牛頓運動定律

牛頓運動定律第一頁，共38頁。

牛頓

IssacNewton（1643－1727）杰出的英國物理學(xué)家,經(jīng)典物理學(xué)的奠基人.他的不朽巨著《自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理》總結(jié)了前人和自己關(guān)于力學(xué)以及微積分學(xué)方面的研究成果.他在光學(xué)、熱學(xué)和天文學(xué)等學(xué)科都有重大發(fā)現(xiàn).

第二頁，共38頁。2-0內(nèi)容提要2-1牛頓運動定律2-3動量動量守恒定律本章目錄：2-4功動能勢能機械能守恒定律第三頁，共38頁。

數(shù)學(xué)形式：時，恒矢量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.一慣性定律慣性參考系第一節(jié)牛頓運動定律第四頁，共38頁。

定義了物體的慣性：

任何物體都有保持其運動狀態(tài)不變的性質(zhì),這一性質(zhì)叫慣性.

定義了力

力是物體運動狀態(tài)發(fā)生變化的原因.定義了慣性參照系物體在某參考系中的運動滿足慣性定律,則這個參考系稱為慣性系.不滿足慣性定律的參考系叫做非慣性系。意義：第五頁，共38頁。牛頓定律只適用于慣性系。asa/S/系S系光滑S/:牛頓定律不成立a/0S:牛頓定律成立a=0第六頁，共38頁。物體原來的狀態(tài)條件的改變由于慣性保持原來的運動狀態(tài)不變解釋慣性現(xiàn)象對慣性定律的理解1.驗證慣性定律的實驗是理想實驗，是在事實的基礎(chǔ)上經(jīng)過科學(xué)推導(dǎo)得到的；2.慣性是物體的固有屬性，與物體所受的力無關(guān)；3.平動時，物體的慣性只與物體的質(zhì)量有關(guān)。第七頁，共38頁。慣性的利用魚雷快艇發(fā)射魚雷戰(zhàn)斗機投彈撐桿跳斧柄的固定第八頁，共38頁。慣性的防止汽車安全氣囊安全帶第九頁，共38頁。二牛頓第二定律慣性質(zhì)量引力質(zhì)量物體受到外力作用時，它所獲得加速度的大小與合外力的大小成正比；與物體的質(zhì)量成反比；加速度的方向與合外力F的方向相同。在國際單位制中，k=1第十頁，共38頁。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.

（物體間相互作用規(guī)律）三牛頓第三定律第十一頁，共38頁。對于牛頓第三定律應(yīng)注意以下幾點：地球第十二頁，共38頁。理想光滑桌面上的約束力.2.砝碼所受重力的反作用力是什么?1.的反作用力是什么?作用力和反作用力是同性質(zhì)力.注意牛頓三定律只在慣性參考系中成立.作用力與反作用分別作用于兩個不同的物體,各產(chǎn)生其效果。

討論作用力與反作用力同生同滅。第十三頁，共38頁。討論與思考:雞蛋碰石頭第十四頁，共38頁。發(fā)射火箭推動火箭前進的力施力物體：氣體受力物體：火箭對氣體的力施力物體：火箭受力物體：氣體牛頓第三定律的應(yīng)用反沖現(xiàn)象

定義：當物體中的一部分向某方向拋出時，其余部分就會同時向相反方向運動，這種現(xiàn)象叫做反沖。第十五頁，共38頁。四牛頓三條定律之間的聯(lián)系牛頓三條運動定律密切相關(guān)第一定律和第二定律分別定性和定量的說明了一物體的機械運動狀態(tài)的變化與其他物體對該物體的作用力之間的關(guān)系第三定律說明物體機械運動狀態(tài)變化的物體間的作用力具有相互作用的性質(zhì)，并指明相互作用力之間的定量關(guān)系第二定律側(cè)重說明一個特定的物體，第三定律側(cè)重說明物體之間相互聯(lián)系和相互制約的關(guān)系第十六頁，共38頁。萬有引力常數(shù)：萬有引力定律適用于兩個質(zhì)點.

重力:地球?qū)Φ孛娓浇矬w的萬有引力.常見的幾種力：1.萬有引力第十七頁，共38頁。2.彈力：彈力的三種形式：(1)正壓力或支持力:物體通過一定面積相接觸而產(chǎn)生的相互作用。發(fā)生形變的物體,由于要恢復(fù)原狀,對與它接觸的物體產(chǎn)生的作用力。N支持力相互接觸并相互擠壓條件：第十八頁，共38頁。(2)拉力和張力:繩或線等對物體的作用力;張力是繩子內(nèi)部各段之間的作用力。(3)彈簧的彈力:拉力TT’張力彈力fk稱為彈簧的倔強系數(shù)，它和彈簧的材料、形狀、粗細等因素有關(guān).在彈性限度內(nèi)，彈簧彈力F的大小和彈簧伸長（或縮短）的長度x成正比.F=-kx——胡克定律第十九頁，共38頁。203.摩擦力：摩擦力分三種情況:(1)滑動摩擦力;μ稱為滑動摩擦系數(shù)，它的數(shù)值與接觸面的材料和表面粗糙程度有關(guān)。兩個相互接觸并擠壓的物體沿接觸面發(fā)生相對運動時，在接觸面之間所產(chǎn)生一對阻止相對運動的力。方向:

