以牛頓運(yùn)動(dòng)定律為基礎(chǔ)的力學(xué)理論稱(chēng)為牛頓力學(xué)又叫力學(xué)它研究的對(duì)象是宏觀(guān)低速運(yùn)動(dòng)的物體根據(jù)研究對(duì)象的不同我們可將其分為質(zhì)點(diǎn)力學(xué)剛體力學(xué)和流體力學(xué) 第一篇力學(xué)PPT學(xué)習(xí)教案

1、會(huì)計(jì)學(xué)1以牛頓運(yùn)動(dòng)定律為基礎(chǔ)的力學(xué)理論稱(chēng)為以牛頓運(yùn)動(dòng)定律為基礎(chǔ)的力學(xué)理論稱(chēng)為牛頓力學(xué)又叫力學(xué)它研究的對(duì)象是宏觀(guān)牛頓力學(xué)又叫力學(xué)它研究的對(duì)象是宏觀(guān)低速運(yùn)動(dòng)的物體低速運(yùn)動(dòng)的物體 根據(jù)研究對(duì)象的不同根據(jù)研究對(duì)象的不同我們可將其分為質(zhì)點(diǎn)力學(xué)剛體力學(xué)和流我們可將其分為質(zhì)點(diǎn)力學(xué)剛體力學(xué)和流體力學(xué)體力學(xué) 第一篇第一篇 力學(xué)力學(xué) （此時(shí)物體的形變及轉(zhuǎn)動(dòng)都顯得并不重要.如研究地球繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)時(shí)，可把地球視為質(zhì)點(diǎn) ;但研究地球自轉(zhuǎn)時(shí)就不能把地球視為質(zhì)點(diǎn)了)kmRkmR82105 . 1,104 . 6 地球地球太陽(yáng)太陽(yáng)地球地球質(zhì)點(diǎn)沒(méi)有“大小和形狀”，只具有全部質(zhì)量的一點(diǎn)?？梢詫⑽矬w簡(jiǎn)化為質(zhì)點(diǎn)的兩種情況：物體不變形，

2、不作轉(zhuǎn)動(dòng)。(此時(shí)物體上各點(diǎn)的速度及加速度都相同，物體上任一點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)可以代表物體的運(yùn)動(dòng)。)物體本身線(xiàn)度和它活動(dòng)范圍相比小得很多.第1頁(yè)/共64頁(yè)第一章 質(zhì)點(diǎn)力學(xué)n本章基本內(nèi)容質(zhì)點(diǎn)、參照系、坐標(biāo)系、慣性系角動(dòng)量定理及質(zhì)點(diǎn)的角動(dòng)量守恒律位矢、位移、速度、加速度運(yùn)動(dòng)的疊加原理功、動(dòng)能、勢(shì)能、動(dòng)能定理及機(jī)械能守恒定律沖量、動(dòng)量、動(dòng)量定理及其守恒定律相對(duì)運(yùn)動(dòng) 力學(xué)相對(duì)性原理牛頓運(yùn)動(dòng)定律及動(dòng)力學(xué)問(wèn)題第2頁(yè)/共64頁(yè)本次課要求掌握內(nèi)容：1、如何描述一個(gè)物體的運(yùn)動(dòng)？2、什么叫位矢？區(qū)分位矢、位移、路程等概念。4、描述物體的機(jī)械運(yùn)動(dòng)狀態(tài)及其運(yùn)動(dòng)狀態(tài)變化的基本物理量？3、什么是運(yùn)動(dòng)方程？區(qū)分運(yùn)動(dòng)方程與軌道方程。5、

3、質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的速度、加速度是怎樣定義的？ 如何求得？6、 質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)學(xué)的兩類(lèi)問(wèn)題是指什么？7、什么叫運(yùn)動(dòng)疊加原理？9、什么是加速度的稟性方程？8、質(zhì)點(diǎn)做曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)時(shí)如何描述其運(yùn)動(dòng)狀態(tài)？第3頁(yè)/共64頁(yè)日心系ZXY地心系o 為了描述一個(gè)物體的運(yùn)動(dòng)，必須選擇另一個(gè)物體作為參考，被選作參考的物體稱(chēng)為參照系。地面系因此，參照系的選擇是任意的，不一定是靜止的物體。 為了定量地確定物體的運(yùn)動(dòng)，須在參照系上選 用 一個(gè)坐標(biāo)系。參照系坐標(biāo)系1-1 運(yùn)動(dòng)的描述一. 參照系和坐標(biāo)系第4頁(yè)/共64頁(yè)二、位置矢量 運(yùn)動(dòng)方程位置矢量（位矢）：rOP P(x,y,z)xyzOXYZijk rkzj yixr 位矢 方向r 位矢

