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单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,2020年5月29日星期五,#,11 十一月 2024,电热水龙头的选购方法,电热水龙头安全吗,1 牛顿运动定律,一、牛顿第一定律,二、牛顿第二定律,三、牛顿第三定律,2,一、牛顿第一定律,内容,任何质点都保持静止或匀速直线运动状态,直到其他物体对它作用的力迫使它改变这种状态为止。,重要概念,1.惯性,inertia,维持原运动状态的属性,(,惯性定律,),2.惯性系,牛顿,定律在其中严格成立的参考系叫惯性参考系,简称惯性系,3 平衡态,静止或匀速直线运动状态,4 质点处于平衡态的条件,其投影形式,3,哪些参考系是惯性系呢?,只能靠实验来确定,相对已知惯性系匀速运动的参考系也是惯性系,目前惯性系的认识情况是,稍好点的惯性系:,太阳,一般工程上可用的惯性系,地球(地心或地面),具体见71页-,惯性系,4,二、牛顿第二定律,定义质点动量:,内容,:,某时刻质点受的合力为,则实验表明,合力等于动量对时间的变化率,有:,5,重要概念,在,惯性系,中使用,惯性质量,(惯性的量度),在牛顿力学范围内由于质量测量与运动无关,所以常见到关系是:,两式统一的证明,质量不为常量情况:,一类质量有所增加或减少(如火箭等),另一类运动质点的速率可以和光速相比拟,6,在直角坐标中,根据加速度的定义知,则牛二定律可写成,质点运动微分方程,直角坐标投影形式,7,研究质点平面曲线运动时,常采用自然坐标,常投影到轨迹的切线和法线方向,可得质点运动微分方程的自然坐标投影形式,o,s,+,a,t,a,a,n,t,R,M,8,三,、牛顿第三定律 (,作用与反作用定律,),内容,作用与反作用,重要概念,施力,与,受力,同时,出现,同时,消失,同种类型的力,对,参考系无特殊,要求(由牛顿创造性发现的),例题2.1(53页),思考题,(54页),9,2力学中常见的几种力(复习),1、万有引力 重力:,2、弹力:,正压力(或支持力(绳对物体的)拉力,,弹簧弹力,3、摩擦力:滑动摩擦力,静摩擦力,(最大静摩擦力 ),4、流体阻力,10,思考,:1、当力由F变为2F时,物体保持静止,物体与墙面之间的静摩擦力为多少?,m,F,例题2.2(60页),A,B,x,v,a,2、A与B一起作运减速直线运动,A与B间的最大,静摩擦系数为 ,则A作用于B的静摩擦力为,11,基本的自然力(了解),1、引力(或万有引力),2、电磁力(电力和磁力统称电磁力),3、强力:存在于质子、中子、介子等强子之间的作用力,4、弱力:大多数的粒子(某些反应中才显示它的重要性如,衰变),12,3,牛顿定律的应用,两类问题:已知运动求力,已知力求运动,桥梁是加速度,解题步骤:,1、确定对象 分析运动,2、画隔离体受力图,3、选取坐标系,4、列方程 解方程,5、讨论,13,例题1 如图所示的皮带运输机,设砖块与皮带间的摩擦系数为 ,砖块的质量为 ,皮带的倾斜角为 。求皮带向上匀速输送砖块时,它对砖块的摩擦力多大?,例1用图,mg,f,s,解:认定砖块进行分析。它向上匀速运动,因而加速度为零。在上升过程中,它的受力情况如图所示。,选x轴沿着皮带方向,则对砖块用牛顿第二定律,可得x方向的分量式为,由此得砖块受到的摩擦力为,Y方向的分量式为(则可求出正压力),书中例题2.3(63页),14,例2,一个质量为 的珠子系在线的一端,线的另一端在墙上的钉子上,线长为 。先拉动珠子使线保持水平静止,然后松手使珠子下落。