第一册第二牛顿运动定律

第一册第二牛顿运动定律演示文稿1当前1页，总共43页。2（优选）第一册第二牛顿运动定律当前2页，总共43页。牛顿的生平与主要科学活动当前3页，总共43页。少年时代的牛顿，天资平常，但很喜欢制作各种机械模型，他有一种把自然现象、语言等进行分类、整理、归纳的强烈嗜好，对自然现象极感兴趣。青年牛顿1666年6月22日至1667年3月25日，两度回到乡间的老家1665年获学士学位1661年考入剑桥大学三一学院牛顿简介当前4页，总共43页。

1667年牛顿返回剑桥大学当研究生，次年获得硕士学位

1669年发明了二项式定理

1669年由于巴洛的推荐，接受了“卢卡斯数学讲座”的职务全面丰收的时期1672年进行了光谱色分析试验1672年，由于制造反射望远镜的成就被接纳为伦敦皇家学会会员1680年前后提出万有引力理论1687年出版了《自然哲学的数学原理》牛顿简介当前5页，总共43页。三个定律牛顿第一定律牛顿第二定律牛顿第三定律动量定理角动量定理动能定理三个守恒定律动量守恒定律角动量守恒定律机械能守恒定律三个定理当前6页，总共43页。

第二章牛顿运动定律当前7页，总共43页。三个定律1.牛顿第一定律

任何物体都保持静止的或沿一条直线作匀速运动的状态，除非作用在它上面的力迫使它改变这种状态。

任何物体都具有惯性,牛顿第一定律又叫惯性定律，它是理想化抽象思维的产物，不能用实验严格验证；此定律仅适用于惯性系。当物体受到其他物体作用时才会改变其运动状态,即其他物体的作用是物体改变运动状态的原因。惯性系：在一个参考系观察，一个不受力作用或处于平衡状态的物体，将保持静止或匀速直线运动的状态，这个参考系叫惯性系。

几点说明：当前8页，总共43页。2.牛顿第二定律

运动的变化与所加的动力成正比;并且发生在这力所沿的直线的方向上。3.牛顿第三定律

对于每一个作用，总有一个相等的反作用与它对抗；或者说两个物体之间的相互作用永远相等，且指向对方。重点讨论牛顿第二定律注意作用力、反作用力，分别作用于二物体，各产生其效果；(2)作用力和反作用力是性质相同的力。两点说明：当前9页，总共43页。它是实验定律（客观事实的总结）牛顿定律的地位和适用范围它适用于惯性系低速平动的物体(v

<<c)宏观物体（L>>10-10m）它是经典物理的基础当前10页，总共43页。一、牛顿第二定律

质量：描述物体惯性的物理量;

：相对于惯性参照系；：合外力2.

瞬时性:力和加速度都是瞬时的，同时存在，同时消失。3.

矢量性矢量方程分解成标量方程求解1.数学表达式:牛顿第二定律只适用于质点及惯性系。当前11页，总共43页。★

矢量方程标量方程分解力当前12页，总共43页。5.力学中常见的几种力重力万有引力弹性力摩擦力流体阻力4.力的叠加原理当前13页，总共43页。

四种相互作用的力程和强度的比较＊表中强度是以两质子间相距为时的相互作用强度为1给出的．种类相互作用粒子力的强度力程/m引力作用所有粒子、质点∞弱相互作用带电粒子电磁作用介子等核子强相互作用强子等大多数粒子∞当前14页，总共43页。(1)确定研究对象(2)使用隔离法分析受力情况，作出受力图(3)分析运动情况，判断加速度(4)建立坐标系，根据牛顿第二运动定律列方程(5)求解，进行讨论解题步骤：6.运用牛顿运动定律解决问题的步骤两类力学问题：已知力求运动已知运动求力当前15页，总共43页。例1.飞机降落时的着地速度大小v=90km/h，方向与地面平行，飞机与地面间的摩擦系数μ=0.10，迎面空气阻力为Cxv2，升力为Cyv2（v是飞机在跑道上的滑行速度，Cx和Cy均为常数）。已知飞机的升阻比k=Cy/Cx=5，求飞机从着地到停止这段时间所滑行的距离。（设飞机刚着地时对地面无压力）1.常力作用下的连结体问题2.变力作用下的单体问题当前16页，总共43页。水平方向：解：分析力迎面空气阻力、摩擦力竖直方向：升力、重力、地面支持力取坐标水平前进方向：方向竖直向上：方向当前17页，总共43页。上两式中的、

它是飞机滑行过程中任意时刻方向的速度，列方程★

注意：当前18页，总共43页。条件：结果：时，当前19页，总共43页。

例2

质量为、长为的柔软细绳，一端系着放在光滑桌面上质量为的物体，如图所示．在绳的另一端加力．绳被拉紧时会略有伸长(形变)，一般伸长可略去不计.

