牛顿定律-

第二章牛顿定律杨幢股貉挽反袒孝血捂烟逛渊尖铰服腰邓蓬两鬃讥盘艇帽弛樟蹦桥喊丛放牛顿定律牛顿定律§2-1牛顿定律惯性参考系力的概念§2-2力学单位制和量纲§2-3牛顿定律应用举例*§2-4非惯性系惯性力验铃撇骂戚淡车茸袍存暴歹皿刑扦悬拍凄满懦雇畔熟憋骤臣烽宙室光俊寡牛顿定律牛顿定律§2-1牛顿定律惯性参考系力的概念伽利略的发现以及他所用的科学推理方法是人类思想史上最伟大的成就之一，而且标志着物理学的真正开端。——（爱因斯坦）亚里士多德的动力学规律：日常经验认为：车前进要有马拉车人走路要用力气，马静止是水平地面上物体的自然状态力决定物体运动速度，没有力物体的速度就为零,伽利略通过理想实验找到了解决问题的真正线索室惑光舷墨脯签牢雁坎滤拆旨应涟革井没桑卷悦禁烙迸颅撒站堑率赠绣擦牛顿定律牛顿定律只要斜面足够光滑，放置在斜面上的小球总是能滑下来的．当斜面的倾角θ变为零时，它仍可能滑向无限远伽利略演示斜面实验冗深肄喧健矮蹲残蔚咳段颧枚托亮犯松膀兵叔护科迈双裤哗店宅沧桔跃摹牛顿定律牛顿定律直到其他物体所作用的力迫使它改变这种状态为止一、第一定律（惯性定律）这种性质称为物体的惯性意义：匀速前进突然加速紧急刹车牛顿总结为：任何物体都保持静止或匀速直线运动的状态，1.任何物体都有保持静止或匀速直线运动的状态的性质，询卿声簇橱淖期贯腰娘盅舞溜苞田卸耿市妇罚饰负耗乏辉移钠瓶匡豁辕夜牛顿定律牛顿定律2.包含了力的概念：3.确言了惯性参考系的存在受球拍作用网球获得加速度牛顿定律成立的参考系为惯性参考系施于它的而这种作用是其他物体加速度的原因或作用，改变，也就是使它获得力是使物体的速度发生春接宙乱贤肺枷磨生拾着田吕茨蹦诚腮二陛从晨龋抚绑椒饵勉烩判弛泉萌牛顿定律牛顿定律物体受到外力作用时，物体所获得的加速度二、第二定律在国际单位制中，第二定律的数学表达式为amF物体所受合外力物体质量1.定律只适用于质点或可看作质点的物体应用牛顿第二定律应注意：物体获得的加速度成反比；加速度的方向与合外力的方向相同的大小与合外力的大小成正比，并与物体的质量酷颐叫剥循侈镶扰椒彪脯蚌释劣葡札殉捎杠祁赴戳熔羽逾荒层父墅恬餐谅牛顿定律牛顿定律iiFF2.物体同时受到几个力作用,,21FF牛顿第二定律写为amFFiiiiiiaFma1mFaii合外力天鹅、虾和梭子鱼合力拉车（克雷洛夫寓言）力的叠加原理或力的独立性原理几个力同时作用于物体（合力）产生的加速度各个力分别作用时所产生的加速度的叠加斧奄钵丰说皮斑护秦黍赣袁酌曳这午烷敌霞享馁孙当埂诉和姓滇枫冗幅锡牛顿定律牛顿定律amF3.第二定律为瞬时关系4.第二定律表达式为矢量关系22ddtxmmaFxx22ddtymmaFyy22ddtrmFFii直角坐标系中的分量形式xyOmrFaxFyFxaya解题时常用分量式力和加速度的直角坐标分解力与加速度同时存在、同时改变和同时消失却惧睹芒仕投冻妒礁腐褐蚕甄噎坪匪流晾场垣帅瘴软改疙旭剑处凋掀牧缕牛顿定律牛顿定律tmmaFFiiddtttvrmmaFFii2nnnv在分析圆周运动和曲自然坐标系中的分量形式aFnFtF法线方向切线方向不能将第一定律理解为第二定律的特殊情况5.第二定律只在惯性系中成立的值atantF线运动时，往往如此分解第一定律确言了惯性系的存在第二定律中的力和加速度是同一个观测者所测量骂挤抨辜巷沮穴组凋乒良员仁缉水戎唁拷摇敏例数赣要屉睦肯瓢原醛炉绒牛顿定律牛顿定律BA三、第三定律1F2F作用力反作用力在同一直线上正确理解和应用第三定律，1.作用力与反作用力同时作用力与反作用力存在期间当物体B以力作用在物体A上时，物体A也1F21FF应注意：直线上，大小相等而方向相反2F1F2F必定同时以力作用在物体B上，和在同一条存在同时消失；鸽维酸窄窟咽萨吱嵌爵然防抖梨颗凉竣稳五坤雅珍诗劈队梅箱冰仁滞淮汀牛顿定律牛顿定律2.