牛顿定律,量纲,几种常见力.ppt

第二章 牛顿定律 物理学 第五版 第 二 章 牛 顿 定 律 1 第二章 牛顿定律 物理学 第五版本章目录 2-1 牛顿定律 2-2 物理量的单位和量纲 2-3 几种常见的力 2-4 牛顿定律的应用举例 2-0 教学基本要求 *2-5 非惯性系 惯性力 2 第二章 牛顿定律 物理学 第五版 一 掌握牛顿定律的基本内容及其适用 条件。 二 熟练掌握用隔离物体法分析物体的受 力情况，能用微积分方法求解变力作用下 的简单质点动力学问题。 2-0 教学基本要求 三 理解惯性系与非惯性系的概念，了解 惯性力的概念。 3 第二章 牛顿定律 物理学 第五版 杰出的英国物理学家，经典 物理学的奠基人。他的不朽巨著 自然哲学的数学原理总结了 前人和自己关于力学以及微积分 学方面的研究成果，其中含有三 条牛顿运动定律以及万有引力定 律，以及质量、动量、力和加速 度等概念。在光学方面，他说明 了色散的起因，发现了色差及牛 顿环，他还提出了光的微粒说。 牛顿 Issac Newton （16431727） 2-1 牛顿定律 4 第二章 牛顿定律 物理学 第五版 任何物体都要保持其静止或匀速直线运 动状态，直到外力迫使它改变运动状态为止 。 一 牛顿第一定律 惯性和力的概念 时， 恒矢量 2-1 牛顿定律 任何物体都具有保持其运动状态不变的性质 -惯性 物体间的相互作用-力 5 第二章 牛顿定律 物理学 第五版 如物体在一参考系中不受其它物体作用， 而保持静止或匀速直线运动，这个参考系就称 为惯性参考系。 惯性参考系 非惯性参考系 若某一参考系相对惯性系作加速运动， 那么这个参考系就是非惯性参考系。 地球是不是惯性参考系还是非惯性参考系？ 6 第二章 牛顿定律 物理学 第五版 二 牛顿第二定律 动量为 的物体，在合外力 的作用下，其动量随时间的变化率应当等于 作用于物体的合外力。 2-1 牛顿定律 物体的质量 与其运动速度 的乘积 动量 合外 力 7 第二章 牛顿定律 物理学 第五版 即 2-1 牛顿定律 当 时， 为常量， 8 第二章 牛顿定律 物理学 第五版 注： 为A处曲线的 曲率半径 自然坐标系中 A 2-1 牛顿定律 9 第二章 牛顿定律 物理学 第五版 (1) 瞬时关系 (2) 牛顿定律只适用于质点 注意 (3) 力的叠加原理 2-1 牛顿定律 10 第二章 牛顿定律 物理学 第五版 两个物体之间作用力 和反作用力 ， 沿同一直线，大小相等，方向相反，分别作 用在两个物体上 （物体间相互作用规律） 三 牛顿第三定律 2-1 牛顿定律 11 第二章 牛顿定律 物理学 第五版 地球 例 分析物体间的相互作用力 2-1 牛顿定律 12 第二章 牛顿定律 物理学 第五版 作用力与反作用力特点： (1) 大小相等、方向相反，分别作用在不同 物体上，同时存在、同时消失，它们不 能相互抵消 (2) 是同一性质的力 注意 2-1 牛顿定律 13 第二章 牛顿定律 物理学 第五版 四 力学相对性原理 为常量 2-1 牛顿定律 14 第二章 牛顿定律 物理学 第五版 (2) 对于不同惯性系，牛顿力学的规律都 具有相同的形式与惯性系的运动无关 (1) 凡相对于惯性系作匀速直线运动的一 切参考系都是惯性系。 伽利略相对性原理。 注意 2-1 牛顿定律 15 第二章 牛顿定律 物理学 第五版 1984年2月27日，我国国务院颁布实行 以国际单位制（SI）为基础的法定单位制。 