4、大小 r222zyxrr rx cosry cosrz cos直角坐標(biāo)系中第5頁(yè)/共64頁(yè)運(yùn)動(dòng)方程：)(trr ktzjtyitx)()()( )()()(tzztyytxx 分量式分量式質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的空間軌跡成為軌道.軌道方程:0),( zyxF軌道P(x,y,z)xyzOXYZijk r例如：運(yùn)動(dòng)方程 12222 byaxtbytaxsin,cos 消去時(shí)間 t 得到軌道方程第6頁(yè)/共64頁(yè)三、位移)()(1212ttrrrrrs rAr1r 2 OBkzj yi xkzzjyyixxr )()()(121212直角坐標(biāo)系中位移矢量:在t時(shí)間間隔內(nèi)位矢的增量位移大小222zyxr 位移方向.B

5、A指指向向由由 路程 s :質(zhì)點(diǎn)在t時(shí)間內(nèi)運(yùn)動(dòng)的弧長(zhǎng).是標(biāo)量.第7頁(yè)/共64頁(yè)r2r1rx y z B AoSrr s 與 的區(qū)別r rs 0 tdsrd 元位移的大小元路程 12rrr b )r2r1 orrABC12rrr 12rrr 路程 s 為質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的軌道長(zhǎng)度, 是標(biāo)量.而 為矢量,是位矢的增量.r 與 r及 的區(qū)別r ra ) 為標(biāo)量， 與 都為矢量r r r第8頁(yè)/共64頁(yè)trv 平均速度瞬時(shí)速度dtrdtrttrttrvtt 00lim)()(lim四、速度速度是位矢對(duì)時(shí)間的一階導(dǎo)數(shù)速度方向0t 時(shí)， 的極限方向r 在P點(diǎn)的切線(xiàn)并指向質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)方向 P Q Orrr )(tvr

6、v第9頁(yè)/共64頁(yè)kvjvivkdtdzjdtdyidtdxdtrdvzyx 速度大小222zyxvvvvv kvjvivktzjtyitxtrvzyx 直角坐標(biāo)系中瞬時(shí)速度平均速度第10頁(yè)/共64頁(yè)平均速率tsv瞬時(shí)速率 dtdstsvt0lim P Q Orrr )(tvr v注意:速度是矢量，速率是標(biāo)量。一般情況)(rs vv 單向直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)情況)(rs vv vdtrddtdsv dsrd 瞬時(shí)速率等于瞬時(shí)速度的大小第11頁(yè)/共64頁(yè)加速度是 :速度對(duì)時(shí)間的一階導(dǎo)數(shù) 或位矢對(duì)時(shí)間的二階導(dǎo)數(shù).五、加速度平均加速度1212)()(tttvtvtva 瞬時(shí)加速度220lim)(dtrddtvd

7、tvtatvv1v2B A ov1v21r2r直角坐標(biāo)系中kdtdvjdtdvidtdvdtvdazyx kajaiazyx 第12頁(yè)/共64頁(yè)注意矢量性：四個(gè)量都是矢量，有大小和方向加減運(yùn)算遵循平行四邊形法則r arv是某一時(shí)刻的瞬時(shí)量不同時(shí)刻量不同是過(guò)程量瞬時(shí)性：相對(duì)性：不同參照系中，同一質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)描述不同， 具體數(shù)學(xué)表達(dá)形式也不同。加速度 的比較a位矢r位移r 速度vrv是描述質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的物理量是描述質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)變化的物理量ar 第13頁(yè)/共64頁(yè)六. 質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)學(xué)的兩類(lèi)問(wèn)題：已知運(yùn)動(dòng)方程，求質(zhì)點(diǎn)的速度和加速度已知質(zhì)點(diǎn)的速度(或加速度)和初始條件，求質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)方程及其它未知量用求導(dǎo)數(shù)的方法運(yùn)