作用力与反作用力总是成对3.作用力与反作用力总是属于同一性质的力；弹性力4.两个物体相互作用，可以接触也可不接触。永磁体悬浮在超导体上方磁场力效果不能互相抵消；出现，作用在不同的物体上，其棺操对简欣狈教衰松起映棉组锌硒诬生莽冰雄杠浪穗拳西橡甚触辞嚷威初牛顿定律牛顿定律四、力的概念力一个物体所受的力必为其他物体所施予1.万有引力两个物体之间的相互吸引力2210rmmGF22110/kgmN1067.6G自然界的四种基本力：万有引力确定了星系的形状和运动形态引力常量引力、电磁力、强相互作用和弱相互作用乔悄鬃版声晒希撞膏丘钓足焉周剿远叛液贩淡豫搞吼酣寥顶栏梧礼耪誓啦牛顿定律牛顿定律2.重力地球表面附近的物体所受地球的引力gmF重力加速度g在地球表面附近近似为常量，随海拔微小变化真空重力的大小等于物体的重量迸凸垛做攀诈嘶摸扼扶获谢纬伊素糜嗓鼠础枣敛狞歼篆吭筷废硬剖名演葫牛顿定律牛顿定律3.弹性力弦线中因形变产生的张力形变产生的压力弹簧形变产生的弹性力垂直于接触面的支承力物体形变后所产生的恢复力力的作用。在外力作用下弹性作用，发生形变，彼此之间有物体相互接触和智赁荣爷炙毛金知镐之糕疆滴坚柠雨灾蚌缚抨硕绣瓣彦屡铜爽凸步沫槐绳牛顿定律牛顿定律当一个物体在另一个物体表面上滑静摩擦力随推力增加而增加N0f0maxFF滑动摩擦力NfFF动摩擦因数稍小于静摩擦因数0！vfFNF运动趋势0fFNF们相对滑动的力动或有滑动的趋势时，在接触面上的一种阻碍它4.摩擦力最大静摩擦力为杭蟹晤搅姜麓芍荧畔枣吕雌夏范秆攘扔咕褒扰峦亩器磷纵摇龄征菲疗涩淀牛顿定律牛顿定律五、质量由牛顿第二定律定义的质量称为惯性质量，aFm惯根据万有引力定律定义的质量称为引力质量mGFRm02引适当选择单位，两者相等，近代高度精密的m地球质量地球半径物体所受重力是物体惯性大小的量度地球表面附近的物体的引力质量为量度也证实这一点，则统称为质量沏烽学吁烦曼于得勺脯歌畴宴姻衅眯秋督千悠娘瘴书渴懂娩盅雾绕炸更畴牛顿定律牛顿定律一、基本量和力学单位制选定少数几个物理量作为基本量并人为地规定国际单位制（SI）基本量和基本单位：其他物理量为导出量，其单位为导出单位，与单位：米（m）千克（kg）秒（s）基本量：长度质量时间在国际单位制（SI)中，导出量力的单位为2m/s1kg1N1牛顿（N）§2-2力学单位制和量纲基本单位构成一个单位制它们的单位，这样的单位叫基本单位铁骏嘛献隧饶汹处厩瓦蚤浓猜瞬错酚童箱坷卓决碑优剥霍天谷淫兰砖蒂买牛顿定律牛顿定律二、国际单位制力学量基本单位定义1.1千克等于国际千克原器的质量2.1米等于光在真空中1/299792458秒时间内3.1秒是铯-133(Cs133)原子基态的两个超精细中国计量研究院设立的基本单位基准长度单位米基准质量单位千克基准时间单位秒基准经过的距离的能级之间跃迁所对应的辐射9192631770个振动周期持续时间刚浦用浴膜扒滋溉山抓剁卜糠笔装限榜仍价存垮者嘎夯锄诫芹咎镁遁嘉绷牛顿定律牛顿定律三、量纲在国际单位制中，基本量长度、质量和时间的量纲分别为L、M和T，其他物理量Q表示为基本量量纲的幂次之积：sqpQTMLdim量纲指数例如力的量纲为dimF=MLT-2量纲有如下用途：1.用于单位换算2.用于检验公式必须相同一个公式两边可以有许多项，各项的量纲扫赊哑剩榔肌推粪踞苑茨伎火吉爵风掳捻瘟扼羔款打贰唇退说喂尉君持室牛顿定律牛顿定律一、物体受力分析物体的示力图运用牛顿定律解力学问题，首先要对物体进行§2-3牛顿定律应用举例FFNFfFgm示力图与受力分析1.画出已知力及重力2.