1、第二章 牛顿运动定律,DYNAMICS NEWTONS LAW,(三)熟练掌握运用牛顿运动定律分析问题的基本思路和研究方法。正确理解力的概念,能用微积分方法求解一维变力作用下的简单质点动力学问题。,(一)了解惯性参照系及非惯性参照系的定义,了解牛顿运动定律的适用范围。,(二)掌握几种常见的力重力、万有引力、弹性力、摩擦力。,基本要求:,它是实验定律(客观事实的总结). 它是经典物理的基础. 它适用于: 惯性系 低速运动的物体(V10-10m),一牛顿定律的地位和适用范围,2-1 牛顿运动定律,二牛顿三定律,牛顿第一定律 (Newton first law),任何物体都要保持其静止或匀速直线运动
2、状态,直到外力迫使它改变运动状态为止(惯性定律)。 力是改变物体运动状态的原因 物体具有惯性(inertial)(物体保持原有运动状态的性质),2. 牛顿第二定律 (Newton second law),1) 式中的力为合外力。2) 质量是物体惯性大小的量度。 质量越大,惯性越大,就越不容易改变运动状态。,3) 分量形式,3. 牛顿第三定律 (Newton third law),两个物体之间的作用力和反作用力,大小相等、方向相反,分别作用在两个物体上(作用、反作用定律)。,1)物体间的作用具有相互作用的本质,物体间的作用力成对出现。,2)作用力和反作用力,同时存在、同时消失,属同种力。,3)作
3、用力和反作用力,分别作用在两个物体上,不能相互抵消。,2-2 几种常见的力,一. 万有引力 (unversal gravitation),重力 (gravility) mg: 地表附近物体与地球间的万有引力,如弹簧的弹力等.,虎克定律:,二. 弹性力 (elastic force)物体因形变而产生的欲使物体恢复形变的力。,相互接触的物体间,由于相对运动或有相对运动趋势而产生的,与相对运动或相对运动趋势方向相反的力。,三. 摩擦力 (force of friction),滑动摩擦力,最大静摩擦力,2-3 牛顿定律的应用,解题步骤: 隔离物体 受力分析建立坐标 列方程解方程 结果讨论,已知运动方程
4、求力:,已知力求运动方程:,两类常见问题:,1. 如图,用一斜向上的力F将重为G的木块压靠在墙上,如不论用多大的力,都无法使木块向上滑动,则木块与墙面的静摩擦因数满足 (A) (B) (C) (D),练 习,解:,选(B),2. 质量为m的子弹以速度v0水平射入沙土中.子弹所受阻力与速度大小成正比,比例系数为k,忽略子弹重力的影响,求: (1)子弹射入沙土后,速度随时间的变化规律. (2)子弹射入沙土的最大深度.,解(2):,解(1):,法1,法2,3. 质量为m的小球从h高处自由落入水中,在水中粘滞阻力正比于v,比例系数为k,不计浮力,以小球落到水面时计时,求小球在水中的速度大小随时间的变化规律.,解:,4.光滑水平桌面上放置一半径为 R 的固定圆环,一物体紧贴环内侧作圆周运动,其摩擦系数为 ,开始时物体速率为V0,求 t 时刻物体的速率。,解:,5.在一只半径为R的半球形碗内,有一质量为m的小球,当球以角速度 在水平面内沿碗内壁作匀速圆周运动时, 它离碗底有多高?,解:,6、试求在以角速度匀速旋转的柱形容器内,液体自由表面的方程。,解:,取质元 m,液体表面为以此抛物线绕y轴旋转而成的抛物面,