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1、第2章 牛頓運(yùn)動(dòng)定律 1 牛頓運(yùn)動(dòng)三定律 2 力學(xué)中常見的幾種力 3牛頓運(yùn)動(dòng)定律運(yùn)用 4 牛頓定律的適用范圍 衛(wèi)浴網(wǎng) 360slt.1 牛頓運(yùn)動(dòng)定律 一、牛頓第一定律 二、牛頓第二定律 三、牛頓第三定律.一、牛頓第一定律內(nèi)容 任何質(zhì)點(diǎn)都堅(jiān)持靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)形狀,直到其他物體對(duì)它作用的力迫使它改動(dòng)這種形狀為止。重要概念 1.慣性 inertia維持原運(yùn)動(dòng)形狀的屬性(慣性定律) 2.慣性系牛頓定律在其中嚴(yán)厲成立的參考系叫慣性參考系,簡(jiǎn)稱慣性系3 平衡態(tài) 靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)形狀4 質(zhì)點(diǎn)處于平衡態(tài)的條件其投影方式. 哪些參考系是慣性系呢?只能靠實(shí)驗(yàn)來確定相對(duì)知慣性系勻速運(yùn)動(dòng)的參考系也是慣性系目前慣性
2、系的認(rèn)識(shí)情況是稍好點(diǎn)的慣性系: 太陽普通工程上可用的慣性系 地球(地心或地面)詳細(xì)見71頁-慣性系.二、牛頓第二定律定義質(zhì)點(diǎn)動(dòng)量:內(nèi)容:某時(shí)辰質(zhì)點(diǎn)受的合力為那么實(shí)驗(yàn)闡明,合力等于動(dòng)量對(duì)時(shí)間的變化率 有:.重要概念在慣性系中運(yùn)用慣性質(zhì)量(慣性的量度)在牛頓力學(xué)范圍內(nèi)由于質(zhì)量丈量與運(yùn)動(dòng)無關(guān),所以常見到關(guān)系是:兩式一致的證明質(zhì)量不為常量情況:一類質(zhì)量有所添加或減少如火箭等另一類運(yùn)動(dòng)質(zhì)點(diǎn)的速率可以和光速相比較.在直角坐標(biāo)中,根據(jù)加速度的定義知那么牛二定律可寫成質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)微分方程直角坐標(biāo)投影方式.研討質(zhì)點(diǎn)平面曲線運(yùn)動(dòng)時(shí),常采用自然坐標(biāo),常投影到軌跡的切線和法線方向,可得質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)微分方程的自然坐標(biāo)投影方式o
3、s+ataantRM.三、牛頓第三定律 (作用與反作用定律) 內(nèi)容 作用與反作用 重要概念 施力與受力同時(shí)出現(xiàn)同時(shí)消逝,同種類型的力 對(duì)參考系無特殊要求(由牛頓發(fā)明性發(fā)現(xiàn)的)例題2.153頁思索題 54頁.2力學(xué)中常見的幾種力(復(fù)習(xí))1、萬有引力 重力:2、彈力:正壓力或支持力繩對(duì)物體的拉力, 彈簧彈力3、摩擦力:滑動(dòng)摩擦力 靜摩擦力 最大靜摩擦力 4、流體阻力.思索:1、當(dāng)力由F變?yōu)?F時(shí),物體堅(jiān)持靜止,物體與墻面之間的靜摩擦力為多少?mF例題2.260頁ABxva2、A與B一同作運(yùn)減速直線運(yùn)動(dòng), A與B間的最大靜摩擦系數(shù)為 ,那么A作用于B的靜摩擦力為.根本的自然力(了解)1、引力或萬有引
4、力 2、電磁力電力和磁力統(tǒng)稱電磁力3、強(qiáng)力:存在于質(zhì)子、中子、介子等強(qiáng)子之間的作用力4、弱力: 大多數(shù)的粒子某些反響中才顯示它的重要性如 衰變 .3牛頓定律的運(yùn)用 兩類問題:知運(yùn)動(dòng)求力 知力求運(yùn)動(dòng)橋梁是加速度解題步驟:1、確定對(duì)象 分析運(yùn)動(dòng) 2、畫隔離體受力圖 3、選取坐標(biāo)系4、列方程 解方程5、討論.例題1 如下圖的皮帶運(yùn)輸機(jī),設(shè)磚塊與皮帶間的摩擦系數(shù)為 ,磚塊的質(zhì)量為 ,皮帶的傾斜角為 。求皮帶向上勻速保送磚塊時(shí),它對(duì)磚塊的摩擦力多大?例1用圖mgfs解: 認(rèn)定磚塊進(jìn)展分析。它向上勻速運(yùn)動(dòng),因此加速度為零。在上升過程中,它的受力情況如下圖。選x軸沿著皮帶方向,那么對(duì)磚塊用牛頓第二定律,可得
