高二物理竞赛牛顿运动定律课件

第一章力和运动§1-4

牛顿运动定律牛顿(1643

-1727)英国数学家物理学家天文学家自然哲学家目录第一章力和运动第二章运动的守恒量和守恒定律第三章刚体和流体的运动第四章相对论基础第五章气体动理论第六章热力学基础第七章静止电荷的电场1-1质点运动的描述1-2圆周运动和一般曲线运动1-3相对运动常见力和基本力1-4

牛顿运动定律1-5伽利略相对性原理

非惯性系惯性力23①牛顿第一定律（惯性定律）任何物体都保持静止或沿一直线作匀速直线运动的状态，

直到作用在它上面的力迫使它改变这种状态为止。

惯性：物体具有保持其原有运动状态不变的特性。力：物体间的相互作用。

迫使物体改变静止或匀速直线运动状态的一种作用。任何物体都有惯性。力是引起运动状态改变的原因。而不是维持物体状态的原因。仅当物体受到其他物体作用时，才会改变其运动状态。适用于：惯性参考系。如，地面参考系、太阳系。定性地指出了力（平衡力）和运动的关系。伽利略惯性原理：如果一个物体处在自由状态而不受干扰，则若此物体原来在运动，它就继续作匀速直线运动；若原来静止，则它仍然静止。4②牛顿第二定律（瞬时性）（叠加性）（矢量性）m：质量（mass）：物体惯性大小的量度，也称惯性质量。质量是物体的一种固有的特征——即物体与生俱来的特征。标量。人们在加速一个物体时，才会对质量有切身的感受。力是物体产生

加速度的原因。力使速度改变；速度使位置改变。5牛顿第二定律的微分形式（动量式）力=动量的变化率

变质量体的运动，如火箭。速率接近光速时，物体的质量将随速率而改变。

动量的概念比速度、加速度更普遍、更基本、也更重要。牛顿《自然哲学的数学原理》6③牛顿第三定律牛顿第三定律两个物体之间的作用力和反作用力，在同一直线上，

大小相等而方向相反。作用力和反作用力分别作用在两个物体上。没有主次之分？同时出现，同时消失。作用力和反作用力属于同一种性质的力。系统的内力之和总等于0，内力对系统的整体运动不发生影响。7思考题物体的运动方向和合外力方向是否一定相同？物体受到几个力的作用，是否一定产生加速度？物体运动的速率不变，所受合外力是否为0？物体的运动速度很大，所受合外力是否也很大？8④“动力学”

解题指导解题思路：

选对象：连接体是几个物体

看运动：轨迹、速度、加速度

查受力：不能遗漏

列方程

验结果本课程主要讨论：

常力作用下的连接体问题

变力作用下的单体问题两类问题：已知运动求力：微分过程；已知力求运动：积分过程。9例题1-9设电梯中有一质量可以忽略的滑轮，在滑轮两侧用轻绳悬挂质量分别为m1和m2的重物A和B，已知m1>m2。当电梯(1)匀速上升，(2)匀加速a上升时，求：绳中的张力和物体A相对于电梯的加速度ar。常力作用下的连接体问题ABm1m2ararxyOym1a1Tm1ga2Tm2gm2(1)(2)10例题1-10(1)一质量m、悬线长度l的摆锤，挂在架子上，架子固定在小车上求：在下列情况下悬线的方向和线中的张力。当小车沿水平面以加速度a1作匀加速直线运动时；常力作用下的连接体问题mlGmmxyOT1a111例题1-10(2)一质量m、悬线长度l的摆锤，挂在架子上，架子固定在小车上求：在下列情况下悬线的方向和线中的张力。当小车以加速度a2沿斜面向上作匀加速直线运动时。常力作用下的连接体问题mmxyOT2a2G12例题1-11一重物m用绳悬起，绳的另一端系在天花板上，绳长l=0.5m.

重物经推动后，在一水平面内作匀速圆周运动，转速n=1r/s.

求：这时绳和垂直方向所成的角度。常力作用下的连接体问题GTlOTsinTcosTGxy13变力作用下的单体问题1.力是时间的函数：2.力是位置的函数：如，弹力、万有引力等。4.力是时间、位置、速度等的函数.只有少数情况下才能求解。3.力是速度的函数：如，在流体中的阻力等。运动的变化与t直接相关运动的变化与x直接相关New14例题1-12计算：一小球在水中竖直沉降的速度。已知小球的质量为m，水对小球的浮力为B，水对小球运动的

粘性力为，式中，K是一个常数。变力作用下的单体问题力是速度的函数aGmBRvvT0.632vT0M/Kt解：15例题1-13

xxlGB解：变力作用下的单体问题力是位置的函数阿基米德原理：浸在液体里的物体受到向上的浮力，

浮力的大小等于物体排开的液体受到的重力。例题1-14变力作用下的单体问题

解：取一段绳元为研究对象列出绳元的运动方程：16代入上式，整理得即得1718补充例题已知:桶绕z

轴转动，ω

=const.

水对桶静止。

求:水面形状（z-r

关系）

复杂问题往往除动力学方程外，还需补充一些运动学方程或几何关系.

19补充例题(2)已知:桶绕z

轴转动，ω

=const.

水对桶静止。

求:水面形状（z-r

关系）

20补充例题(3)已知:桶绕z

轴转动，ω

=const.

水对桶静止。

求:水面形状（z-r

关系）

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