第二章牛顿运动定律ppt课件

1、第二章牛顿运动定律质点运动形状变化的加速度是与作用在质点上的力有关的，这部分内容就是属于牛顿定律的范围。本章将概括的论述牛顿定律的内容及其在质点运动方面的初步运用。2-1 牛顿运动三定律2-2 单位制和量纲2-3 力学中常见的三种力的特性2-4 牛顿定律的应用2-5 惯性系与非惯性系牛顿运动三定律： 牛顿第一定律：任何物体都要坚持静止或匀速牛顿第一定律：任何物体都要坚持静止或匀速直线运动形状，直到外力迫使它改动运动形状直线运动形状，直到外力迫使它改动运动形状为止为止 牛顿第二定律：牛顿第二定律：ttd)m(dddvpFdtdvFmaFm kjiFzyxmamama牛顿第二定律是牛顿力学的中心，

2、运用它处理问题时必需留意以下几点。 (1)牛顿第二定律只适用于质点的运动。 (2)牛顿第二定律所表示的合外力与加速度之间的关系是瞬时关系。 (3)力的叠加原理。 牛顿第三定律：两个物体之间的作用力和反牛顿第三定律：两个物体之间的作用力和反作用力，沿同不断线，大小相等，方向相反，作用力，沿同不断线，大小相等，方向相反，分别作用在两物体上分别作用在两物体上 作用力和反作用力是同时产生、同时消作用力和反作用力是同时产生、同时消灭、分别作用在两个物体上的属于同种性质的灭、分别作用在两个物体上的属于同种性质的力。力。FF试分析以下问题： 1物体的运动方向和合外力方向能否一定一样？ 2物体遭到几个力的作用

3、，能否一定产生加速度？ 3物体运动的速率不变，所受合外力能否为零？2.1 力学的单位制和量纲 一个物理实际通常由以下几个部分组成一个物理实际通常由以下几个部分组成 概念，通常是笼统的、不能直接感知的概念，通常是笼统的、不能直接感知的 关于这些概念的数学表示关于这些概念的数学表示(物理量物理量)的假定的假定 一个或一组方程，表示物理量之间的关系一个或一组方程，表示物理量之间的关系 历史的偶尔性或科学家的个人喜好历史的偶尔性或科学家的个人喜好 例如：温度例如：温度Celsius(0o C), Celsius(0o C), Fahrenheit, Fahrenheit, KelvinKelvin物理

4、概念的数学表示决不是天生的物理概念的数学表示决不是天生的 , ,作某作某些假定是必要的些假定是必要的 . .根本物理量是经过丈量来定义的根本物理量是经过丈量来定义的 ( (操作操作性定义性定义 ) )根本或导出根本或导出 恣意恣意! !导出物理量经过根本概念、根本物理量导出物理量经过根本概念、根本物理量而得到而得到 1N = 1kgm/s21N = 1kgm/s2电量电量 Q 或或 电流电流 I 哪个根本哪个根本?SI 根本单位根本单位长度 米 m 质量 千克 kg 时间 秒 s 电流 安培 A 温度 开 K 物质的量 摩 mol 发光强度 坎 cd Le Systme Internation

5、al dUnites长度长度:运动物体长度的丈量运动物体长度的丈量?“一尺之杵，日取其半，万世无穷一尺之杵，日取其半，万世无穷典型的长度典型的长度: 表表 2.2空间量子化空间量子化 根本长度根本长度Kr86sm458792299c规范米规范米1960 原子规范原子规范198310-151024质量质量规范千克规范千克引力质量和惯性质量引力质量和惯性质量以光速以光速 c 运动粒子运动粒子00mC12121u1m一致原子质量单位一致原子质量单位0m静止质量静止质量裂变和聚变裂变和聚变质量与运动有关质量与运动有关;静止质量守恒静止质量守恒?时间时间1second = (1/86400) 平均太阳日

