《上海大学物理二第二章.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《上海大学物理二第二章.ppt（30页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、 三百年前，牛顿在前人的基础上建立三百年前，牛顿在前人的基础上建立了动力学三大定律和万有引力定律。他第了动力学三大定律和万有引力定律。他第一次把地上的运动规律和天一次把地上的运动规律和天上的运动规律上的运动规律统一了起来统一了起来. 第一定律第一定律（Newton first law） 任何物体都任何物体都保持静止或沿一条直线作匀速运动的状态，保持静止或沿一条直线作匀速运动的状态，除非作用在它上面的力迫使它改变这种状态。除非作用在它上面的力迫使它改变这种状态。 2-1 牛顿运动定律牛顿运动定律定义了惯性参照系定义了惯性参照系 在惯性系观察，一个不受力作用的物体在惯性系观察，一个不受力作用的物体
2、将保持静止或沿一条直线作匀速运动的将保持静止或沿一条直线作匀速运动的状态不变。状态不变。 物体所受的合外力等于物体动量的瞬物体所受的合外力等于物体动量的瞬时变化率。时变化率。动量：动量：数学形式：数学形式：质量不变时质量不变时:特点特点：瞬时性；迭加性；矢量性；定量的量度了惯性瞬时性；迭加性；矢量性；定量的量度了惯性 第二第二定律定律 运动的变化与所加的动力成正运动的变化与所加的动力成正比，并且发生在这力所沿的方向上比，并且发生在这力所沿的方向上3).矢量性：矢量性：具体运算时应写成分量式具体运算时应写成分量式直角坐标系中：直角坐标系中：自然坐标系中：自然坐标系中：4)、惯性的量度：、惯性的量
3、度： 质量质量 1).瞬时性：瞬时性： 之间一一对应之间一一对应2).叠加性：叠加性：(1) 作用力、反作用力，分别作用于二物体，作用力、反作用力，分别作用于二物体，各产生其效果；各产生其效果；(2) 作用力和反作用力是性质相同的力作用力和反作用力是性质相同的力。两点说明：两点说明： 第三第三定律定律 对于每一个作用，总有一个对于每一个作用，总有一个相等的反作用与之相反；或者说，两个物相等的反作用与之相反；或者说，两个物体各自对方的作用总是相等的，而且沿着体各自对方的作用总是相等的，而且沿着相反的方向。相反的方向。牛顿定律适用范围：牛顿定律适用范围：（1）适用于惯性系）适用于惯性系（2）适用于
4、低速运动，是相对论力学的低速近似。）适用于低速运动，是相对论力学的低速近似。（3）适用于宏观物体，是量子力学的宏观近似。）适用于宏观物体，是量子力学的宏观近似。（4）适用于实物，不完全适用于场。）适用于实物，不完全适用于场。2-2 常见的几种力常见的几种力一切物体之间都存在互相吸引的万有引力。一切物体之间都存在互相吸引的万有引力。1.万有引力万有引力引力的方向在连线方向，相互吸引。引力的方向在连线方向，相互吸引。 质点之间万有引力的基本规律质点之间万有引力的基本规律ME为地球质量为地球质量R 为地球半径为地球半径地球表面物体受到地球的吸引作用，这种因地地球表面物体受到地球的吸引作用，这种因地球
5、吸引而物体受到的力，称为重力。球吸引而物体受到的力，称为重力。2.重力重力令令则则 弹簧的弹力：弹簧的弹力：F= - kx 正压力：正压力： 拉力拉力:3.弹力弹力4.摩擦力摩擦力 静摩擦力静摩擦力 滑动摩擦力滑动摩擦力Ff静摩擦系数静摩擦系数正压力正压力滑动滑动摩擦系数摩擦系数5.流体阻力流体阻力 物体物体和流体有相对运动时会受支流体的阻力。和流体有相对运动时会受支流体的阻力。该阻力的方向与相对该阻力的方向与相对运动运动方向相反，大小和相对速方向相反，大小和相对速度的大小有关。度的大小有关。终极速率：终极速率： 流体阻力随速度增大而增大，与重力平衡时流体阻力随速度增大而增大，与重力平衡时物体
6、将以匀速下落。该速率称做终极速率。物体将以匀速下落。该速率称做终极速率。1.1.电磁力电磁力 2-3 2-3 基本的自然力基本的自然力* * 电电磁磁力力：存存在在于于静静止止电电荷荷之之间间的的电电性性力力以以及及存存在在于于运运动动电电荷荷之之间间的的磁磁性性力力，本本质质上上相相互互联联系系，总称为电磁力。总称为电磁力。 分分子子或或原原子子都都是是由由电电荷荷系系统统组组成成，它它们们之之间间的的作作用用力力本本质质上上是是电电磁磁力力。例例如如：物物体体间间的的弹弹力力、摩擦力，气体的压力、浮力、粘滞阻力。摩擦力，气体的压力、浮力、粘滞阻力。2.2.强力强力 强强力力：亚亚微微观观领
7、领域域，存存在在于于核核子子、介介子子和和超超子子之之间间的的、把把原原子子内内的的一一些些质质子子和和中中子子紧紧紧紧束束缚缚在一起的一种力。在一起的一种力。作用范围：作用范围：3.3.弱力弱力 弱弱力力：亚亚微微观观领领域域内内的的另另一一种种短短程程力力，导导致致 衰变放出电子和中微子的重要作用力衰变放出电子和中微子的重要作用力。四种基本力的比较四种基本力的比较 力类型力类型项目项目万有引力万有引力电磁力电磁力强强 力力弱弱 力力力力 程程长程长程长程长程短程短程短程短程作作 用用 范范 围围0 0 10-15m m2 ）。）。求：求：（1）物）物体相对于电梯的加速度。（体相对于电梯的加
8、速度。（2）绳子的张力。）绳子的张力。解：解：消去消去T TTT例例例例2 2 2 2 一一质质量量为为60kg60kg的的人人，站站在在电电梯梯中中的的磅磅秤秤上上，当当电电梯梯以以0.5m/s0.5m/s2 2的的加加速速度度匀匀加加速速上上升升时时，磅磅秤秤上上指指示示的的读读数数是是多多少少？试用惯性力的方法求解。试用惯性力的方法求解。解解 取电梯为参考系。相应的惯性力取电梯为参考系。相应的惯性力即即于是于是 由由此此可可见见，磅磅秤秤上上的的读读数数（根根据据牛牛顿顿第第三三定定律律，它它读读的的是是人人对对秤秤的的正正压压力力，而而正正压压力力和和N N是是一一对对大大小小相相等等
9、的的相相互互作作用用）不不等等于于物物体体所所受受的的重重力力G G。当当加加速速上上升升时时，NGNG；加加速速下下降降时时，NGNG。前前一一种种情情况况叫叫做做“超超重重”，后后一一种种情情况况叫叫做做“失失重重”。尤尤其其在在电电梯梯以以重重力力加加速速度度下下降降时时，失失重重严严重重，磅磅秤秤上上的的读读数数将将为为0 0。例例3 在加速运动的车上分析单摆与竖直方向的夹角。在加速运动的车上分析单摆与竖直方向的夹角。选参照系选参照系车车（非惯性系）非惯性系）T拉力拉力:mg重力重力:Fi惯性力惯性力:解：解：Tmg0YX0YXX方向：方向：Y方向：方向：作业作业:p525, 26, 27, 2830, 31