物理量长度质量时间 单位名称米千克秒 符号mkgs 一 单位制 国际单位制规定了七个基本单位。 2-2 物理量的单位和量纲 物理量电流强度热力学温度物质的量发光强度 单位名称安培开尔文摩尔坎德拉 符号AKmolCd 辅助单位 ： 弧度 rad 球面角 sr 16 第二章 牛顿定律 物理学 第五版 1 m 是光在真空中(1/299 792 458)s时间 间隔内所经路径的长度。 1 s 是铯的一种同位素133 Cs原子发出的 一个特征频率光波周期的9 192 631 770倍 。 “千克标准原器” 是用铂铱合金制造的一 个金属圆柱体，保存在巴黎度量衡局中。 2-2 物理量的单位和量纲 力学的基本物理量和基本单位 长度：米(m) 时间：秒(s) 质量：千克(kg) 17 第二章 牛顿定律 物理学 第五版 速率 力 功 实际过程的时间 宇宙年龄 约 (140亿年) 地球公转周期 人脉搏周期 约 最短粒子寿命 2-2 物理量的单位和量纲 其它力学物理量都是导出量。 18 第二章 牛顿定律 物理学 第五版 实际长度实际质量 可观察宇宙半径宇宙 地球半径太阳 说话声波波长地球 可见光波波长宇宙飞船 原子半径最小病毒 质子半径电子 夸克半径光子（静） 2-2 物理量的单位和量纲 19 第二章 牛顿定律 物理学 第五版 描述导出量与基本量之间关系的表达式 某一物理量 的量纲 二 量纲 如：速度的量纲是 角速度的量纲是 力的量纲是 dimension 2-2 物理量的单位和量纲 长度：L 时间：T 质量：M 弧度：1 20 第二章 牛顿定律 物理学 第五版 量纲作用 (1) 可定出同一物理量不同单位间的换算关系。 (3) 从量纲分析中定出方程中比例系数的量纲 和单位。 (2) 用量纲检查等式的正误。 如： 2-2 物理量的单位和量纲 21 第二章 牛顿定律 物理学 第五版 一 万有引力 引力常数 m1 m2 r 2-3 几种常见的力 22 第二章 牛顿定律 物理学 第五版 重力 地表附近 2-3 几种常见的力 地球对地面附近物体的万有引力 23 第二章 牛顿定律 物理学 第五版 二 弹性力 常见弹性力 弹簧弹性力 胡克定律 由物体形变而产生的力。 2-3 几种常见的力 正压力、张力、弹簧弹性力等 24 第二章 牛顿定律 物理学 第五版 例1 质量为 、长为 的柔软细绳，一端 系着放在光滑桌面上质量为 的物体，在 绳的另一端加力 。设绳的长度不变，质 量分布是均匀的。 求：(1) 绳作用在物体上的力； (2) 绳上任意点的张力。 2-3 几种常见的力 25 第二章 牛顿定律 物理学 第五版 解 设在点 将绳分为 两段，其间张力 和 大小相等, 方向相反 (1) 由得 2-3 几种常见的力 26 第二章 牛顿定律 物理学 第五版 （2） Ox 2-3 几种常见的力 27 第二章 牛顿定律 物理学 第五版 2-3 几种常见的力 只有当绳的质量远远小于物体的质量时绳 中各处的张力才近似相等且等于外力。 28 第二章 牛顿定律 物理学 第五版 三 摩擦力 一般情况 滑动摩擦力 最大静摩擦力 静摩擦力 2-3 几种常见的力 29 第二章 牛顿定律 物理学 第五版 例2 如图绳索绕在圆柱上，绳绕圆柱张角为 ，绳与圆柱间的静摩擦因数为 ，求绳处于 滑动边缘时，绳两端的张力 和 间的关 系(绳的质量忽略)。 2-3 几种常见的力 30 第二章 牛顿定律 物理学 第