《牛頓運(yùn)動定律》PPT課件.ppt

第2章 牛頓運(yùn)動定律,質(zhì)點(diǎn)動力學(xué),力的種類,力的瞬時(shí)作用規(guī)律,力的時(shí)間累積作用,萬有引力,彈性力,牛頓運(yùn)動三定律,力的空間累積作用,摩擦力,動量定理,動量守恒定理,動能定理,功能原理,機(jī)械能守恒定律,2.1 牛頓運(yùn)動三定律,任何質(zhì)點(diǎn)都保持靜止或勻速直線運(yùn)動狀態(tài)，直到其它物體作用的力迫使它改變這種狀態(tài)為止。,第一定律引進(jìn)了二個(gè)重要概念,慣性 質(zhì)點(diǎn)不受力時(shí)保持靜止或勻速直線運(yùn)動狀態(tài)的的性質(zhì),其大小用質(zhì)量量度。,力 使質(zhì)點(diǎn)改變運(yùn)動狀態(tài)的原因,質(zhì)點(diǎn)處于靜止或勻速直線運(yùn)動狀態(tài)時(shí)：,( 靜力學(xué)基本方程 ),一. 牛頓第一定律,二. 牛頓第二定律,某時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)動量對時(shí)間的變化率正比與該時(shí)刻作用在質(zhì)點(diǎn)上所有力的合力。,當(dāng)物體的質(zhì)量不隨時(shí)間變化時(shí),直角坐標(biāo)系下為,討論,(1) 第二定律只適用于質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動情況,物體在運(yùn)動中質(zhì)量有所增減,如火箭、雨滴問題。,高速（v 106 m/s ) 運(yùn)動中,質(zhì)量與運(yùn)動速度相關(guān),如相對論效應(yīng)問題。,(2) 以下兩種情況下，質(zhì)量不能當(dāng)常量,三. 牛頓第三定律,第三定律揭示了力的兩個(gè)性質(zhì),成對性 物體之間的作用是相互的。,同時(shí)性 相互作用之間是相互依存，同生同滅。,當(dāng)物體 A 以力,作用于物體 B 時(shí)，物體 B 也同時(shí)以力,作用于物體 A 上，,和,總是大小相等，方向相反，,且在同一直線上。,討論,第三定律是關(guān)于力的定律，它適用于接觸力。對于非接觸的兩個(gè)物體間的相互作用力，由于其相互作用以有限速度傳播，存在延遲效應(yīng)。,2.2 力學(xué)中常見的幾種力,一. 萬有引力,質(zhì)量為 m1、m2 ，相距為 r 的兩質(zhì)點(diǎn)間的萬有引力大小為,用矢量表示為,說明,(1) 依據(jù)萬有引力定律定義的質(zhì)量叫引力質(zhì)量；依據(jù)牛頓第二定律定義的質(zhì)量叫慣性質(zhì)量。實(shí)驗(yàn)表明：對同一物體來說，兩種質(zhì)量總是相等。,萬有引力常量,單位矢量,如圖所示，一質(zhì)點(diǎn)m 旁邊放一長度為L 、質(zhì)量為M 的桿，桿離質(zhì)點(diǎn)近端距離為l 。,解,例*,該系統(tǒng)的萬有引力大小。,求,當(dāng) l L 時(shí),(2) 萬有引力定律只直接適用于兩質(zhì)點(diǎn)間的相互作用,桿與質(zhì)點(diǎn)間的萬有引力大小為,質(zhì)點(diǎn)與質(zhì)量元間的萬有引力大小為,(3) 重力是地球?qū)ζ浔砻娓浇矬w萬有引力的分力,為物體所處的地理緯度角,設(shè)地球半經(jīng)為R ，質(zhì)量為M ，物體質(zhì)量為m ，考慮地球自轉(zhuǎn)后物體重力為,二. 彈性力,當(dāng)兩宏觀物體有接觸且發(fā)生微小形變時(shí)，形變的物體對與它接觸的物體會產(chǎn)生力的作用，這種力叫彈性力 。,在形變不超過一定限度內(nèi)，彈簧的彈性力 遵從胡克定律,繩子在受到拉伸時(shí)，其內(nèi)部也同樣出現(xiàn)彈性張力。,無形變，無彈性力,負(fù)號表示彈性力的方向總是指向平衡中心（原長處）。,四. 摩擦力,當(dāng)兩相互接觸的物體彼此之間保持相對靜止，且沿接觸面有相對運(yùn)動趨勢時(shí)，在接觸面之間會產(chǎn)生一對阻止上述運(yùn)動趨勢的力，稱為靜摩擦力。,1. 靜摩擦力,說明,靜摩擦力的大小隨引起相對運(yùn)動趨勢的外力而變化。最大靜摩擦力為 fmax=0 N,2. 滑動摩擦力,兩物體相互接觸，并有相對滑動時(shí)，在兩物體接觸處出現(xiàn)的相互作用的摩擦力，稱為滑動摩擦力。,( 0 為最大靜摩擦系數(shù)，N 為正壓力),( 為滑動摩擦系數(shù)),2.3* 牛頓運(yùn)動定律的應(yīng)用,2.4 牛頓運(yùn)動定律的適用范圍,牛頓運(yùn)動定律適用于宏觀物體的低速運(yùn)動。,說明,物體的高速運(yùn)動遵