1、1,第二章 牛顿运动定律,三个定律,牛顿第一定律 牛顿第二定律 牛顿第三定律,三个定理,动量定理 角动量定理 动能定理,三个守恒定律,动量守恒定律,角动量守恒定律,机械能守恒定律,2,空间累积效应,时间累积效应,瞬时效应,3,一、牛顿运动定律,1、第一定律（惯性定律） 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。,2、第二定律 在受到外力作用时，物体所获得的加速度的大小与外力成正比，与物体的质量成反比；加速度的方向与外力的矢量和的方向相同。,3、第三定律 两个物体之间对各自对方的相互作用总是相等的，而且指向相反的方向。,4,注意：1、力是使物体速度改变的原因
2、，而不是维持速度的原因。2、质量是量度物体惯性的物理量。3、作用力和反作用力是作用在不同物体上的同一性质的力。,第二定律：,5,牛顿第二定律力的瞬时效应,当v C时 m为变量,说明：,1）牛顿运动定律适用于惯性系。牛顿第二定律只适用于质点。,当v C, 或m为常量时：,与 同时产生、同时变化、同时消失，无先后之分,2）惯性质量与引力质量,mI,物体惯性大小的量度,惯性质量,mG,引力质量,mI = mG,？,同一物体：,mI = mG,物体感受引力作用的能力,6,二、技术中常见的几种力,重力：由于地球吸引使物体所受的力。质量与重力加速度的乘积，方向竖直向下。,弹力：发生形变的物体，由于力图恢复
3、原状，对与它接触的物体产生的作用力。如压力、张力、拉力、支持力、弹簧的弹力。在弹性限度内f=-kx,方向总是与形变的方向相反。,摩擦力：物体运动时，由于接触面粗糙而受到的阻碍运动的力。分滑动摩擦力和静摩擦力。大小分别为fk= kN及fsmax=sN。,7,三、基本的自然力,1、万有引力：,G=6.6710-11Nm2/kg2,例、地球对物体的引力Pmg=GMm/R2 所以g=GM/R2,2、电磁力：（库仑力）f=kq1q2/r2k=9 109Nm2/C2,注意：电磁力远远大于万有引力！,8,3、强力：粒子之间的一种相互作用，作用范围在0.410-15米至10-15米。,4、弱力：粒子之间的另一
4、种作用力，力程短、力弱（102牛顿）,四种基本自然力的特征和比较,力的种类 相互作用的物体 力的强度 力 程,万有引力 一切质点 1034N 无限远 弱力 大多数粒子 102N 小于1017m 电磁力 电荷 102N 无限远 强力 核子、介子等 104N 1015m,9,牛顿第二定律解题类型：,对一维运动或用分量式求解时,10,例1.一条质量为 M 长为 L 的均匀链条，放在一光滑的水平桌面上，链子的一端有极小的一段长度被推出桌子的边缘在重力作用下开始下落，试求链条刚刚离开桌面时的速度:,任意t 时刻受力：,运动方程：,解：,链条在运动过程中，各部分的速度，加速度都相同。建立坐标：如图,M、L
5、,11,例2.一质量为 m 的物体，以 v0 的初速度沿与水平方向成 角的方向抛出，空气的阻力与物体的动量成正比，比例系数为 k ，求物体的运动轨迹。,解：建立坐标系如图,研究对象“m”受力：,运动方程： （矢量方程）,运动方程的分量式：,12,由（1）,13,由（2）,14,15,四、牛顿第二定律在非惯性参照系的应用,（1）非惯性参照系,牛顿定律成立的参照系惯性系。 相对惯性系作加速运动的参照系非惯性系。 相对惯性系作匀速直线运动的参照系惯性系。,16,注：非惯性系中，必须引入“惯性力”的概念，牛顿第二定律才能继续沿用。,(2) 惯性力,1 加速平动的非惯性系S,S,S,S系：,S 系：,牛
6、二定律在S系不成立,定义：,真实力,惯性力,17,表观力,物体间的相互作用,物体的惯性在 非惯性系中的表现,非惯性系的牛顿第二定律：,虚拟力,18,例3.升降机内物体m=100克，M=0.2千克用滑轮连接，升降机以加速度a=0.5g上升。求（1）在机内观察者测得两物的加速度？（2）在地面的观察者测得加速度？,解：,（1）设两物相对升降机的加速度为,对M：,对m：,（2）在地面的观察者,对M：,对m：,T,Mg,19,解：,设m1相对电梯的加速度为ar，方向向下。,联立(1)、(2)两式即可。,20,例：一匀加速运动的车厢内，观察单摆，平衡位置和振动周期如何变化？ （加速度 a0 ，摆长 l ，质量 m）,解：在 S 系,平衡位置,周期,21,2 匀速转动的非惯性系S,如图：一铁块静止在一个水平匀速转动的转盘上，转盘相对地面以角速度，求在转动参照系的惯性力。,在地面参照系：,铁块作匀速圆周运动,在转盘上：,铁块静止不动，即,表观力,即：,惯性离心力,惯性离心力 = 向心力,作用与反作用？,NO！,
