第2章 质点动力学-制作精美

第二章质点动力学1主讲吕桓林自然和自然规律隐藏在黑暗之中，上帝说“让牛顿降生吧”，一切就有了光明；但是，光明并不久长，魔鬼又出现了，

上帝咆哮说：“让爱因斯坦降生吧”，但世界变得更不可捉摸。2

英国物理学家，经典物理学的奠基人．他的不朽巨著《自然哲学的数学原理》总结了力学以及微积分学方面的研究成果，其中含有三条牛顿运动定律和万有引力定律,以及质量、动量、力和加速度等概念．牛顿IssacNewton（1643－1727）3夏娃-人类的起源.牛顿-击中了人类最具智慧的头颅乔布斯-完美主义者和偏执狂，给人们设计了一个全新的感知世界，让一种产品成为一个宗教.三个苹果改变的世界4白光是由各种不同颜色的光组成的光学的贡献制成了第一架反射望远镜样机(1668年)

56牛顿数学桥是剑桥大学城里的一大景观，全桥由7177根大小不一的木头衔接而成，有10299个接口，如果以一个接口用一枚铁钉来计算，那么至少需要10299枚铁钉。但牛顿把所有铁钉都倒进了河里，整座桥没用一枚铁钉，这就是数学的奇妙。多少年来，剑桥数学系的高才生们都梦想解破数学桥的奥秘。多数人设计出来的桥至少需要上千枚铁钉才能达到原桥同等效果，只有少数几人把铁钉数量减少到千枚数之内。有个冰岛人，他创造了有史以来的最好成绩，把铁钉数减少到561枚。。

7牛顿的出生地8牛顿的母校-英国剑桥大学任何物体都要保持其静止或匀速直线运动状态，直到外力迫使它改变运动状态为止.一牛顿第一定律9如果说我比别人看得更远一些，那是因为我站在巨人的肩膀上。——牛顿10牛顿所指的巨人伽利略开普勒笛卡尔二牛顿第二定律物体运动的加速度，与作用在物体的合外力成正比，与物体的质量成反比．合外力11即注：为A处曲线的曲率半径．自然坐标系中A牛顿第二定律12(1)

瞬时关系(2)

牛顿定律只适用于质点注意(3)

力的叠加原理牛顿第二定律13两个物体之间作用力和反作用力

，沿同一直线，大小相等，方向相反，分别作用在两个物体上．（物体间相互作用规律）三牛顿第三定律14作用力与反作用力特点

(1)大小相等、方向相反，分别作用在不同物体上，同时存在、同时消失，它们不能相互抵消．

(2)是同一性质的力．15四万有引力定律一切物体都是相互吸引的，两个物体间的引力大小与它们的质量的乘积成正比，跟它们距离的平方成反比。16意义

万有引力定律把地面上物体运动的规律和天体运动的规律统一了起来。17神舟六号待命飞天注：照片摘自新华网18神舟六号发射成功1920例一质量为m，速度为v0的摩托车，在关闭发动机后沿直线滑行，它所受到的阻力为f=-kv，其中k为大于零的常数，求:关闭发动机后t时刻的速度。解力的累积效应对积累对积累VIIIVIIVIVIVIIIIII动量冲量动量定理动量守恒动能功动能定理机械能守恒21五冲量

质点的动量定理

动量冲量（矢量）积分形式动量定理

在给定的时间间隔内，外力作用在质点上的冲量，等于质点在此时间内动量的增量．22某方向受到冲量，该方向上动量就增加．说明分量表示23六质点系的动量定理质点系对两质点分别应用质点动量定理：因内力，两式相加后得：24作用于系统的合外力的冲量等于系统动量的增量——质点系动量定理25区分外力和内力内力仅能改变系统内某个物体的动量，但不能改变系统的总动量.注意26根据质点系动量定理若质点系所受的合外力——动量守恒定律则系统的总动量不变七动量守恒定律27(1)守恒条件：合外力为零．当时，可近似地认为系统总动量守恒．讨论28(2)若，但满足有八功

力的空间累积效应：，动能定理对积累1恒力作用下的功29B**A2

变力的功30(1)

功的正、负取决于力与位移之间的夹角(2)

作功的图示（3）功是一个过程量，与路径有关．讨论31九保守力及保守力的功1.万有引力的功322.重力的功333.弹性力的功

若某种力做功仅与起末位置有关而与路径无关，则这种力称之为保守力；反之，为非保守力.34十

势能

功是能量改变的量度，把保守力做功所改变的能量称之为势能（仅与位置有关）.35而十一质点的动能定理ABθ36功是过程量，动能是状态量；注意

合外力对质点所作的功，等于质点动能的增量

——质点的动能定理质点的动能定理37外力功内力功十二质点系的动能定理

质点系动能定理

内力可以改变质点系的动能注意

对质点系，有

对第个质点，有38十三机械能守恒定律当时，有

——只有保守内力作功的情况下，质点系的机械能保持不变．3940例：一颗子弹在枪筒里前进时所受的合力大小为

，子弹从枪口射出时的速率为300m/s。设子弹离开枪