第二章牛頓運動定律ppt課件

1、第二章牛頓運動定律質(zhì)點運動形狀變化的加速度是與作用在質(zhì)點上的力有關(guān)的，這部分內(nèi)容就是屬于牛頓定律的范圍。本章將概括的論述牛頓定律的內(nèi)容及其在質(zhì)點運動方面的初步運用。2-1 牛頓運動三定律2-2 單位制和量綱2-3 力學中常見的三種力的特性2-4 牛頓定律的應(yīng)用2-5 慣性系與非慣性系牛頓運動三定律： 牛頓第一定律：任何物體都要堅持靜止或勻速牛頓第一定律：任何物體都要堅持靜止或勻速直線運動形狀，直到外力迫使它改動運動形狀直線運動形狀，直到外力迫使它改動運動形狀為止為止 牛頓第二定律：牛頓第二定律：ttd)m(dddvpFdtdvFmaFm kjiFzyxmamama牛頓第二定律是牛頓力學的中心，

2、運用它處理問題時必需留意以下幾點。 (1)牛頓第二定律只適用于質(zhì)點的運動。 (2)牛頓第二定律所表示的合外力與加速度之間的關(guān)系是瞬時關(guān)系。 (3)力的疊加原理。 牛頓第三定律：兩個物體之間的作用力和反牛頓第三定律：兩個物體之間的作用力和反作用力，沿同不斷線，大小相等，方向相反，作用力，沿同不斷線，大小相等，方向相反，分別作用在兩物體上分別作用在兩物體上 作用力和反作用力是同時產(chǎn)生、同時消作用力和反作用力是同時產(chǎn)生、同時消滅、分別作用在兩個物體上的屬于同種性質(zhì)的滅、分別作用在兩個物體上的屬于同種性質(zhì)的力。力。FF試分析以下問題： 1物體的運動方向和合外力方向能否一定一樣？ 2物體遭到幾個力的作用

3、，能否一定產(chǎn)生加速度？ 3物體運動的速率不變，所受合外力能否為零？2.1 力學的單位制和量綱 一個物理實際通常由以下幾個部分組成一個物理實際通常由以下幾個部分組成 概念，通常是籠統(tǒng)的、不能直接感知的概念，通常是籠統(tǒng)的、不能直接感知的 關(guān)于這些概念的數(shù)學表示關(guān)于這些概念的數(shù)學表示(物理量物理量)的假定的假定 一個或一組方程，表示物理量之間的關(guān)系一個或一組方程，表示物理量之間的關(guān)系 歷史的偶爾性或科學家的個人喜好歷史的偶爾性或科學家的個人喜好 例如：溫度例如：溫度Celsius(0o C), Celsius(0o C), Fahrenheit, Fahrenheit, KelvinKelvin物理

4、概念的數(shù)學表示決不是天生的物理概念的數(shù)學表示決不是天生的 , ,作某作某些假定是必要的些假定是必要的 . .根本物理量是經(jīng)過丈量來定義的根本物理量是經(jīng)過丈量來定義的 ( (操作操作性定義性定義 ) )根本或?qū)С龈净驅(qū)С?恣意恣意! !導出物理量經(jīng)過根本概念、根本物理量導出物理量經(jīng)過根本概念、根本物理量而得到而得到 1N = 1kgm/s21N = 1kgm/s2電量電量 Q 或或 電流電流 I 哪個根本哪個根本?SI 根本單位根本單位長度 米 m 質(zhì)量 千克 kg 時間 秒 s 電流 安培 A 溫度 開 K 物質(zhì)的量 摩 mol 發(fā)光強度 坎 cd Le Systme Internation

5、al dUnites長度長度:運動物體長度的丈量運動物體長度的丈量?“一尺之杵，日取其半，萬世無窮一尺之杵，日取其半，萬世無窮典型的長度典型的長度: 表表 2.2空間量子化空間量子化 根本長度根本長度Kr86sm458792299c規(guī)范米規(guī)范米1960 原子規(guī)范原子規(guī)范198310-151024質(zhì)量質(zhì)量規(guī)范千克規(guī)范千克引力質(zhì)量和慣性質(zhì)量引力質(zhì)量和慣性質(zhì)量以光速以光速 c 運動粒子運動粒子00mC12121u1m一致原子質(zhì)量單位一致原子質(zhì)量單位0m靜止質(zhì)量靜止質(zhì)量裂變和聚變裂變和聚變質(zhì)量與運動有關(guān)質(zhì)量與運動有關(guān);靜止質(zhì)量守恒靜止質(zhì)量守恒?時間時間1second = (1/86400) 平均太陽日

