质点动力学-牛顿定律

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1、第2章质点动力学◆力和加速度之间的瞬时效应-牛顿定律◆力的时间累积效应-动量◆力的空间累积效应-功任务：研究物体之间的相互作用，及这种相互作用引起的物体运动状态变化的规律。1一、牛顿运动三定律第一定律：任何物体都保持其静止或沿一直线作等速运动状态，除非有力加于其上迫使它改变这种状态。即时,恒矢(包括零)内涵：物体具有惯性----惯性定律§2.1牛顿运动定律及应用1687年牛顿著作《自然哲学的数学原理》的出版标志着经典力学体系的确立,提出了三大运动定律.惯性、力（使物体运动状态发生改变的作用）、惯性参照系的概念.力的概念2在飞船中可验证惯性定律宇航员将水果摆放

2、在立圆的圆周上，不受力，维持图形不变.3牛顿定义“运动”,物体质量与速度的乘积，第二定律：运动的改变和所加的动力成正比，且发生在力的作用线方向上.有（2）表示运动状态的变化与力的瞬时关系.内涵（1）质量是物体惯性的量度---惯性质量;即动量:合外力力的度量力的瞬时性、矢量性和对应性4（3）牛顿第二定律是矢量式，其分量形式：直角坐标系自然坐标系5即第三定律：每一个作用总有一个相等的反作用和它相对抗；或者说作用力和反作用力大小相等方向相反(同时存在，同时消失)。牛顿定律的说明:惯性定律成立的参照系为惯性参照系，牛顿一、二定律只适用于惯性系、宏观、低速运动物体；

3、牛顿第二定律只适用于质点或可看作质点的物体.力的特性成对性、一致性和同时性12F12F216二、单位和量纲国际单位制（SI）的力学基本量和单位：质量9192631770倍时间秒s138Cs原子某特征频率光波周期的长度米m光在真空中在（1/299792458）s内所经过的距离量的名称单位符号单位名称单位的定义千克kg保存在巴黎度量衡局的“kg标准原器”的质量电流I；热力学温度T；物质的量N；发光强度J7量纲：根据一定的关系式由基本量及其单位导出的其他量和单位为导出量和导出单位.在SI中，基本力学量是长度、质量、时间，它们的量纲分别用L、M、T表示。导出量如速度

4、v和力F的量纲就分别为v=LT1和F=MLT2。将物理量用若干基本量的乘方之积表示的式子称为该物理量的量纲.8三、基本力和力学中常见的力自然界的4种基本力：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0~0~<10-15m<10-18m强度10-3810-34N10-2102N１104N10-1310-9N作用物体一切物体一切带电粒子强子多数粒子媒介子引力子光子胶子和介子中间玻色子核力相互作用91.万有引力：存在于一切物体间的相互吸引力---万有引力常数在地表，引力质量为m的物体所受重力为，---牛顿万有引力定律第一、二宇宙速

5、度，物体间相互作用的“能力”大小的量度103.摩擦力：两相互接触的物体在沿接触面相对运动(趋势)时，在接触面间产生的一对阻碍相对运动(趋势)的力.最大静摩擦力:静摩擦系数滑动摩擦力:滑动摩擦系数2、弹性力：两个相互接触并产生形变的物体企图恢复原状而彼此互施作用力.正压力、支持力、浮力、拉力、弹簧的弹力.摩擦系数接触面的材料和表面粗糙程度有关.11基本步骤：（1）确定研究对象（物体）（2）分析运动（3）画隔离体受力图（4）选坐标（5）列方程、解方程四、牛顿定律应用举例两类问题：已知运动求力；已知力求运动.12[例1]如图,一斜面与水平面的夹角为300，A和B两

6、物体的质量均为0.2kg。物体A与斜面的摩擦系数为0.4。求物体运动时的加速度以及绳对物体的拉力(绳与滑轮之间的摩擦力以及绳和滑轮的质量均不计).固定13解：建立如图的坐标系.A、B受力情况如图对A：对B：14因不计绳与滑轮间的摩擦力及它们的质量解得代入数据可得15[例2]一物体由静止而下落，下落时受到的阻力正比于速度，即,试求物体的运动方程.解：物体在下落过程中受到重力和阻力的作用.即有16即积分得讨论：终极速度17[例3]水平面上M=51kg的小车上有一定滑轮，一轻绳在滑轮两侧分别连有质量m1=5kg，m2=4kg的物体A、B.如图，若各接触面、滑轮轴均

7、为光滑，最初系统处于静止。求以多大力F作用于小车上，才能使A与小车间无相对滑动。A-MB18解：A、B受力分析如图：∵A与小车间无相对滑动，∴m1、m2、M以同一加速度运动，设为a.对A:对B:解得：对m1、m2、M:A-MB19[例4]质量为m的小球，用轻绳AB、BC连接如图。问：剪断AB前后瞬间，BC中的张力之比.ABC解：剪断AB之前后，小球受力分析如下图.20绳断前m静止，a=0绳断后瞬间,v=0即（断前）（断后）ABC21[例5]如图：当木板与水平地面的夹角极缓慢减小时，问小球对木板的压力如何变化？解：受力分析如图,小球处于平衡状态，故减小即增大，

8、减小.yox22若0.460.210.00039绞盘