與兩接觸面相切并和相對運動方向相反.滑動摩擦力的大小跟拉觸面的正壓力成正比。第二十頁，共38頁。21(3)滾動摩擦力(2)靜摩擦力相互接觸的兩個物體在外力作用下，有相對滑動的趨勢時但尚未滑動，這時的摩擦力稱靜摩擦力。方向：與兩接觸面相切并和相對運動趨勢方向相反實驗證明，最大靜摩擦力正比與正壓力N大?。河赏饨鐥l件決定，存在最大值第二十一頁，共38頁。力學(xué)的基本單位

1984年2月27日，我國國務(wù)院頒布實行以國際單位制（SI）為基礎(chǔ)的法定單位制.物理量單位名稱符號長度米質(zhì)量千克時間秒*五國際單位制和量綱第二十二頁，共38頁。速率導(dǎo)出量力功其他幾個基本單位坎德拉光的強度物理量單位名稱符號熱力學(xué)溫度開爾文電流強度安培物質(zhì)的量摩爾第二十三頁，共38頁。

定義：表示一個物理量如何由基本量的組合所形成的式子

.量綱作用1）可以用量綱法則進行單位換算

.3）可為探索復(fù)雜的物理規(guī)律提供線索.2）檢驗新建方程或檢驗公式的正確性和完整性

.量綱某一物理量的量綱只有等量綱的量才可以相等或相加減。第二十四頁，共38頁。五牛頓定律的應(yīng)用第二十五頁，共38頁。牛頓定律只適用于慣性系；牛頓定律只適用于質(zhì)點模型；具體應(yīng)用時，要寫成坐標分量式。在平面直角坐標系在平面自然坐標系一般的表達形式：總結(jié)第二十六頁，共38頁。應(yīng)用牛頓定律解題的一般步驟:(1)確定研究對象：(2)選參照系：(3)在參照系上建立坐標系；(4)分析物體的運動狀態(tài)；(5)隔離物體分析力并畫出示力圖;(6)運用牛頓第二定律列方程；(7)解方程組求未知量；取一個整體或分別取多個物體,并確定它們質(zhì)量。分清是慣性系還是非慣性系。如它們的軌跡、速度和加速度，確定各個量之間的關(guān)系。(8)討論結(jié)果。第二十七頁，共38頁。第二十八頁，共38頁。解分別以，定滑輪為研究對象對

，例2.1一細繩跨過一軸承光滑的定滑輪，繩的兩端分別懸有質(zhì)量為

和的物體(

＜

)，如圖所示.設(shè)滑輪和繩的質(zhì)量可忽略不計，繩不能伸長，試求物體的加速度以及懸掛滑輪的繩中張力.對

，第二十九頁，共38頁。由牛頓第三定律知：，又考慮到定滑輪質(zhì)量不計，所以有第三十頁，共38頁。則對m應(yīng)用牛頓定律列方程如下：例2.2升降機內(nèi)有一光滑斜面，固定在底板上，斜面傾角為θ.當升降機以勻加速度

豎直上升時，質(zhì)量為m的物體從斜面頂端沿斜面開始下滑，如圖所示.已知斜面長為l，求物體對斜面的壓力，物體從斜面頂點滑到底部所需的時間.解

物體相對于地的加速度為第三十一頁，共38頁。由牛頓第三定律可知，物體對斜面的壓力為得第三十二頁，共38頁。六在變速直線運動參考系中的慣性力定義：對某一特定物體慣性定律成立的參考系叫做慣性參考系。一）非慣性系牛頓運動定律不成立的參考系稱為非慣性參考系。第三十三頁，共38頁。相對慣性系作加速運動的參考系為非慣性參考系.由相對運動可知：相對慣性系作勻速直線運動的參考系也為慣性參考系.如果S是慣性系設(shè)質(zhì)點相對S系的加速度為，相對于S’系的加速度為，S’相對于S系的加速度為，則如果S’系相對于S系做勻速直線運動，即若則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.

第三十四頁，共38頁。在非慣性系S’中，有定義：——慣性力2)慣性力不是物體間的相互作用，不存在慣性力的反作用力,找不出它的施力物體．注意1)

慣性力是引入的虛擬的力.m第三十五頁，共38頁。例2.2升降機內(nèi)有一光滑斜面，固定在底板上，斜面傾角為θ.當升降機以勻