的加速度。物体对斜面的压力和物体相对斜面的加速度。求求解解Xian Jaotong University