8、用積分的方法第14頁(yè)/共64頁(yè)解: 設(shè)此時(shí)繩的長(zhǎng)度為l .那么有： 22hls 例1：在離河水面高為h 的岸邊上有人用繩跨過(guò)定滑能拉船靠岸，船在離岸水平距離為s 處此人以勻速率v0 收繩（如圖示）。求：船的速率v.hs0v例2 如圖l hs,dtdsv 由于：由于：0vdtdl 第15頁(yè)/共64頁(yè)hsl 0v0vv cos0vv cos0vv0vv? cos0022vvslhldtdlldtdsv而只能是： 能否為： 第16頁(yè)/共64頁(yè)例2. 一質(zhì)點(diǎn)沿x軸作直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，其位置坐標(biāo)與時(shí)間的 關(guān)系為 x=10+8t-4t2,求：（1）質(zhì)點(diǎn)在第一秒內(nèi)、第二秒內(nèi)的平均速度。（2）質(zhì)點(diǎn)在t=0、1、2秒時(shí)

9、的速度。解：24810 1ttxt 時(shí)時(shí)刻刻）（2)(4)(810)( ttttxxtt 時(shí)刻時(shí)刻2)(488 ttttxt 內(nèi)位移為內(nèi)位移為tttxvtt 488 21 軸軸正正向向相相反反方方向向與與xsmv )(4488 21 軸軸正正向向相相同同方方向向與與xsmv)(4408 10 第17頁(yè)/共64頁(yè)軸正向相反軸正向相反與與xsmv 82 tdtdxvt88 2 ）（軸正向相同軸正向相同與與xsmv 80 此時(shí)轉(zhuǎn)向此時(shí)轉(zhuǎn)向 0 1 v代入 t = 0 , 1s , 2s 得：第18頁(yè)/共64頁(yè)例3.一質(zhì)點(diǎn)由靜止開(kāi)始作直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，初始加速度為a0，以后加速度均勻增加，每經(jīng)過(guò)秒增加a0，求

10、經(jīng)過(guò)t秒后質(zhì)點(diǎn)的速度和運(yùn)動(dòng)的距離。 00taaa (直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)中可用標(biāo)量代替矢量）解：據(jù)題意知，加速度和時(shí)間的關(guān)系為：)(2)(2000000smtatadttaaadtvtt dtdva 而：而：dttaaadtdv 00 第19頁(yè)/共64頁(yè)vdtdxdtdxv 同理：同理：30200200062)2(tatadttatavdtxtt 第20頁(yè)/共64頁(yè)1-2 運(yùn)動(dòng)疊加原理一. 運(yùn)動(dòng)疊加原理 因此，對(duì)任意曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的研究我們都可以視為直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的研究。 運(yùn)動(dòng)的可疊加性是運(yùn)動(dòng)的一個(gè)重要特性。 （可用“百發(fā)百中”的實(shí)驗(yàn)來(lái)說(shuō)明） 當(dāng)物體同時(shí)參與兩個(gè)或多個(gè)運(yùn)動(dòng)時(shí), 其總的運(yùn)動(dòng)乃是各個(gè)獨(dú)立運(yùn)動(dòng)的疊加, 這個(gè)

11、結(jié)論稱(chēng)為運(yùn)動(dòng)疊加原理或運(yùn)動(dòng)的獨(dú)立性原理第21頁(yè)/共64頁(yè) 如拋體運(yùn)動(dòng)可視為沿水平方向和豎直方向的直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的疊加。即質(zhì)點(diǎn)在（x y）平面內(nèi)運(yùn)動(dòng)。yxv00 xyaagvvvvxyxy00000000 cossin開(kāi)始時(shí)：20021gttvytvx sincosgtvvvvyx sincos00任意時(shí)刻(t)時(shí)：jgtvivjvivvyx)sin(cos00 jgttvitvj yixr)21sin(cos200 是兩種運(yùn)動(dòng)的疊加第22頁(yè)/共64頁(yè) 拋體運(yùn)動(dòng)也可視為沿初速度方向的勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng) 和豎直方向的自由落體運(yùn)動(dòng)的疊加。2021 tgtvr yxv0t0221gtr拋體運(yùn)動(dòng)位矢圖vyvxv00

