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文档简介

1、1.第二章牛顿运动定律,1-6相对运动,当t=0时,o点与o点重合。在运动学中,参考系统的选择是任意的,但是在不同的参考系统中,对同一物理过程的描述是不同的。考虑到一个参考系统相对于另一个参考系统的平移,S系统描述的物理量是:S系统描述的物理量是:研究对象:粒子p 1。位置向量,连接?o相对于o的位置向量,2,第2章牛顿运动定律,s系统,s系统,2,速度变换定理,让粒子此刻移动到q点,涉及速度(s系统到s系统),相对速度(物体到s系统),绝对速度(物体到s系统),矢量图:时间和空间的绝对观点成立,也就是说,时间和长度的测量与参照系无关。2.速度变换和速度叠加是两个不同的概念。速度变换涉及两个相

2、对运动的参照系,速度叠加是同一参照系中一个粒子的速度与其分量之间的关系。3.解决相对运动问题的一般方法是确定研究对象A,选择参照系S,S,绘制矢量图,求解三角形,分析尺寸和方向。4假设河流流动是平移的,且水流速度为3.5千米/小时,船只应该从垂直于河岸的出发点过河。研究对象:船舶,S:河岸,S:河水,从速度变换公式:大小,方向,未知,已知,已知,已知,未知,由第二章牛顿运动定律举例来说,当地面上的人看着船升国旗时,国旗相对于船以2米/秒上升,船以3米/秒向东推进。地面上的人看着国旗的速度是多少?研究对象:旗帜,固定参照系S:地面,移动参照系S:船舶,解决方案,大小和方向待定,大小:2m/s方向

3、:上,大小:3m/s方向:东、m/s,6,第2章牛顿运动定律,例如,两辆车A和B。因为找到了A的速度,我们以A为研究对象。根据速度变换定理:例如,B相对于A以一定速度沿斜面下滑,A以一定速度向左移动,这样我们就可以求出B到地面的速度。第二章牛顿运动定律,第二章牛顿运动定律,研究对象,粒子,研究内容,物体之间的相互作用以及由它引起的物体的机械运动状态的变化规律,8,第二章牛顿运动定律,1。牛顿第一定律(惯性定律),2-1牛顿运动三定律,所有粒子保持静止或匀速运动。第一定律引入三个重要概念:保持其原始运动状态不变。任何物体都有惯性。改变物体运动状态的原因是当合力为零时,粒子静止或匀速直线运动。惯性

4、、力、惯性系统、严格建立惯性定律的参考系统、太阳、地面和地球中心的参考系统以及相对于惯性系统以恒定速度直线运动的参考系统都是惯性系统。9.第二章牛顿运动定律,第二牛顿第二定律,它定量地描述了外力和加速度之间的瞬时关系。讨论了质点动量在某一时刻随时间的变化率等于该时刻物体所受的合力。当一个物体的质量不随时间变化时,(力的瞬时作用定律),10,第2章牛顿运动定律,(2)不同的物体有不同的惯性,在相同的外力作用下,不同的物体得到不同的加速度,不同的运动状态变化,不同的保持原始运动状态的能力,以及不同的惯性。质量是物体惯性的量度。(3)只适用于粒子的运动。(4)遵循叠加原理,可以写成分量公式,直角坐标

5、系:自然坐标系:11,第二章牛顿运动定律,第三牛顿定律。两个物体之间的作用力和反作用力在同一条线上,大小相等,方向相反。作用力和反作用力总是成对出现,并具有以下特征:a)相互作用,没有第二次划分,b)同时性,没有前部和后部划分,c)同质性,相同性质的力,d)可分性,分别作用于不同的物体,和(2)第三定律与参照系无关,12个研究对象:4。牛顿运动定律的应用范围,宏观物体(与基本粒子相比),运动状态:低速运动(与光速相比),参照系:惯性参照系,13。第二章牛顿运动定律,5。应用牛顿运动定律,动力学问题可以分为两类:1 .微分问题:已知解决问题的基础:牛顿运动定律与运动学知识相结合,解决问题的步骤如

6、下:确定研究对象,分析运动状态,分离和分析力,用牛顿定律列出方程,求解方程,14,第2章牛顿运动定律,求解,质点M沿半径为R的圆运动,运动方程是,例如, 求M上的合力和已知的运动力在一个可变的力的作用下,沿x轴运动,求任意时刻的速度,这个解,被称为“争取运动积分法”(沿x方向),15,第2章牛顿运动定律,这个解,从地面垂直方向发射一艘质量为M的宇宙飞船,求宇宙飞船脱离地球引力所需的最小初始速度。例如,o,研究对象:航天器,运动中的力:重力,已知条件:x=0,待解决的问题:x=R,以x为参数的一维积分问题由牛顿定律组成,第16章,牛顿运动定律,第2章,解,力分析:运动状态:已知条件:o,x,x,船m,可变减速直线运动,x0=0,待解问题:x?=0时,以x为参数的一维积分问题由牛顿定律决定:在静水中,船会移动并受到阻力。众所周知,阻力与速度成正比,反之亦然。问:不划船,船能前进多少米?在第二章牛顿运动定律中,假设子弹的阻力与速度成正比,并且是反向的,忽略了子弹的重量,质量为m的子弹被注射到0级的沙子中。例如,研究对象:应力分析:找出: (1)子弹进入沙子后速度与t的关系。(2)子弹进入沙子的最大深度。bullet m,(1),(2),以t为参数的积分问题,18,牛顿运动定律,解,当长度为l的链条放在光滑的桌面上时,当t=0时,链

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