6、平均太陽日Cs133原子規(guī)范原子規(guī)范1/31556925.9747 of 規(guī)范回歸年規(guī)范回歸年1900孿生子佯謬孿生子佯謬鐘表記錄反復(fù)運動時間鐘表記錄反復(fù)運動時間.運動時鐘變慢運動時鐘變慢.時間單向性、時間之矢時間單向性、時間之矢量綱和量綱分析量綱和量綱分析幾何學中幾何學中 面積面積 (長度長度)2 體積體積 (長度長度)3e.g. dim 速度速度 L1T1 力學量力學量 L LM MT T物理量物理量 (根本量根本量)d量綱量綱 ? 單位單位2-3 力學中常見的三種力的特性2.3.1 萬有引力221rmmGF G=6. 6710-11Nm2kg-2 PPg通常把地球?qū)Φ孛娓浇矬w的萬有引力

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，物體具有的加速度叫重力加速度2RGmgE2.3.2 彈性力減少還是添加減少還是添加?復(fù)雜復(fù)雜 不是根本力不是根本力近似、閱歷定律近似、閱歷定律 耗散耗散工業(yè)和技術(shù)工業(yè)和技術(shù) 摩擦學摩擦學(Tribology)根本研討根本研討 沙堆模型沙堆模型 (de Gennes) 自組織臨界景象自組織臨界景象2.3.3 摩擦力 資料的性質(zhì)資料的性質(zhì) 外表處置外表處置 外表外表 (氧化氧化) 膜膜 污染污染 溫度溫度 外表摩擦依賴于很多要素外表摩擦依賴于很多要素:數(shù)值上數(shù)值上 靜摩擦靜摩擦 正壓正壓力力 Nsf FF滑動摩擦滑動摩擦

8、正壓力正壓力Nkf FF靜摩擦系數(shù)靜摩擦系數(shù)動摩擦系數(shù)動摩擦系數(shù)鑄鐵鑄鐵 鑄鐵鑄鐵10. 1s15. 0kTeflon Teflon04. 0ks以下幾種說法能否正確？為什么？ 1物體遭到的摩擦力的方向總是與物體的運動方向相反 2摩擦力，總是妨礙物體運動的 3靜摩擦的大小等于 , 為靜摩擦因數(shù)， 為物體的正壓力NF00NF，2-4 牛頓定律的運用例3,例5,例82-5 慣性系與非慣性系 在運動學中，研討物體的運動可任選參考系， 在動力學中，運用牛頓運動定律研討物體的運動時，參考系還能不能恣意選擇呢？牛頓運動定律能否對恣意參考系都適用呢？牛頓運動定律不是對恣意的參考系都適用的。慣性系: 適用牛頓

9、運動定律的參考系。例如地面以及相對地面作勻速直線運動的車廂，都是慣性系。非慣性系: 牛頓運動定律不適用的參考系。例如相對地面作加速運動的車廂那么是非慣性系。力學相對性原理力學相對性原理在一切慣性系中，牛頓運動定律都是等價的。 在一慣性系內(nèi)部所作的任何力學實驗，都不能確定該慣性系相對于其他慣性系能否在運動。這個原理叫做力學相對性原理或伽利略相對性原理。uvvaaFi 稱為慣性力稱為慣性力慣性力是在非慣性系中物體所遭到的一種力，它是由于非慣性系本身的加速運動所引起的。慣性力不同于物體間相互作用所產(chǎn)生的力，它沒有施力者，當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們無法區(qū)別我們無法區(qū)別 引力和慣性力引力和慣性力 引力場和加速參考系引力場和加速參考系等價性原理等價性原理廣義相對論廣義相對論igmm ag 當當在自在下落的電梯中在自在下落的電梯中牛頓Issac Newton，1643-1727，出色的英國物理學家，經(jīng)典物理學的奠基人，他的不朽巨著總結(jié)了前人和本人關(guān)于力學以及微積分學方面的研討成果，其中含有牛頓三條運動定律和萬有引力定律，以及質(zhì)量、動量、力和加速度等概念。在光學方面，他闡明了色散的原因，發(fā)現(xiàn)了色差及牛頓環(huán)，他還提出了光的微粒說。本章重點：掌握牛頓定律及其運用條件。了解慣性力的概念和非慣性系中運用牛頓定律的方法。 明確問題中所求運動的物體；明確問題中所求運動的物體； 調(diào)查物體所受的力及其性質(zhì)；調(diào)查物體所受