12、gtv拋體運(yùn)動(dòng)速度矢量圖tgvv 0第23頁(yè)/共64頁(yè)二、平面曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng) （切向加速度和法向加速度）自然坐標(biāo)系Oss n nPQ 在軌道曲線(xiàn)上任取一點(diǎn) (o) 為坐標(biāo)原點(diǎn)，以“彎曲軌道”作為坐標(biāo)軸。P處的坐標(biāo)即為軌道的長(zhǎng)度s (自然坐標(biāo))運(yùn)動(dòng)方程)(tss 方向描述：作相互垂直的單位矢量n n 切向變化單位矢量法向變化單位矢量指向軌道的凹側(cè)指向物體運(yùn)動(dòng)方向1. 自然坐標(biāo)系第24頁(yè)/共64頁(yè)t時(shí)刻：A點(diǎn),v ; t+dt時(shí)刻：B點(diǎn),v+ dv.dt時(shí)間內(nèi)經(jīng)過(guò)弧長(zhǎng)d s, d s對(duì)應(yīng)角度d。 大小不變，但方向改變。為速度的大小。其中)(tvdtdSBRdAvvdv Rdsd dtdsv )(tvdt

13、ddtvda 2. 變速率圓周運(yùn)動(dòng)（用自然坐標(biāo)分析）第25頁(yè)/共64頁(yè)dtdvdtdva )(tvdtddtvda nRvndtdsdsdndtddtd d1 2 dBRdAvvdv nRvdtdva2 切向加速度法向加速度naan ?, dtdva 令令：nRvan2 第26頁(yè)/共64頁(yè)法向加速度、反映速度方向變化。切向加速度、反映速度大小變化。 22222Rvdtdvaaaan 大?。捍笮。?aatgn 方向：方向：（加速度a總是指向曲線(xiàn)的凹側(cè)） dtdva nRvan2 勻速圓周運(yùn)動(dòng)：cv nRva2 向心加速度 anaa 222a naa 由由于于：第27頁(yè)/共64頁(yè)na2vdtdv此

14、式稱(chēng)為加速度的稟性方程 （與所選的坐標(biāo)系無(wú)關(guān)）22svadt2ddtdvan3.一般曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)（多個(gè)圓弧運(yùn)動(dòng)的連接）（式中的 為任意位置的曲率半徑） 由上式可知，若法向加速度為零，則質(zhì)點(diǎn)做直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)；若曲率半徑為常量則質(zhì)點(diǎn)做圓周運(yùn)動(dòng)，若此時(shí)切向加速度為零，那么質(zhì)點(diǎn)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。第28頁(yè)/共64頁(yè)平面極坐標(biāo)系中有兩個(gè)變量（r、）只要 r 和 確定了，質(zhì)點(diǎn)的位置就完全確定了。(用平面極坐標(biāo)描述) Q P(r,)OXr ere ere三、徑向速度和橫向速度 圓周運(yùn)動(dòng)的角量描述1.平面極坐標(biāo)系與兩個(gè)變量對(duì)應(yīng)的單位矢量 分別沿著徑向和與徑向垂直的極角增加的方向。它們與 一樣，是變單位矢量。 eer和和n

15、和和 第29頁(yè)/共64頁(yè)位置矢量表述為rrer根據(jù)速度的定義得dtdrvrdtdrvvr 為質(zhì)點(diǎn)的徑向速度的大小，反映位矢大小的變化；v 為質(zhì)點(diǎn)的橫向速度的大小，反映位矢方位的變化。令 edtddtedr1re2rered ddtedredtdrerdtddtrdvrrr )( evevedtdredtdrvrrr 2. 徑向速度和橫向速度 ？在平面極坐標(biāo)系中(用平面極坐標(biāo)描述) Q P(r,)OX1r e1re e2re2r第30頁(yè)/共64頁(yè)圓周運(yùn)動(dòng)：曲率半徑是恒量，即徑向速度為零。因此描述質(zhì)點(diǎn)做圓周運(yùn)動(dòng)只需要一個(gè)變量 。圓周運(yùn)動(dòng)的角量描述OXR1v2vs ABt Att B角位移沿逆時(shí)針轉(zhuǎn)

