太原理工大学物理李孟167;21牛顿运动定律

1、太原理工大学物理学院李孟春太原理工大学物理学院李孟春一、牛顿第一定律一、牛顿第一定律 任何物体都保持静止或匀速直线运动的状态，直任何物体都保持静止或匀速直线运动的状态，直到其它物体对它作用的力迫使它改变这种状态为止到其它物体对它作用的力迫使它改变这种状态为止。2-1 2-1 牛顿运动定律牛顿运动定律讨论：讨论：2)2)力是改变物体运动状态的原因力是改变物体运动状态的原因1) 1) 物体具有惯性物体具有惯性3)3)不能用实验直接验证不能用实验直接验证第二章第二章 质点动力学质点动力学太原理工大学物理学院李孟春太原理工大学物理学院李孟春二、牛顿第二定律二、牛顿第二定律vmp 定义质点的动量定义质点

2、的动量tpfdd某时刻质点受的合力为某时刻质点受的合力为f，则合力与动量变，则合力与动量变化率的关系为化率的关系为amf适用于变质量问题适用于变质量问题tmtmddddvv)( vmtfdd常见的形式常见的形式适用于恒质量问题适用于恒质量问题太原理工大学物理学院李孟春太原理工大学物理学院李孟春牛顿第二定律牛顿第二定律讨论：讨论：3) 3) 质量质量（惯性质量）：质量是惯性的量度（惯性质量）：质量是惯性的量度。5)5)分量形式分量形式ttmaf nnmaf xxmaf yymaf zzmaf 1 1）牛顿定律的研究对象是单个物体（质点）牛顿定律的研究对象是单个物体（质点）2 2）瞬时关系）瞬时关

3、系321ffff4)4)几个分力几个分力太原理工大学物理学院李孟春太原理工大学物理学院李孟春两个物体之间的作用力两个物体之间的作用力 和反作用力和反作用力 沿同一沿同一直线，直线， 大小相等，方向相反，分别作用在两个大小相等，方向相反，分别作用在两个物体上。物体上。ff ff(1) 作用力、反作用力，同时出现同时消失。作用力、反作用力，同时出现同时消失。（3） 与参考系无关。与参考系无关。讨论：讨论：(2) 作用力、反作用力是同一性质的力。作用力、反作用力是同一性质的力。三、牛顿第三定律三、牛顿第三定律太原理工大学物理学院李孟春太原理工大学物理学院李孟春一、力的定义一、力的定义2 22 2 力

4、的概念力的概念 力的种类及单位制和量纲力的种类及单位制和量纲 力是两个物体之间的相互作用。力是物体的运力是两个物体之间的相互作用。力是物体的运动状态发生变化的原因。动状态发生变化的原因。二、力的种类二、力的种类1、基本力、基本力万有引力相互力，电磁相互作用力，强相互作用万有引力相互力，电磁相互作用力，强相互作用力，弱相互作用。力，弱相互作用。太原理工大学物理学院李孟春太原理工大学物理学院李孟春 四种基本自然力的特征四种基本自然力的特征 力的强度是指两个质子中心距离等于它们直力的强度是指两个质子中心距离等于它们直径时的相互作用力。径时的相互作用力。力的种类力的种类 相互作用的物体相互作用的物体

5、力的强度力的强度力程力程万有引力万有引力一切质点一切质点无限远无限远n3410弱力弱力大多数粒子大多数粒子小于小于m1017n210电磁力电磁力电荷电荷无限远无限远n210强力强力核子、介子等核子、介子等m1015n410太原理工大学物理学院李孟春太原理工大学物理学院李孟春221rmmgf 引力常量引力常量2211kgmn1067. 6g万有引力万有引力2rmmgmge2rmgge地球表面物体地球表面物体 重力加速度重力加速度传递媒介传递媒介-引力子？引力子？太原理工大学物理学院李孟春太原理工大学物理学院李孟春1 1）重力）重力,mgp 重力加速度重力加速度2sm80. 9-g2 2）弹性力）

6、弹性力 （压力，张力，弹簧弹性力等）（压力，张力，弹簧弹性力等）kxf弹簧弹性力弹簧弹性力3 3）摩擦力）摩擦力nf滑动摩擦力滑动摩擦力静摩擦力静摩擦力 max ss0ff nfsmax s最大静摩擦力最大静摩擦力s2. 2. 常见力常见力太原理工大学物理学院李孟春太原理工大学物理学院李孟春三、单位制和量纲三、单位制和量纲1.1.单位制单位制 国际单位制、厘米克秒制国际单位制、厘米克秒制、工程单位制等、工程单位制等 表示一个物理量如何由基本量（包括这些量表示一个物理量如何由基本量（包括这些量的幂数）的组合式子得到，这个组合式子叫量纲的幂数）的组合式子得到，这个组合式子叫量纲式。三个基本量纲：长

7、度式。三个基本量纲：长度l、质量质量m、时间、时间t。2.2.量纲量纲太原理工大学物理学院李孟春太原理工大学物理学院李孟春23牛顿运动定律的应用牛顿运动定律的应用动力学问题分为两类动力学问题分为两类1 1）已知力求运动）已知力求运动2 2）已知运动求力）已知运动求力实际问题中两者兼有，具体涉及的问题是两种实际问题中两者兼有，具体涉及的问题是两种1 1）每个物体受到的力是恒力）每个物体受到的力是恒力2 2）物体受到的力随位置变化（如引力、弹性）物体受到的力随位置变化（如引力、弹性力），随时间变化（如碰撞、强迫振动），随速力），随时间变化（如碰撞、强迫振动），随速度变化（如粘滞阻力）。度变化（如粘

8、滞阻力）。太原理工大学物理学院李孟春太原理工大学物理学院李孟春例例1 质量为质量为0.25kg的质点，受合外力的质点，受合外力)sii tf（的作用，已知的作用，已知t=0时，时， ，求位矢。，求位矢。 0,200rjv解：由牛顿第二定律解：由牛顿第二定律i tmfa4trddvtrddvtaddvtaddvtta00ddvvvjit222vjtitr3332太原理工大学物理学院李孟春太原理工大学物理学院李孟春例例2 一质量为一质量为m的质点做直线运动，任意位置的的质点做直线运动，任意位置的速度速度v=kx（k0）.求（求（1）质点受力）质点受力f （2）质点从位置）质点从位置x0运动到位置运动到位置x1所用的时间所用的时间t t解解（1）xmkmkdtdxmkdtdmmaf2vv（2）v=kxkxdtdxkdtxdx1010ttxxkdtxdx0101ln1xxkttt太原理工大学物理学院李孟春太原理工大学物理学院李孟春1)1)分析物体所受力的性质分析物体所受力的性质2)2