,水平,求:线摆下 角时这个珠子的速率 和线的张力,(,变力 自然坐标系),解:对于珠子,在任意时刻,当摆下 时,牛顿第二定律的法向和切向的分量式为,原理式,运动学关系式,分析:,15,以 乘以(2)式两侧,可得,由于 ,所以上式可写成,两侧同时积分,由于摆角从0增大到 时,速率从0增大到 ,所以有,由(1)、(3)、(5)式得线对珠子的拉力为,(4),(5),16,1)上述结果是普遍解适用于任意位置,2)如特例:,中学时会解,牛顿定律,机械能守恒,讨论,书中例题2.6(67页),17,三个宇宙速度(67页),1、,第一宇宙速度,在地面上发射一航天器,使之能沿绕地球的圆轨道运行所需的最小发射速度,称为第一宇宙速度。7.9km/s(第四章具体求解),2、第二宇宙速度,在地面上发射一航天器,使之能脱离地球的引力所需的最小发射速度,称为第二宇宙速度。(11.2千米/秒),见书中例题2.5(67页),人类要登上月球,或要飞向其他行星,首先必须要脱离地球的引力场,因此,所乘坐航天器的发射速度必须大于第二宇宙速度。,18,3、第三宇宙速度,在地面上发射一航天器,使之不但要脱离地球的引力场,还要脱离太阳的引力场所需的最小发射速度,称为第三宇宙速度。(16.7千米/秒),19,例3(书例题2.7)考虑空气阻力的落体运动(,变力,直角坐标系,),已知:,0,求:,解:,第二步:列牛顿定律方程,(原理式),第一步:画质点,m,的受力图,20,第三步:解上述微分方程,1.分离变量,2.两边分别积分,由,#,3.得解,(同学自解),21,例4 粗绳的张力,(,您知道:,张力有个分布吗?),拉紧的绳中任一截面两侧的两部分之间的相互作用力称该截面处的张力,-弹性力,如图,质量均匀分布的粗绳拉重物。,已知:,求:距顶端为,米处绳中的张力,22,解:对绳用牛顿第二定律,若,若绳的质量忽略,则张力等于外力。,已知:,求:距顶端为,x,米处绳中的张力,#,23,4,牛顿定律的适用范围,惯性系,牛顿定律适用的参考系,宏观物体,低速运动问题,24,非惯性系中的惯性力,一、问题的提出,二、平动加速参考系的,(,平移,),惯性力,三、匀速转动参考系,25,一、问题的提出,我们知,牛顿第二定律必须在,惯性系,中使用;,又知,牛顿定律是质点力学的基础定律。,但有些实际问题只能在,非惯性系,中解决,,怎么,方便,地使用牛顿第二定律?,办法是:,在分析受力时,,只需,加上某种,“虚拟”的,力(称为惯性力),就可在非惯性系中,使用,牛顿第二定律的,形式,26,二、平动加速参考系的,(,平移,),惯性力,地面,火车,设:地面参考系为惯性系,火车参考系相对地面参考系加速平动,加速度为,质点在火车参考系中运动的加速度为,27,在,地面参考系,中,可,使用牛顿第二定律,(1),在,火车参考系,中,形式上,使用牛顿第二定律,(2),变形,地面,火车,28,分析:,1.我们认识的,牛顿第二定律形式,:,左边是,合力,右边是,质量乘加速度,合力,是相互作用力之和,2.,非惯性系,中,“合力”=相互作用力之和+,3.在,非惯性系,中牛顿第二定律的,形,式,为,29,就是惯性力,因为是在,平移非惯性系,中引进的惯性力,,所以叫,平移惯性力,3.在,非惯性系,中牛顿第二定律的,形,式,为,式中,相互作用,,惯性力,是参考系,加速,运动引起的,附加力,,,本质上,是物体惯性的体现。,它不是物体间的,没有反作用力,,但,有真实的效果。,30,二战中的小故事,:,美,Tinosa,号潜艇,携带16枚鱼雷,离敌舰4000码,发射4枚,斜向攻击,使敌舰停航,离敌舰 875码,垂直攻击,发射11枚,均未爆炸!,在太平洋,敌舰体,分析:,F,i,垂直、近距,惯性力大,摩擦,力大,a,0,撞针滑块,雷管,导板,鱼雷,S,您能改进吗?,31,例 1,如图,m,与,M,保持接触 各接触面处处光滑,求:,m,下滑过程中,相对,M,的加速度,a,mM,解:画隔离体受力图,M,相对地面加速运动,运动加速度设为,以,M,为参考系画,m,的受力图,以地面为参考系画,M,的受力图,32,以地面为参考系对,M,列方程,以,M,为参考系(非惯性系)对,m,列方程,结果为:,#,33,
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