大学物理-04(动力学).ppt

2019/5/5,1,运动定律和力学中的守恒定律,第二部分,质点：（1）牛顿运动三定律及其应用； （2）惯性参照系与非惯性参照系； （3）质点的动量定理，质点系的动量定理，动量守恒定律； （4）角动量定理，角动量守恒定律； （5）功，动能，动能定理，功能原理，机械能守恒定律,2019/5/5,2,一、牛顿运动三定律,1. 牛顿第一定律,任何物体都保持静止或匀速直线运动状态，直到其他物体对他的作用迫使他改变这种状态为止。,（1）内容：, 确定了惯性的概念,（2）意义：, 确定了物体处于平衡状态的条件, 定义了惯性参照系, 确定了力的概念,&21 牛顿运动定律,2. 牛顿第二定律,(1)数学表达式, 普遍形式：, 经典形式：, 分量形式：,直角坐标系,自然坐标系,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 .,2019/5/5,4,（2）意义, 定量地说明了力的瞬时效应, 定量地描述了物体惯性的大小,一定,大,小,运动状态不易改变,小,大,运动状态容易改变,质量是物体惯性大小的量度,惯性大,惯性小, 概括了力的独立性原理 (或力的迭加原理), 牛顿第一、第二定律只适用于惯性参照系,几个力同时作用在一个物体上所产生的加速度,应等于每个力单独作用时所产生的加速度的矢量和,5,3. 牛顿第三定律,（1）内容：,（2）意义：,进一步说明物体之间的作用总是相互的,（3）注意几点：, 作用力、反作用力没有主次、先后之分，同时产生，同时存在、同时消失；, 作用力、反作用力是同性质的力, 作用力、反作用力作用在两个物体上，不能相互抵消；, 牛顿第三定律与参照系无关,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,2019/5/5,6,二、惯性系,相对惯性系做匀速直线运动的参照系,静止,静止,甲:,A静止,保持静止,符合牛顿第一定律,乙:,A加速,有加速度,不符合牛顿第二定律,牛顿定律适用的参照系称为惯性系,牛顿定律不适用的参照系称为非惯性系,匀速,A匀速,保持匀速,符合牛顿第一定律,相对于地球静止的参照系,惯性系,相对于地面做变速运动的物体都不是惯性系,2019/5/5,7,1. 万有引力,三、常见的几种力,地球对其表面附近物体的万有引力,重力,方向：竖直向下,重力加速度,2019/5/5,8,3. 摩擦力,2. 弹性力,两物体相互接触，彼此发生相对形变时产生的力,（1）静摩擦力：,两个相互接触的物体，虽无相对运动，但有相对运动趋势，这时两接触面之间的摩擦力, 静摩擦力的方向：,与物体的相对运动趋势方向相反,A相对B静止,B,A, 静摩擦力的大小:,静摩擦力的大小在具体问题中由牛顿第一、第二定律确定,(2) 滑动摩擦力:,2019/5/5,9,6. 讨论,四、应用牛顿运动定律解题步骤,1. 认物体,2. 看运动,3. 查受力,4. 列方程 (使尽可能多的力在坐标轴上）,5. 解方程,2019/5/5,10,质量为m的小球，在水中受到的浮力为常量F，当它从静止开始沉降时，受到水的粘滞阻力为f=kv（k为常数），求小球在水中竖直沉降的速度v与时间t的关系。,解：, 认物体：,初速为零的变速直线运动；, 查受力：,列方程：,解方程：,已知力、质量、初始条件，求运动,例1:,小球m；, 看运动：,2019/5/5,11,倾角为 30的一个斜面体放置在水平桌面上，一个质量m=2kg的物体沿斜面下滑，下滑的加速度为a=3m/s2，若此时斜面静止在桌面上不动，则斜面与桌面间的静摩擦力。,解：,m、M；, 看运动：, 查受力：, 列方程：,m：,M：,已知运动、质量，求力,例2:, 认物体：,m加速运动，M静止；,静止,2019/5/5,12,解：, 查受力：, 列方程：,有一条单位长度的质量为的均匀轻质细绳，开始时盘绕在光滑的水平桌面上，现以恒定的加速度 竖直向上提起，当提起的高度为h时，作用在绳端的力为多少？如果以恒定速度 竖直向上提起，仍提到y高度，此时作用在绳端的力又是多少？,变质量问题,例3：, 认物体：,被提起的绳段y,m=y, 看运动：,恒定,作匀加速直线运动,恒定,作匀速直线运动,2019/5/5,13,绳作匀加速直线运动,（1）,当 恒定时,根据运动学知识,（2）,当 恒定时,绳作匀速直线运动，,2019/5/5,14,解：,人（m），物体（M）；,人、物体作变速直线运动 ；,建坐标列方程：,一根细绳跨过一光滑的定滑轮，一端挂一质量为M的物体，另一端被人用双手拉着，人的质量 ，若人相对绳以加速度 向上爬，以竖直向上为正，求人相对地面的加速度。,例4：,相对运动, 认物体：, 看运动：,查受力：,2019/5/5,15,解：, 认物体：小球；, 看运动： 小球作曲线运动 ；, 查受力：对小球进行受力分析；, 建立自然坐标：,式d：,在曲线运动中应用,例5:, 列方程：,2019/5/5,16,对积分：,由式：,2019/5/5,17,例6 质量为m的小球最初位于A点，然后沿半径为R的光滑圆弧面下滑。求小球在任