16、動(dòng)，角位移取正值沿順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，角位移取負(fù)值角位置3. 圓周運(yùn)動(dòng)的角量描述圓周運(yùn)動(dòng) 角位置 角位移第31頁(yè)/共64頁(yè)角速度：角加速度： dtdtt 0lim單位：rad/s220limdtddtdtt 單位：rad/s2勻速圓周運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)方程 : 是恒量dtd tdtd00 t 0勻變速圓周運(yùn)動(dòng)方程: 是恒量dt 020021tt 因此, 勻變速圓周運(yùn)動(dòng)中 之間的關(guān)系與勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)中的x v a 之間關(guān)系在形式上是完全類(lèi)似的.第32頁(yè)/共64頁(yè)線(xiàn)量:路程、速度、加速度角量：角位置、角速度、角加速度22sRRvaRdtdRdtdvaRdtdRdtdvn Rdds rv dtd 加速轉(zhuǎn)動(dòng) 方向一致減

17、速轉(zhuǎn)動(dòng) 方向相反4. 角量與線(xiàn)量之間的關(guān)系方向：右手螺旋定則由于在定軸轉(zhuǎn)動(dòng)中軸的方位不變,故、只有沿軸的正負(fù)兩個(gè)方向,可以用標(biāo)量代替.第33頁(yè)/共64頁(yè)例4：一質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)軌跡為拋物線(xiàn)求：x= 4m時(shí)（t0)，粒子的速度、加速度。2422ttytx (SI)(SI)第34頁(yè)/共64頁(yè)解：smvx4 ttdtdyvy443 tdtdxvx2 2 tsmvy24 2 t2422ttytx (SI)(SI)smjivt/2442 ,22 msdtdvaxx2244412 mstdtdvayysmjivt/2442 22/442smjiat )0( 2 42 tstt第35頁(yè)/共64頁(yè)例5、由樓窗口以水平

18、初速度v0射出一發(fā)子彈，取槍口為原點(diǎn)，沿v0為x軸，豎直向下為y軸，并取發(fā)射時(shí)t=0.試求：(1)子彈在任一時(shí)刻t的位置坐標(biāo)及軌道方程；(2)子彈在t時(shí)刻的速度，切向加速度和法向加速度。aagyxov0 n解： (1) 因?yàn)橘|(zhì)點(diǎn)做平拋運(yùn)動(dòng), 所以有： 2021 gtytvx坐坐標(biāo)標(biāo)：2202 xvgy 軌軌跡跡：第36頁(yè)/共64頁(yè)(2)an 方向與at方向垂直at方向是該點(diǎn)的切向方向22202tgvtgdtdva 2220022tgvgvagan aagyxov0 ngtvvvyx ,0平拋：平拋：jgtivv 0而：而：220)(gtvv dtdva 由于：由于：第37頁(yè)/共64頁(yè) 例6 一

19、個(gè)人扔石頭的最大出手速率為vo=25m/s。問(wèn)（1）他能否擊中一個(gè)與他手的水平距離為L(zhǎng) = 50m而高h(yuǎn) =13m的一個(gè)目標(biāo)？（2）在這個(gè)距離上他能擊中的最大高度是多少？（教材75頁(yè)/1-8）解（1）由題意可知，石頭的初速度v0 可x、y 方向分解 為：vxo 和 vyo .如果他能擊中目標(biāo)，則必有：在50m處的最小高度不小于h，設(shè)在此處為石頭的最大高度。則當(dāng)水平方向和豎直方向運(yùn)動(dòng)的時(shí)間相等要求時(shí)，由xvLts，ght水平豎直 62. 12不能擊中目標(biāo)要求水平，smsmtLvx258 .3062. 150時(shí)則當(dāng)豎直水平 tt第38頁(yè)/共64頁(yè)(2)設(shè)在L=50m 的這個(gè)水平距離上他能擊中的 最

20、大高度為h，那么有： ghtvLtttx 2 , 豎直豎直水平水平豎直豎直水平水平而：而：ghvLx 2ghgvvvvyoxoo 2 ,yo222又又ghgvLghghvLox 22 222222解這個(gè)方程得： mhmh13 )(3 .12 第39頁(yè)/共64頁(yè)本次課要求掌握內(nèi)容：2. 什么叫慣性系？非慣性系？3. 力學(xué)中常見(jiàn)的力有哪幾種？有哪幾種基本自然力？1、牛頓運(yùn)動(dòng)三大定律的內(nèi)容？ 如何應(yīng)用牛頓運(yùn)動(dòng) 定律解題？第40頁(yè)/共64頁(yè) 例力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因，而不是維持運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因。一、牛頓運(yùn)動(dòng)定律的表述1-3 牛頓運(yùn)動(dòng)定律1).第一定律指明了任何物體都具有慣性。2).第一定律闡明了力的

