大学物理牛顿定律

1、返返 回回上上 页页下下 页页返返 回回上上 页页下下 页页目目 录录2-4 牛顿定律的适用范围牛顿定律的适用范围2-3 牛顿定律的应用牛顿定律的应用2-1 牛顿运动定律牛顿运动定律2-2 力学中常见的几种力力学中常见的几种力返返 回回上上 页页下下 页页返返 回回上上 页页下下 页页一一. .牛顿三定律牛顿三定律 有外力有外力时，任何物体都时，任何物体都保持保持 其静止或沿一直线作等速运动的其静止或沿一直线作等速运动的原有状态原有状态0F0a返返 回回上上 页页下下 页页vmpdtpdFdtvmddtvdmFamm返返 回回上上 页页下下 页页amF(2) (2) 力具有叠加性或独立性力具有

2、叠加性或独立性返返 回回上上 页页下下 页页 iaa- - aiFFiFFF21iFFiamamam21amiam返返 回回上上 页页下下 页页 baabFF返返 回回上上 页页下下 页页第一定律第一定律 “力力”的概念。的概念。注意注意三个重要三个重要 概念：概念：惯性、力、惯性参照系惯性、力、惯性参照系力的力的定量定量描述。描述。注意注意力的力的 瞬时瞬时性、矢量性性、矢量性和和对应性对应性.返返 回回上上 页页下下 页页第三定律第三定律 力的特性力的特性。注意注意力的力的 成成对性、一致性对性、一致性和和同时性，同时性，4. 4. amaF返返 回回上上 页页下下 页页gmGmgmGkx

3、Fxm00 xm0FF返返 回回上上 页页下下 页页Fsf0vFfsNfssms0vsmfF NfkkkvFkfsk返返 回回上上 页页下下 页页4.4.万有引力：万有引力：221rmmGF 2211/1067. 6kgmNG2RmMGmg 2RGMg 返返 回回上上 页页下下 页页另外还有：另外还有：返返 回回上上 页页下下 页页返返 回回上上 页页下下 页页?TTABC解：解：剪断剪断ABAB之前后，小球受力之前后，小球受力分析如下图：分析如下图：gmABTT（断前）（断前）断断前前 静止静止，m0amgTcos断断后后瞬间瞬间0vgmT（断后）（断后）Rvan20即即cos mgT2co

4、s1 TT返返 回回上上 页页下下 页页mMaMmmMagMNMNNgmMamMaMaMMm返返 回回上上 页页下下 页页MagMNMNmMamNgmMaMMaNsin)cos(sinMmMaamNsincosmMmaNmgNN 2sincossinmMmgaM2sinsin)(mMgMmamMMm返返 回回上上 页页下下 页页已知物体的运动方程求已知物体的运动方程求 F 牛顿定律常常牛顿定律常常应用应用于：于：牛顿定律牛顿定律 + + 运动学运动学 一般可分为二类问题一般可分为二类问题1.1.微分问题微分问题j tBi tAtrtasincosdddd2222vrmamF2解解2.2.积分问

5、题积分问题r2jtBi tAr sin cos已知一物体的质量为已知一物体的质量为 , , 运动方程为运动方程为?F求求mFa, s, r v 已知已知 求求返返 回回上上 页页下下 页页vkfgmfamafmgdtdvmkvmgtvdtmkvgdv00tmkvmkgv0)ln(返返 回回上上 页页下下 页页tmkgmkvg ln)1 (tmkekmgvttmkydtekmgdy00)1 ()1 (22tmkekgmtkmgytkmgv 返返 回回上上 页页下下 页页y)(mvdtdygF)( yvdtdyavyvvay返返 回回上上 页页下下 页页ayv22ygyaayF2)3(gay)(

6、yvdtdygFvdtdy2vygvF2)(2ygv dtdvyvdtdyygFyav2vy返返 回回上上 页页下下 页页rf0vmgHytmgmfdd) (2vv2 ddvv gt ddddddddvvvvytyyt)()d(22vvgygg2d)()d(122vvHyg020d2) (d(ln10vv) (ln2120ggHvygd d2vvv以初速度以初速度 竖直上抛一质量为竖直上抛一质量为 的小球的小球其受粘滞阻力为其受粘滞阻力为 。求求小球上升最大高度。小球上升最大高度。0v2mvm解解返返 回回上上 页页下下 页页2.4 2.4 牛顿运动定律的适用范围牛顿运动定律的适用范围一、惯性

7、系一、惯性系甲乙aFm牛顿定律在该参照系中不适用牛顿定律在该参照系中不适用非惯性系非惯性系观察者观察者甲甲：有力有力 和加速度和加速度 Fa 即即0, 0Fam观察者观察者乙乙： 有力但没有加速度有力但没有加速度amF即即l0牛顿定律在该参照系中适用牛顿定律在该参照系中适用惯性系惯性系返返 回回上上 页页下下 页页r 结论结论(1) 凡是牛顿定律成立的参考系称为惯性系凡是牛顿定律成立的参考系称为惯性系。(3) 相对于一惯性系作匀速直线运动的参照系相对于一惯性系作匀速直线运动的参照系都是惯性系。都是惯性系。(2) 判断某参考系是否是惯性系的依据是实验。判断某参考系是否是惯性系的依据是实验。实验表

8、明：实验表明：在地面上，牛顿定律是相当精确在地面上，牛顿定律是相当精确的定律，通常取地面参照系为惯性参照系。的定律，通常取地面参照系为惯性参照系。二、牛顿运动定律的适用范围二、牛顿运动定律的适用范围低速低速 宏观宏观 返返 回回上上 页页下下 页页mra0aaaramNgmxmamgsinycosmamgNcos)(0agmNsin)(0agar解：解：以地面参考系以地面参考系yxmg0arax 方向方向y 方向方向 0a)sin(0aamrcos0ma一光滑斜面固定在升降机底板上，如图。一光滑斜面固定在升降机底板上，如图。当升降机以匀加速当升降机以匀加速 上升时，物体上升时，物体 从斜面从斜面顶端开始下滑顶端开始下滑. .求求物体对斜面的压力和物体相物体对斜面的压力和物体相对斜面的加速度。对斜面的加速度。0amN 返返 回回上上 页页下下 页页解：解：受力分析如图受力分析如图M处于平衡状态：处于平衡状态：0yF cosmgN减小即减小即 增大增大 cosN减小减小gmNN0 xF 返返 回回上上 页页下下 页页质量为质量为m m的猴子，抓住一根质量为的猴子，抓住一根质量为M M, ,用绳用绳吊在天花板上的直杆，在绳突然断开吊在天花板上的直杆，在绳突然断开的同时，猴子沿杆竖直向上爬以保持的同时，猴子沿杆竖直向上爬以保持它离地面的高度不变。根据牛顿定律