6、平均太阳日Cs133原子规范原子规范1/31556925.9747 of 规范回归年规范回归年1900孪生子佯谬孪生子佯谬钟表记录反复运动时间钟表记录反复运动时间.运动时钟变慢运动时钟变慢.时间单向性、时间之矢时间单向性、时间之矢量纲和量纲分析量纲和量纲分析几何学中几何学中 面积面积 (长度长度)2 体积体积 (长度长度)3e.g. dim 速度速度 L1T1 力学量力学量 L LM MT T物理量物理量 (根本量根本量)d量纲量纲 ? 单位单位2-3 力学中常见的三种力的特性2.3.1 万有引力221rmmGF G=6. 6710-11Nm2kg-2 PPg通常把地球对地面附近物体的万有引力

7、叫做重力 ,其方向通常是指向地球中心的。重力的大小又叫分量。在重力的作用下，物体具有的加速度叫重力加速度2RGmgE2.3.2 弹性力减少还是添加减少还是添加?复杂复杂 不是根本力不是根本力近似、阅历定律近似、阅历定律 耗散耗散工业和技术工业和技术 摩擦学摩擦学(Tribology)根本研讨根本研讨 沙堆模型沙堆模型 (de Gennes) 自组织临界景象自组织临界景象2.3.3 摩擦力 资料的性质资料的性质 外表处置外表处置 外表外表 (氧化氧化) 膜膜 污染污染 温度温度 外表摩擦依赖于很多要素外表摩擦依赖于很多要素:数值上数值上 静摩擦静摩擦 正压正压力力 Nsf FF滑动摩擦滑动摩擦

8、正压力正压力Nkf FF静摩擦系数静摩擦系数动摩擦系数动摩擦系数铸铁铸铁 铸铁铸铁10. 1s15. 0kTeflon Teflon04. 0ks以下几种说法能否正确？为什么？ 1物体遭到的摩擦力的方向总是与物体的运动方向相反 2摩擦力，总是妨碍物体运动的 3静摩擦的大小等于 , 为静摩擦因数， 为物体的正压力NF00NF，2-4 牛顿定律的运用例3,例5,例82-5 惯性系与非惯性系 在运动学中，研讨物体的运动可任选参考系， 在动力学中，运用牛顿运动定律研讨物体的运动时，参考系还能不能恣意选择呢？牛顿运动定律能否对恣意参考系都适用呢？牛顿运动定律不是对恣意的参考系都适用的。惯性系: 适用牛顿

9、运动定律的参考系。例如地面以及相对地面作匀速直线运动的车厢，都是惯性系。非惯性系: 牛顿运动定律不适用的参考系。例如相对地面作加速运动的车厢那么是非惯性系。力学相对性原理力学相对性原理在一切惯性系中，牛顿运动定律都是等价的。 在一惯性系内部所作的任何力学实验，都不能确定该惯性系相对于其他惯性系能否在运动。这个原理叫做力学相对性原理或伽利略相对性原理。uvvaaFi 称为惯性力称为惯性力惯性力是在非惯性系中物体所遭到的一种力，它是由于非惯性系本身的加速运动所引起的。惯性力不同于物体间相互作用所产生的力，它没有施力者，当然也不存在反作用力。aFFimaaF0mm0)(igagmmP失重失重引力可以

10、被抵消引力可以被抵消我们无法区别我们无法区别 引力和惯性力引力和惯性力 引力场和加速参考系引力场和加速参考系等价性原理等价性原理广义相对论广义相对论igmm ag 当当在自在下落的电梯中在自在下落的电梯中牛顿Issac Newton，1643-1727，出色的英国物理学家，经典物理学的奠基人，他的不朽巨著总结了前人和本人关于力学以及微积分学方面的研讨成果，其中含有牛顿三条运动定律和万有引力定律，以及质量、动量、力和加速度等概念。在光学方面，他阐明了色散的原因，发现了色差及牛顿环，他还提出了光的微粒说。本章重点：掌握牛顿定律及其运用条件。了解惯性力的概念和非惯性系中运用牛顿定律的方法。 明确问题中所求运动的物体；明确问题中所求运动的物体； 调查物体所受的力及其性质；调查物体所受