21、真正涵義.即： 1、牛頓第一定律（Newton first law） 任何物體都保持靜止或勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的狀態(tài)，直到受到力的作用迫使它改變這種狀態(tài)為止（又叫作慣性定律）。第41頁(yè)/共64頁(yè)定量的量度了慣性: dtdvmF 2vmFn ABBAaamm 自然坐標(biāo)系中： 因此,質(zhì)量是物體平動(dòng)慣性大小的量度. 故又稱(chēng)慣性質(zhì)量.dtdvmmaFyyy dtdvmmaFxxx dtdvmmaFzzz 直角坐標(biāo)系中：第42頁(yè)/共64頁(yè)2、牛頓第二定律（Newton second law） 在受到外力作用時(shí)，物體所獲得的加速度的大小與外力成正比，與物體的質(zhì)量成反比；加速度的方向與外力的矢量和的方向相同。牛頓運(yùn)

22、動(dòng)方程迭加性： iNiNFFFFF121amFi 特點(diǎn)：瞬時(shí)性；迭加性；矢量性；定量地量度了慣性。 矢量性：瞬時(shí)性：aF、之間一一對(duì)應(yīng)dtpddtvdmF 或：或：amF 第43頁(yè)/共64頁(yè) 3、牛頓第三定律（Newton third law） 兩個(gè)物體之間對(duì)各自對(duì)方的相互作用總是相等的，而且指向相反的方向。21FF作用力與反作用力：1、它們總是成對(duì)出現(xiàn)。它們之間一一對(duì)應(yīng)。2、它們分別作用在兩個(gè)物體上。絕不是平衡力。3、它們一定是屬于同一性質(zhì)的力。 第三定律反映了力的物質(zhì)性。力是物體之間的相互作用，有作用物體，必然會(huì)同時(shí)有反作用物體，離開(kāi)物質(zhì)談力是沒(méi)有意義的。第44頁(yè)/共64頁(yè)問(wèn)題：車(chē)的a=0

23、時(shí)小球的狀態(tài)符合牛頓定律.結(jié)論：牛頓定律成立的參照系稱(chēng)為慣性系。相對(duì)慣性系作勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的參照系也是慣性系。而相對(duì)慣性系作加速運(yùn)動(dòng)的參照系是非慣性系。a0時(shí)小球的狀態(tài)為什麼不符合牛頓定律？二. 慣性系與非慣性系 這表明相對(duì)于地面作加速運(yùn)動(dòng)的參照系中，牛頓運(yùn)動(dòng)定律不再成立。第45頁(yè)/共64頁(yè) 根據(jù)天文觀(guān)察，以太陽(yáng)系作為參照系研究行星運(yùn)動(dòng)時(shí)發(fā)現(xiàn)行星運(yùn)動(dòng)遵守牛頓定律，所以太陽(yáng)系是一個(gè)慣性系。 地球有公轉(zhuǎn)和自轉(zhuǎn)，所以,一般情況下，地球只能看作近似的慣性系. 因此， 所謂慣性系實(shí)際上就是相對(duì)整個(gè)宇宙的平均加速度為零的參照系。也就是說(shuō)，只有遠(yuǎn)離其它物體的孤立物體才能作為慣性系。因而慣性系也只是一個(gè)理想概念

24、。第46頁(yè)/共64頁(yè)三. 力學(xué)中常見(jiàn)的幾種力與基本的自然力重力:mgFG 方向與重力加速度方向相同。彈力: 發(fā)生形變的物體，由于要恢復(fù)原狀，對(duì)與其接觸的會(huì)產(chǎn)生力的作用，這種力叫作彈力。彈力主要有三種表現(xiàn)形式： ：正壓力（支承力）、拉力、彈簧的彈力。摩擦力: NkkFF maxNssFF 滑動(dòng)摩擦力靜摩擦力最大靜摩擦力流體阻力:kvFd 1.常見(jiàn)的幾種力第47頁(yè)/共64頁(yè)2. 基本的自然力萬(wàn)有引力 因此,物體所受的重力實(shí)際上是地球?qū)ζ浔砻嫔系奈矬w的引力.所受的重力近似等于地球?qū)ξ矬w的萬(wàn)有引力。)SI(rmmGF -11221106.67G 引力是任何兩個(gè)物體間的吸引力,又叫做萬(wàn)有引力.電磁力存在