5、x方向的分量式為由此得磚塊遭到的摩擦力為Y方向的分量式為那么可求出正壓力書中例題2.363頁.例2 一個(gè)質(zhì)量為 的珠子系在線的一端,線的另一端在墻上的釘子上,線長(zhǎng)為 。先拉動(dòng)珠子使線堅(jiān)持程度靜止,然后松手使珠子下落。程度 求: 線擺下 角時(shí)這個(gè)珠子的速率 和線的張力 變力 自然坐標(biāo)系解:對(duì)于珠子,在恣意時(shí)辰,當(dāng)擺下 時(shí),牛頓第二定律的法向和切向的分量式為原理式運(yùn)動(dòng)學(xué)關(guān)系式 分析:.以 乘以2式兩側(cè),可得由于 ,所以上式可寫成兩側(cè)同時(shí)積分,由于擺角從0增大到 時(shí),速率從0增大到 ,所以有由1、 3、5式得線對(duì)珠子的拉力為45.1上述結(jié)果是普遍解適用于恣意位置2如特例:中學(xué)時(shí)會(huì)解牛頓定律機(jī)械能守恒
6、討論書中例題2.667頁.三個(gè)宇宙速度(67頁)1、第一宇宙速度 在地面上發(fā)射一航天器,使之能沿繞地球的圓軌道運(yùn)轉(zhuǎn)所需的最小發(fā)射速度,稱為第一宇宙速度。7.9km/s第四章詳細(xì)求解2、第二宇宙速度 在地面上發(fā)射一航天器,使之能脫離地球的引力所需的最小發(fā)射速度,稱為第二宇宙速度。11.2千米/秒 見書中例題2.567頁 人類要登上月球,或要飛向其他行星,首先必需求脫離地球的引力場(chǎng),因此,所乘坐航天器的發(fā)射速度必需大于第二宇宙速度。.3、第三宇宙速度 在地面上發(fā)射一航天器,使之不但要脫離地球的引力場(chǎng),還要脫離太陽的引力場(chǎng)所需的最小發(fā)射速度,稱為第三宇宙速度。16.7千米/秒.例3書例題2.7思索空
7、氣阻力的落體運(yùn)動(dòng)變力 直角坐標(biāo)系知:0求:解:第二步:列牛頓定律方程 原理式第一步:畫質(zhì)點(diǎn)m的受力圖.第三步:解上述微分方程1.分別變量2.兩邊分別積分由#3.得解同窗自解.例4 粗繩的張力您知道:張力有個(gè)分布嗎?拉緊的繩中任一截面兩側(cè)的兩部分之間的相互作用力稱該截面處的張力 -彈性力如圖,質(zhì)量均勻分布的粗繩拉重物。知:求:距頂端為米處繩中的張力.解:對(duì)繩用牛頓第二定律假設(shè)假設(shè)繩的質(zhì)量忽略,那么張力等于外力。知:求:距頂端為x米處繩中的張力#.4 牛頓定律的適用范圍慣性系 牛頓定律適用的參考系宏觀物體低速運(yùn)動(dòng)問題.非慣性系中的慣性力 一、問題的提出 二、平動(dòng)加速參考系的(平移)慣性力 三、 勻
8、速轉(zhuǎn)動(dòng)參考系 . 一、 問題的提出 我們知牛頓第二定律必需在慣性系中運(yùn)用; 又知牛頓定律是質(zhì)點(diǎn)力學(xué)的根底定律。 但有些實(shí)踐問題只能在非慣性系中處理, 怎樣方便地運(yùn)用牛頓第二定律? 方法是:在分析受力時(shí),只需加上某種 “虛擬的力稱為慣性力 就可在非慣性系中運(yùn)用牛頓第二定律的方式.二、平動(dòng)加速參考系的(平移)慣性力地面火車設(shè):地面參考系為慣性系 火車參考系相對(duì)地面參考系加速平動(dòng) 加速度為質(zhì)點(diǎn)在火車參考系中運(yùn)動(dòng)的加速度為.在地面參考系中可運(yùn)用牛頓第二定律1在火車參考系中方式上運(yùn)用牛頓第二定律2變形地面火車.分析:1.我們認(rèn)識(shí)的牛頓第二定律方式: 左邊是合力 右邊是質(zhì)量乘加速度 合力是相互作用力之和2. 非慣性系中 “合力 = 相互作用力之和+ 3.在非慣性系中牛頓第二定律的方式為.就是慣性力由于是在平移非慣性系中引進(jìn)的慣性力,所以叫平移慣性力3.在非慣性系中牛頓第二定律的方式為式中相互作用,慣性力是參考系加速運(yùn)動(dòng)引起的附加力,本質(zhì)上是物體慣性的表達(dá)。它不是物體間的沒有反作用力,但有真實(shí)的效果。.二戰(zhàn)中的小故事:美 Tinosa號(hào)潛艇攜帶16枚魚雷離敵艦4000碼發(fā)射4枚斜向攻擊使敵艦停航離敵艦 875碼垂直攻擊發(fā)射11枚均未爆炸!在太平洋敵艦體分析:Fi垂直、近距慣性力大摩擦力大a0撞針滑塊雷管導(dǎo)板魚雷S您能改良嗎?.例 1 如圖 m與M堅(jiān)持接觸 各接觸面處處光滑求:m下滑過
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