牛顿运动定律正式稿

1、牛顿运动定律正式稿第1页，共33页，2022年，5月20日，15点15分，星期四Nicholas Copernicus1473 - 1543(Niklas Koppernigk)Developed a mathematical model for a Sun-centered solar system第2页，共33页，2022年，5月20日，15点15分，星期四Galileo Galilei1564-1642Among the first to turn a telescope to the skyDeveloped the Scientific MethodBelieved in the p

2、opularization of scienceDeveloped the Law of Inertia第3页，共33页，2022年，5月20日，15点15分，星期四第4页，共33页，2022年，5月20日，15点15分，星期四Newtons LawsIsaac Newton 1642 - 1727Isaac Newton - 1687第5页，共33页，2022年，5月20日，15点15分，星期四第2章 牛顿运动定律 本章内容：2. 1 牛顿运动三定律2. 2 力学中常见的几种力2. 3 牛顿运动定律的应用2. 4 牛顿运动定律的适用范围Newtons Laws of MotionScalar

3、s & VectorsIsaac Newton - 1686第6页，共33页，2022年，5月20日，15点15分，星期四2.1 牛顿运动三定律 任何物体都保持静止或匀速直线运动的状态，直到其他物体对它作用的力迫使它改变这种状态为止。2.1.1 牛顿第一定律三个重要概念 惯 性 质点不受力时保持静止或匀速直线运动状态的的性质,其大小用质量量度。 力 使质点改变运动状态的原因。 惯性系 牛顿运动定律适用的参考系。质点处于静止或匀速直线运动状态(质点处于平衡状态)Law of Inertia第7页，共33页，2022年，5月20日，15点15分，星期四Mass(质量)is the measure

4、of the inertia of an object.is measured in kilograms.Inertia is the natural tendency of a body at rest to remain at rest, and of a body in motion to continue moving with unchanged velocity.EnglishMetricMassSlugKilogram WeightPoundNewton第8页，共33页，2022年，5月20日，15点15分，星期四Force （力）the agency of change.cha

5、nges the velocity.is a vector quantity.measured in Newtons.Force is simply: A PUSHA PULLor第9页，共33页，2022年，5月20日，15点15分，星期四某时刻质点动量对时间的变化率等于该时刻作用在质点上所有力的合力。2.1.2 牛顿第二定律质量不随时间变化时牛顿第二定律的分量形式（自然坐标系（直角坐标系Force, Mass, Acceleration (F=ma):第10页，共33页，2022年，5月20日，15点15分，星期四2.1.3 牛顿第三定律当物体 A 以力作用于物体 B 时，物体 B 也同时

6、以力作用于物体 A 上，和总是大小相等，方向相反，且在同一直线上。 讨论第一定律 “力”的概念注意三个重要概念：惯性、力、惯性参照系第二定律 力的度量(定量描述)注意力的 瞬时性、矢量性和对应性第三定律 力的特性注意力的 成对性、一致性和同时性“Action = Reaction”第11页，共33页，2022年，5月20日，15点15分，星期四2.2 力学中常见的几种力2.2.1 万有引力第12页，共33页，2022年，5月20日，15点15分，星期四万有引力公式只适用于两质点重力： 讨论：为物体所处的地理纬度角第13页，共33页，2022年，5月20日，15点15分，星期四Keplers L

7、aws according to NewtonNewton showed that when an object moves around a1/r2 force center, the objects path is:An ellipse closed orbitA parabola open orbitA hyperbola open orbitcomets第14页，共33页，2022年，5月20日，15点15分，星期四The effect of launch speed on the trajectory of a satellite.Required launch speed for

8、Earth satellites is:8 km/s (17,500 mph) for circular orbit just above atmosphere,11 km/s (25,000 mph) to escape from Earth.第15页，共33页，2022年，5月20日，15点15分，星期四2.2.2 弹性力当两宏观物体有接触且发生微小形变时，形变的物体对与它接触的物体会产生力的作用，这种力叫弹性力 。例F1F2T1T2张力讨论：大小方向第16页，共33页，2022年，5月20日，15点15分，星期四2.2.3 摩擦力当两相互接触的物体彼此之间保持相对静止，且沿接触面有相对运

9、动趋势时，在接触面之间会产生一对阻止上述运动趋势的力，称为静摩擦力。 1. 静摩擦力2. 滑动摩擦力两物体相互接触，并有相对滑动时，在两物体接触处出现的相互作用的摩擦力，称为滑动摩擦力。 ( 为滑动摩擦系数)讨论：大小方向第17页，共33页，2022年，5月20日，15点15分，星期四4.电磁力电磁力和强力电磁力：存在于静止电荷之间的电性力以及存在于运动电荷之间的磁性力，本质上相互联系，总称为电磁力。分子或原子都是由电荷系统组成，它们之间的作用力本质上是电磁力。例如：物体间的弹力、摩擦力，气体的压力、浮力、粘滞阻力。5.强力强力：亚微观领域，存在于核子、介子和超子之间的、把原子内的一些质子和中

10、子紧紧束缚在一起的一种力。作用范围：第18页，共33页，2022年，5月20日，15点15分，星期四6.弱力弱 力弱力：亚微观领域内的另一种短程力，导致衰变放出电子和中微子的重要作用力。四种基本力的比较 力类型项目万有引力电磁力强 力弱 力力 程长程长程短程短程作 用 范 围0010-15m0求：解：第二步：列牛顿定律方程 （原理式）第一步：画质点m的受力图第27页，共33页，2022年，5月20日，15点15分，星期四第三步：解上述微分方程1.分离变量2.两边分别积分由#3.得解（同学自解）第28页，共33页，2022年，5月20日，15点15分，星期四例5 质量为m 的小球，用轻绳AB、AC连接如图。剪断AB 后瞬间，BC 中的张力之比A解：剪断AB之前后，小球受力分析如下图：BC第29页，共33页，2022年，5月20日，15点15分，星期四断前m静止，a=0断后瞬间 v=0即（断前）（断后）第30页，共33页，2022年，5月20日，15点15分，星期四 即2.4 牛顿运动定律的适用范围2.4.1 惯性系甲乙Fm牛顿定律在该参照系中不适用非惯性系观察者甲：观察者乙：无力和加速度但确有加速度l0牛顿定律在该参照系中适用惯性系第31页，共33页，2022年，5月20日，15点15分，星期四 结论(1) 凡是牛顿运动定律成立的参考系称为惯性系。(3) 相对于一惯性系作