牛顿定律PPT课件.pptx

本章主要讲物体间的相互作用以及由于这种相互作用而引起的质点运动状态变化的规律。
§2-1 牛顿运动定律
θ
mA
任何物体都保持静止或匀速直线运动的状态，直到受到力的作用迫使它改变这种状态为止。
一、第一定律（惯性定律）
实验：在光滑的平面上，先后放物体mA 、mB，摆球从角θ处自由摆下撞击物体mA、 mB，测得速度分别为vA 、vB 。
保持原来运动状态不变的性质称惯性，该定律也称惯性定律。
物体保持原来运动状态不变的能力不同，即惯性大小不同，需用一个量去描述。
vA 、vB不同，且与一个量成反比，
这个量称做惯性质量
被用来描述物体惯性大小的量。
第1页/共22页
引力质量
由
定义的质量叫引力质量
同一物体的引力质量与惯性质量相等。因此，统称为质量。
二、牛顿第二定律
1、质点的动量
质量为m，速度为
的质点动量
2、第二定律
当m视为恒量时，
Notice:
(1)。瞬时性：
与
时间相对应。
(2)。矢量性：
第2页/共22页
直角坐标系下：
m为恒量时
自然坐标系下：
3、力的独立作用原理：
几个力同时作用在同一个物体上所产生的效果，等于每一个力单独作用时各自产生的效果的矢量和。
4、 适用条件：惯性系（牛顿第二定律成立的参照系）
第3页/共22页
三、牛顿第三定律
两个质点，A受B的作用力为
B受A的作用力为
实验表明∶
——牛顿第三定律
作用力与反作用力沿同一直线，且大小相等、方向相反作用在两个不同的物体上。
Notice: (1) 瞬时性 (2) 矢量性 (3) 力的性质相同
(3)强力：粒子之间的一种相互作用。
(4)弱力：粒子之间的另一种作用力，力程短、力弱（10-2N）
四、基本的自然力（相互作用）
(2)电磁力：（库仑力）f=kq1q2/r2 k=9 109Nm2/C2
(1)万有引力：
G=10-11Nm2/kg2
第4页/共22页

1）万有引力
2）弹性力(形变、接触）
实验证明：弹性体在弹性限度内，弹性力与它的弹性形变成正比，弹性力的方向与形变的方向相反——胡克定律
重力:由于地球的吸引而使物体受到的力
3）摩擦力
存在弹力的粗糙接触的两个物体彼此间发生相对运动或相对运动趋势时，所产生的与运动或相对运动趋势相反的力。
：
：
第5页/共22页
4）流体阻力（也称流体内摩擦力）
当物体在流体内运动时会受到流体的阻力，流体包含气体和液体。质点所受阻力与质点运动方向相反，当运动速率较小时阻力的大小与速率成正比，即
当运动速率较大时阻力与速率的平方成正比，即
其中k和 α为比例系数，与物体的形状、大小和流体性质等因素有关，可由实验测定。
第6页/共22页
[例题1] 竖直上抛物体初速v0至少为多大时才不会返回地球?
解∶地球半径为R，地面引力=重力=mg，物体距地心r处引力为
F，则有:
由牛顿第二
定律，得:
当r0=R 时，v=v0，作定积分，得:
不管r多大。
只要 ，物体就不会返回地面。
的条件为:
所以物体不返回地面的最小速度
第二宇宙速度
第7页/共22页
第8页/共22页
例2 一条长为 质量均匀分布的细链条AB，挂在
半径可忽略的光滑钉子上，开始处于静止状态。
已知BC段长为 释放后链条作
加速运动，如图所示。试求 时，链条
的加速度和速度。
解 建立如图所示坐标系，设任意时刻BC长度为x，则有:
得:
积分:
由 ,当 时，
得：
第9页/共22页
分析：已知初始条件求速率和路程，需先求出加速度。
结论：用牛顿运动定律求出加速度后，问题变成已知加速度和初始条件求速度方程或运动方程的第二类运动学问题。
1)以桌面为参考系，建立自然坐标系
解
2)分析受力,其中竖直方向重力与桌面的支持力相互平衡，与运动无关。
3) 应用牛顿第二定律
设物体的质量为m
例题3 光滑桌面上放置一固定圆环，半径为R ，一物体贴着环带内侧运动，如图所示。物体与环带间的滑动摩擦系数为μ。设在某一时