25、于電荷之間的相互作用力。分子力是電磁力。兩質(zhì)子之間的電磁力是萬(wàn)有引力的1036倍第48頁(yè)/共64頁(yè)強(qiáng)力存在于核子、超子、介子之間的一種作用力。在原子核中，中子與質(zhì)子是依靠強(qiáng)力緊緊地結(jié)合在一起，而形成原子核。強(qiáng)力是一短程力，其力程僅為10-15 m。當(dāng)強(qiáng)子之間的距離超過(guò)了10-15 m，強(qiáng)力就很小可忽略。弱力在亞微觀(guān)領(lǐng)域中還發(fā)現(xiàn)了一種短程力，叫弱力。 弱力也是一短程力，其力程比強(qiáng)力程還短，僅為10-17 m 。僅在粒子間的某些反應(yīng)（如衰變）中才顯示它的重要性。第49頁(yè)/共64頁(yè)四. 牛頓定律的應(yīng)用確定研究 對(duì)象 對(duì)研究對(duì)象受力析并畫(huà)出受力圖 牛頓三條運(yùn)動(dòng)定律是一個(gè)整體。因此，應(yīng)用牛頓定律的解題時(shí)

26、必須按一定的步驟。根據(jù)題意寫(xiě)出牛頓運(yùn)動(dòng)方程選定參照系建立坐標(biāo)系求解方程并討論 結(jié)果的合理性1. 應(yīng)用牛頓定律的解題步驟： 注意： 通常解力學(xué)問(wèn)題也可分為兩類(lèi)。一類(lèi)是已知質(zhì)點(diǎn)受力求它的運(yùn)動(dòng)；另一類(lèi)是已知它的運(yùn)動(dòng)求受力。第50頁(yè)/共64頁(yè) 例1、水平面上有一質(zhì)量為51kg 的小車(chē)D，其上有一定 滑輪C，通過(guò)繩在滑輪兩側(cè)分別連有質(zhì)量為 m1=5kg 和m2=4kg 的物體A 和B。其中物體A在小車(chē)的水平面上，物體B被繩懸掛，系統(tǒng)處于靜止瞬間，如圖所示。各接觸面和滑輪軸均光滑，求： （1）以多大推力作用在小車(chē)上，才能使物體A與小車(chē)D之間無(wú)相對(duì)滑動(dòng)？（2）小車(chē)的運(yùn)動(dòng)的加速度如何？（滑輪和繩的質(zhì)量均不計(jì)，

27、繩與滑輪間無(wú)滑動(dòng)）2. 應(yīng)用舉例DCBA第51頁(yè)/共64頁(yè)解：物體A 、B、C、D為研究對(duì)象.設(shè)作用 在小車(chē)上 的力為F ，加速度為a.建立如圖示的坐標(biāo).XYO作出物體受力分析圖Bm2gTAm1gN1TDMgN2FTT1N a第52頁(yè)/共64頁(yè) xxxMasinTTFgmcosTamsinTamT 221解方程并代入數(shù)據(jù)得：)(784)()(13222122122212NmmgmMmmFsmmmgmax 根據(jù)題意沿x 軸列方程：第53頁(yè)/共64頁(yè) 例2 A、B兩個(gè)物體，質(zhì)量分別為mA=100kg，mB=60kg，裝置如圖所示。兩斜面的傾角分別為=300 和 =600。如果物體與斜面間無(wú)摩擦，滑輪和繩的質(zhì)量忽略不計(jì)，問(wèn)： AB（1）系統(tǒng)將向哪邊運(yùn)動(dòng)? （2）系統(tǒng)的加速度是多大？（3）繩中的張力多大？ （見(jiàn)教材：p75/1-9）第54頁(yè)/共64頁(yè)ABaBgmBTATgmA解：以A、B兩個(gè)物體為研究對(duì)象建坐標(biāo)系、作受力圖（如圖示）（1）： A B兩物在與各自平行 斜面的方向重力的分力分別為：NgmFNgmFBBAA3300sin500sin BAFF 顯然，顯然， 所以，系統(tǒng)向右運(yùn)動(dòng)。即A沿斜面上行， B沿斜面下行。第55頁(yè)/共64頁(yè))/(12. 08 . 9100602110023602sm amTgmamgmTBBAA sinsin BAABmm