牛頓運動定律學(xué)習(xí) (3).ppt

牛頓簡介 英國物理學(xué)家 經(jīng)典物理學(xué)的奠基人 他對力學(xué) 光學(xué) 熱學(xué) 天文學(xué)和數(shù)學(xué)等學(xué)科都有重大發(fā)現(xiàn) 其代表作 自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理 是力學(xué)的經(jīng)典著作 牛頓是近代自然科學(xué)奠基時期具有集前人之大成的貢獻的偉大科學(xué)家 牛頓IssacNewton 1643 1727 1 牛頓定律 Oh yeah Soeasy No 1 物體保持慣性 直到外力作用 No 2 外力等于質(zhì)量乘加速度 No 3 力總是成對出現(xiàn)的 任何物體都要保持其靜止或勻速直線運動狀態(tài) 直到外力迫使它改變運動狀態(tài)為止 No 1牛頓第一定律 2 定義了慣性參考系 靜止或運動相對誰 宇宙只有一個物體如何 1 定義了物體的慣性和力 保持運動狀態(tài)和改變運動狀態(tài) 一個參考系是不是慣性系要靠實驗來判定 No 2牛頓第二定律 動量為的物體 在合外力的作用下 其動量隨時間的變化率應(yīng)當(dāng)?shù)扔谧饔糜谖矬w的合外力 牛頓第二定律的數(shù)學(xué)表達式 兩個物體之間作用力和反作用力 沿同一直線 大小相等 方向相反 分別作用在兩個物體上 No 3牛頓第三定律 1 作用力 反作用力互為對方存在的條件 同時產(chǎn)生 同時消失 2 作用力 反作用力分別作用在相互作用的兩個物體上 因此不能互相抵消 3 作用力 反作用力屬同種性質(zhì)的力 2 2物理量的單位和量綱 2 3幾種常見的力 力學(xué)的基本單位 我國實行以國際單位制 SI 為基礎(chǔ)的法定單位制 萬有引力 重力 彈性力 壓力 支持力 張力 彈簧彈性力等 摩擦力 以上兩節(jié)內(nèi)容自學(xué) 2慣性參考系 地面參考系 小球保持勻速運動 車廂參考系 定義 適用牛頓運動定律的參考系叫做慣性參考系 反之 叫做非慣性參考系 在研究地面上物體的運動時 地球可近似地看成是慣性參考系 小球加速度為 車廂由勻速變?yōu)榧铀龠\動 3力學(xué)相對性原理 2 對于不同慣性系 牛頓力學(xué)的規(guī)律都具有相同的形式 與慣性系的運動無關(guān) 1 凡相對于慣性系作勻速直線運動的一切參考系都是慣性系 為常量 1 確定研究對象 幾個物體連在一起需作隔離體 把內(nèi)力視為外力 2 受力分析 分析時按照 重力 彈力 摩擦力的順序畫受力圖 3 分析研究對象的運動過程 確定加速度a 4 建立坐標(biāo)系 列方程求解 5 先用文字符號求解 后帶入數(shù)據(jù)計算結(jié)果 解題的基本思路 4 應(yīng)用舉例 1 如圖所示滑輪和繩子的質(zhì)量均不計 滑輪與繩間的摩擦力以及滑輪與軸間的摩擦力均不計 且 求重物釋放后 物體的加速度和繩的張力 解以地面為慣性系 畫受力圖 選取坐標(biāo)如圖 例1阿特伍德機 2 若將此裝置置于電梯頂部 當(dāng)電梯以加速度相對地面向上運動時 求兩物體相對電梯的加速度和繩的張力 解以地面為慣性系 設(shè)兩物體相對于地面的加速度分別為 且相對電梯的加速度為 解1 確定木塊為研究對象 在地面上建立坐標(biāo)系 要想使m相對M靜止 m在水平方向與M的加速度相同 聯(lián)立求解 例2 質(zhì)量為m的木塊放在質(zhì)量為M傾角為 的光滑斜劈上 斜劈與地面的摩擦不計 若使m相對斜面靜止 需在斜劈上施加多大的水平外力 木塊對斜劈的壓力為多少 則外力 由牛頓第三定律 m對M的壓力與N大小相等方向相反 數(shù)值為 解2 沿斜面建立坐標(biāo)系 坐標(biāo)系建立得好壞 對解題難易程度有直接影響 但對結(jié)果無影響 m 此種方法更簡單 解設(shè)雨滴質(zhì)量為m取坐標(biāo)如圖 例3雨滴下落時受空氣阻力 若阻力與其速度大小成正比 求雨滴的速度并討論其最終速度 做積分 積分得 例4如圖所示 圓錐擺 長為的細(xì)繩一端固定在天花板上 另一端懸掛質(zhì)量為的小球 小球經(jīng)推動后 在水平面內(nèi)繞通過圓心的鉛直軸作角速度為的勻速率圓周運動 問繩和鉛直方向所成的角度為多少 空氣阻力不計 解 越大 也越大 利用此原理 可制成蒸汽機的調(diào)速器 如圖所示 解 例5如圖長為的輕繩 一端系質(zhì)量為的小球 另一端系于定點 時小球位于最低位置 并具有水平速度 求小球在任意位置的速率及繩的張力 積分 由 有 例6 質(zhì)量為m的物體 在F F0 kt的外力作用下沿x軸運動 已知t 0時 x0 0 v0 0 求 物體在任意時刻的加速度a 速度v和位移x 解