设绳的长度不变，质量分布是均匀的．求：(1)绳作用在物体上的力；(2)绳上任意点的张力．当前20页，总共43页。解设想在点将绳分为两段其间张力和大小相等，方向相反（1）当前21页，总共43页。当前22页，总共43页。（2）当前23页，总共43页。当前24页，总共43页。例3

（0036）一条质量分布均匀的绳子，质量为M、长度为L，一端拴在转轴上，并以恒定角速度在水平面上旋转。设转动过程中绳子始终伸直不打弯，且忽略重力，求距转轴为r处的张力T(r)当前25页，总共43页。解：在距转轴为r处取质量元dm当前26页，总共43页。结果：当前27页，总共43页。（课后练习）一条质量为M长为L的均匀链条，放在一光滑的水平桌面上，链子的一端有极小的一段长度被推出桌子的边缘在重力作用下开始下落，试求链条刚刚离开桌面时的速度.铁链自由下落.swf应用：计算10米高台跳水游泳池的深度当前28页，总共43页。力学的基本单位

1984年2月27日，我国国务院颁布实行以国际单位制（SI）为基础的法定单位制．物理量长度质量时间单位名称米千克秒符号mKgS二、单位制和量纲国际单位制规定了七个基本单位．1.单位制当前29页，总共43页。

1m是光在真空中在(1/299792458s)内所经过的距离．

1s是铯的一种同位素133CS原子发出的一个特征频率光波周期的9192631770倍．

“千克标准原器”是用铂铱合金制造的一个金属圆柱体，保存在巴黎度量衡局中．其他力学物理量都是导出量力学还有辅助量：弧度rad当前30页，总共43页。速率导出量力功当前31页，总共43页。实际长度实际质量可观察宇宙半径宇宙地球半径太阳说话声波波长地球可见光波波长宇宙飞船原子半径最小病毒质子半径电子夸克半径光子,中微子（静）当前32页，总共43页。——表示一个物理量如何由基本量的组合所形成的式子．某一物理量的量纲2.量纲如：速度的量纲是角速度的量纲是力的量纲是当前33页，总共43页。量纲作用

(1)可定出同一物理量不同单位间的换算关系．

(3)从量纲分析中定出方程中比例系数的量纲和单位．(2)量纲可检验文字结果的正误．如：当前34页，总共43页。二、惯性系与非惯性系①惯性系加速度牛顿运动定律适用的参照系；牛顿第一定律定义的参照系。性质：所有相对于惯性系做匀速运动的参照系也一定都是惯性系；相对于惯性系做变速运动的参照系一定不是惯性系。相对太阳参照系地心参照系地面参照系当前35页，总共43页。伽利略相对性原理（力学相对性原理）：在相互作匀速直线运动的一切惯性系中，一切力学现象是等同的；或力学定律在所在惯性系中都是相同的。②非惯性系牛顿运动定律不适用的参照系。相对当前36页，总共43页。球对车问题出在：在非惯性系中用了牛顿第二定律！奇怪?*若在加速平动参照系：动画当前37页，总共43页。没问题！动画对当前38页，总共43页。真实力车厢中的观察者以车厢为参照系（非惯性系）他认为，小球受三个力的作用：合外力：质点在非惯性系受到的合力虚拟力哦！

为非惯性系对惯性系的加速度

是质点对非惯性系的加速度当前39页，总共43页。非惯性系的牛顿第二定律：真实惯性力当前40页，总共43页。**若在匀速转动的参照系：如图：一木块静止在一个水平匀速转动的转盘上，转盘相对地面以角速度，求在转动参照系中的惯性力。地面参照系的观察者：木块作匀速圆周运动在转盘上：木块静止不动，即即：——惯性离心力惯性离心力=

–向心力作用与反作用？NO！mr当前41页，总共43页。例4(0655)一根细绳跨过一光滑的定滑轮，一端挂一质量为M的物体，另一端被人用