大学物理第二章教材课件

（一）牛顿第一定律（一）牛顿第一定律 一孤立质点将永远保持其原来静止或匀速直线运一孤立质点将永远保持其原来静止或匀速直线运动状态动状态.牛顿第一定律又称为惯性定律牛顿第一定律又称为惯性定律.意义：意义：(1)定性给出了两个重要概念定性给出了两个重要概念,力与惯性力与惯性力是物体与物体间的相互作用力是物体与物体间的相互作用.惯性是物体的固有属性惯性是物体的固有属性.(2)定义了定义了惯性参考系惯性参考系 惯性定律成立的参照系为惯性系。惯性定律成立的参照系为惯性系。一、牛顿运动定律一、牛顿运动定律 第第2章章 运动定律与力学中的守恒定律运动定律与力学中的守恒定律（二）（二）牛顿牛顿第二定律第二定律 物体受到外力作用时，它所获得的加速度的物体受到外力作用时，它所获得的加速度的大小与合外力的大小成正比，与物体的质量成反比；大小与合外力的大小成正比，与物体的质量成反比；加速度的方向与合外力加速度的方向与合外力F的方向相同的方向相同。公式表示如。公式表示如下：下：分解分解:直角坐标系中：直角坐标系中：自然坐标系中：自然坐标系中：（对圆周运动）（对圆周运动）（三）（三）牛顿牛顿第三定律第三定律 当物体当物体A以力以力F1作用在物体作用在物体B上时，物体上时，物体B也必定也必定同时以力同时以力F2作用在物体作用在物体A上上.F1和和F2大小相等，方向大小相等，方向相反，且力的作用线在同一直线上相反，且力的作用线在同一直线上.作用力与反作用力：作用力与反作用力：总是成对出现，一一对应的总是成对出现，一一对应的.不是一对平衡力不是一对平衡力.是属于同一性质的力是属于同一性质的力.（四）牛顿定律的应用解题思路解题思路:（1）选取对象选取对象（2）分析运动分析运动（轨迹、速度、加速度）（轨迹、速度、加速度）（3）分析受力分析受力（隔离物体、画受力图）（隔离物体、画受力图）（4）列出方程列出方程（标明坐标的正方向；（标明坐标的正方向；从运动关系上补方程）从运动关系上补方程）（5）讨论结果讨论结果例：一细绳跨过一轴承光滑的定滑轮，绳的两端分别例：一细绳跨过一轴承光滑的定滑轮，绳的两端分别悬有质量为悬有质量为m1和和m2的物体的物体(m1 0W内保内保 0保守内力作功保守内力作功是系统是系统势能与动能势能与动能相互转化的手段相互转化的手段和度量。和度量。例例例例、A A、B B两木块质量分别为两木块质量分别为 和和 ，且，且 ，两者用，两者用一轻弹簧连接后静止于光滑水平面上，如图所示，今用力一轻弹簧连接后静止于光滑水平面上，如图所示，今用力将木块压紧弹簧，使其压缩，然后将系统由静止释放，则将木块压紧弹簧，使其压缩，然后将系统由静止释放，则此后两木块运动的瞬时动能（瞬时静止时刻除外）之比此后两木块运动的瞬时动能（瞬时静止时刻除外）之比 为多少？为多少？例例例例、一质量为 的小球系在长 的轻绳的下端，绳的上端固定在天花板上。起初，绳拉直，放在与竖直向下成 处，然后放手，小球便沿圆弧下落。则小球落至绳为竖直向下时的速度为多少？（六）能量转换与守恒 在一个孤立系统内，不论发生何种变化过程，各在一个孤立系统内，不论发生何种变化过程，各种形式的能量之间无论怎样转换，但系统的总能量将种形式的能量之间无论怎样转换，但系统的总能量将保持不变保持不变.这就是能量转换与守恒定律这就是能量转换与守恒定律.意义意义:能量守恒定律是自然界中的普遍规律能量守恒定律是自然界中的普遍规律.运运动动既既不不能能消消失失也也不不能能创创造造，它它只只能能由由一一种种形形式转换为另一种形式式转换为另一种形式.例例:在光滑的水平台面上放有质量为在光滑的水平台面上放有质量为M的沙箱，一的沙箱，一颗从左方飞来质量为颗从左方飞来质量为m的弹丸从箱左侧击入，在沙箱的弹丸从箱左侧击入，在沙箱中前进一段距离中前进一段距离l后停止后停止.在这段时间内沙箱向右运动在这段时间内沙箱向右运动的距离为的距离为s，此后沙箱带着弹丸以匀速运动，此后沙箱带着弹丸以匀速运动.求此过程求此过程中内力所做的功中内力所做的功.mMf/fsl解：一对内力的功解：一对内力的功W内内=f(s+l)+f s所以所以 W内内=f l 0式中式中l即为子弹对于木块的相对位移。即为子弹对于木块的相对位移。（一）质点的角动量质点作匀速圆周运动时质点作匀速圆周运动时o四、四、角动量角动量 角动量守恒定律角动量守恒定律定义定义:质点相对于质点相对于O点的矢径点的矢径 与质点的动量与质点的动量 的矢积的矢积定义为该时刻质点相对于定义为该时刻质点相对于O点的角动量，用点的角动量，用 表示表示 0大小大小:L=rpsin 方向：右螺旋方向：右螺旋单位：单位：kgm2s-1在直角坐标系中表示在直角坐标系中表示 当质点作圆周运动时当质点作圆周运动时 Lrm=mr2 o（二）质点的角动量定理1.1.力矩力矩力矩力矩:对固定点对固定点对固定点对固定点0大小大小:M=Frsinj j方向：右螺旋方向：右螺旋单位：单位：Nm在直角坐标系中各在直角坐标系中各坐标轴的分量为坐标轴的分量为力矩为零的情况力矩为零的情况:(1)力力 等于零等于零；(2)力力 的作用线与矢径的作用线与矢径 共线即共线即(sin=0)。2.质点的角动量定理质点的角动量定理由牛顿定律由牛顿定律质点角动量定理质点角动量定理微分形式微分形式 作用在质点上的力矩等于质点角动量对时间的变化作用在质点上的力矩等于质点角动量对时间的变化率。称率。称质点质点对固定点的对固定点的角动量定理。角动量定理。质点角动量定理质点角动量定理积分形式积分形式叫冲量矩叫冲量矩 力矩对时间的积累作用力矩对时间的积累作用注注:M和和L必须是对同一点而言必须是对同一点而言（三）质点角动量守恒律若若 ,则则=常矢量常矢量 质点所受外力对某固定点的力矩为零，则质质点所受外力对某固定点的力矩为零，则质点对该固定点的角动量守恒，这就是质点的点对该固定点的角动量守恒，这就是质点的角动角动量守恒定律量守恒定律.角动量守恒定律是物理学的基本定律之一，它角动量守恒定律是物理学的基本定律之一，它不仅适用于宏观体系，也适用于微观体系。不仅适用于宏观体系，也适用于微观体系。