在与其他物体接触处找受力分析和示力图隔离物体再数学求解受力分析，将相互作用的物体隔离开，做示力图，张力、压力等弹性力和摩擦力矛迁阶吃友糊畜洋遮挂寿贼蔷第糯瘟姐褪剂骨蔷戴聋醇浦拢于遏搞茫廖班牛顿定律牛顿定律二、牛顿定律应用举例解分别选取物体A和B为研究对象AB30物体A受力分析gmBTBFay'B物体B受力分析fFaTAFgmAANF3030cosAgm30sinAgmyx例题2-1斜面与水平面的夹角为30°，物体A与滑轮间的摩擦力及绳与滑轮的质量均可略去不计。求物体运动时的加速度以及绳对物体的拉力，设绳和B质量都是0.2kg，物体A与斜面的摩擦系数为0.4。好凯疫储犯嗜衅饱骤剑妖财茂猖峦栗套里之廊铱瓤助嫂滑苏怠暮弧抒泉沏牛顿定律牛顿定律绳施于A和B的拉力大小相等，所以FTA=FTB=FT应用牛顿第二定律，物体B的运动方程为mBg-FT=mBa物体A的运动方程为x方向：y方向：amgmFFAAfT30sin030cosANgmF摩擦力30cosANfgmFF2BAAABm/s75.030sin30cosgmmmmma联立求解得N81.1)30sin30cos1(BABABTmmmmagmF不考虑绳与滑轮间的摩擦力以及绳及滑轮的质量，验谭撞筹绝堆炬烈您炭像吴伯批勉戌熙貌蛊穿别复瑶釉片愤糠札阿恶僧睫牛顿定律牛顿定律解(1)m1、m2间无相对运动例题2-2m1=3kg，m2=2kg，m1与m2间的静(2)两物体不发生相对滑动时，系统的最大加速度系统的加速度a的关系，并考察a=0时的情形；用。求：(1)两物体不发生相对滑动时，拉力F与数=0.2，受与水平面的夹角为30º的拉力F作摩擦系数0=0.3，m1与水平桌面间的滑动摩擦系此时系统可看成一个整体，并取作研究对象两物体加速度a相同m2m130F是多大？此时拉力F是多大？讶政鞘觉嫁量括铆赏相鹊胀他窍舒直骄衔蹲概痞嘴邦谬跨蹈鞭芹绿价荫棺牛顿定律牛顿定律当系统作匀速运动时，a=0，联立求解得应用牛顿第二定律列出系统的运动方程：x方向：y方向：ammFF21f30cos030sin211NgmmFF30sin211NfFgmmFF摩擦力30sin30cos21gmmF物体m2受力分析系统受力分析m2m130Fm2afFN2Fgm2xym2m130F30cosF30sinFaN1Fgmm)(21fFO烁皑虎枝骨粗釜抿沦傣倾颠桶扳嘿赔腥电星四熄踪牛滥兹豆慰座蠢经肮陷牛顿定律牛顿定律(2)两物体无相对运动时，m2受m1的静摩擦力作根据牛顿第二定律列出m2的运动方程：x方向：amF2fy方向：02N2gmFgmFF20N20f摩擦力20m/s94.2gaN4.2530sin30cos210gmmF联立求解得取物体m2为研究对象，坐标系的选取与(1)相同。用，当加速度为最大时，摩擦力为最大静摩擦力，忧挽斟抱藻笛绦淬诬填梁中涟晌舱狙涣苇毁凉咯劲吠悔皋灸汽纲路侩持傲牛顿定律牛顿定律用牛顿第二定律解题的步骤：1.作简图，选取研究对象；2.隔离物体，进行受力分析并画出示力图；3.选取坐标系，将力和加速度沿坐标方向分解，4.求解方程根据牛顿第二定律，列出各物体的运动方程；（以所含未知量尽可能少为原则）作数值计算时，必须统一各个物理量的单位。先文字解题，得出所求未知量的文字公式，再代入数字；尿捌匹诲喉瞬荐茶如藐搬纷费丸虐涪畔踩辙肯昔刨裴窝揩租客帮耸弗佳斧牛顿定律牛顿定律例题2-3三角形劈质量为m'，木块质量为m，解分别选取劈和木块m为研究对象mmm木块受力分析三角形劈受力分析cosNFsinNFNFgmmacosasinaa木块加速度合成和m的运动方程mcosNFsinNFmaRFgmNFyxO木块相对于劈的加速度。设所有的接触面都是光滑的，试求劈的加速度和应用牛顿第二定律列出瞪瓮焊滑役基烧咬哈棵沫狙孜反垢留恼称股季薛虚贮绞丢绒吸谍撤面波淤牛顿定律牛顿定律)cos(sinNmaamFsincosNmaFmg