大学物理 第二章ppt课件

2 1牛顿运动三定律2 2力学中常见的几种力2 3牛顿运动定律的应用2 4牛顿运动定律的适用范围 第2章牛顿运动三定律 位于美国华盛顿特区国际标准局的铯原子钟 2 1牛顿运动三定律 任何物体都保持静止或匀速直线运动的状态 直到外力迫使它改变这种状态为止 一 牛顿第一定律 伽利略 向下加速运动 向上减速运动 水平匀速运动 二 牛顿第二定律 2 直角坐标系中 自然坐标中 1 质量不变 三 牛顿第三定律 成对性 物体之间的作用是相互的 一致性 作用力与反作用力性质一致 同时性 相互作用之间是相互依存 同生同灭 讨论 2 2力学中常见的几种力 一 万有引力 用矢量表示为 说明 1 依据万有引力定律定义的质量叫引力质量 依据牛顿第二定律定义的质量叫惯性质量 实验表明 对同一物体来说 两种质量总是相等 2 万有引力定律只直接适用于两质点间的相互作用 二 张力 F F T A TB TA T B AB 根据牛顿第三定律 T A TA TB T B 根据牛顿第二定律 mABa TA TB 若绳子质量忽略不计 则 TA TB 各处张力相等 三 摩擦力 表面光滑仍存在有一定的摩擦力 四 物体运动时的流体阻力 当物体穿过液体或气体运动时 会受到流体阻力 1 当物体速度不太大时 流体为层流 阻力主要由流体的粘滞性产生 2 当物体速率超过某限度时 低于声速 流体出现旋涡 这时流体阻力与物体速率的平方成正比 3 当物体与流体的相对速度提高到接近空气中的声速时 这时流体阻力将迅速增大 2 3牛顿运动定律的应用 设一高速运动的带电粒子沿竖直方向以v0向上运动 从时刻t 0开始粒子受到F F0t水平力的作用 F0为常量 粒子质量为m 水平方向 例 解 粒子的运动轨迹 求 运动轨迹 竖直方向 装沙子后总质量为M的车由静止开始运动 运动过程中合外力始终为f 每秒漏沙量为 t 0时v 0 解 取t时刻车和车内沙子质量为m 例 求 t时刻车运动的速度 m t 以初速度v0竖直向上抛出一质量为m的小球 小球除受重力外 还受一个大小为 mv2的粘滞阻力 解 例 求 小球上升的最大高度 最高处速度为零 mg mv2 N y 例 解 取整个绳为研究对象 一柔软绳长l 线密度 一端着地开始自由下落 求 下落到任意长度y时刻 给地面的压力N为多少 自由落体 y 例 解 取下落的一段绳为研究对象 一柔软绳长l 线密度 一端着地开始自由下落 求 下落到任意长度y时刻 给地面的压力N为多少 自由落体 2 4牛顿运动定律的适用范围 一 惯性系与非惯性系 惯性系 非惯性系 2 相对于惯性系作匀速直线运动的参照系也是惯性系 说明 3 其中 加速度是相对于惯性系的 1 牛顿运动定律只在惯性系中成立 T T m1g m2g 质量分别为m1和m2的两物体用轻细绳相连接后 悬挂在一个固定在电梯内的定滑轮的两边 滑轮和绳的质量以及所有摩擦均不计 当电梯以a0 g 2的加速度下降时 解 例 绳中的张力 求 m 以地面参考系 变题 一光滑斜面固定在升降机的底板上 如图所示 当升降机以匀加速度a0上升时 质量为m的物体从斜面顶端开始下滑 y x mg x方向 y方向 物体对斜面的压力和物体相对斜面的加速度 求 解 一单摆挂在木板的小钉上 单摆的质量 木板的质量 木板可沿竖直无摩擦的轨道下猾 开始木板被托住 使单摆摆动 当摆块未达到最高点时 移开支撑物 木板自由下落 则在下落过程中 摆球相对于木板 1 作匀速率圆周运动2 静止3 仍做单摆运动4 作上述情况之外的运动以上四个结论哪个正确 思考 二 牛顿定律适用范围 牛顿定律适用于低速 宏观物体 且在惯性系下 狭义相对论高速运动问题 量子力学微观粒子问题 不适用 第3章功和能 3 1功的定义表达式 与中学所学的定义式的不同3 2重力 万有引力 弹性力的功的计算 其结果的特点如何 3 3质点