第二章牛顿定律第一讲13 ppt课件
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用数学式可表述为： Fma
2、适用范围: 惯性参考系、质点及低速运动的宏观物体。
3、（特1）点瞬：时瞬性时：性F ；、 迭a 加之性间；一矢一量对性应
i
（2）迭加性： FF 1F 2 F N F i
N1 6
（3）矢量性：具体运算时应写成分量式
Fx mxamddvxt
直角坐标系中： Fy may mddvyt
特伍德机，其中滑轮为“理想滑轮”。试求重
物释放后的加速度及物体对绳子的拉力。
[解] 受力分析如图:
N
选取地面为参考系,建立坐
标系如图所示。
0 T1
对m： T 1mg m1 a a1
对M： Mg T2M2 a T1 T1T2T2 T
x
m T1
m
T2
T2 a2 M
a1 a2 a aMmg, T 2Mmg
l 加速度a ll
T(l)
l
T(ll)
对于水平方向只需取掉重力即可。
11
支持力
3. 摩擦力
静摩擦力
fs
F N
f
滑动摩擦力
f
F fmax f F
F fmax f N
摩擦系数fs sN
摩擦力与速度的关系
f
一般情况下不考虑滑 f s
动摩擦力随速度的变
化。
O
v
12
例题1. 如图为验证牛顿第二定律而设计的阿
爱因斯坦说:“伽利略的发现以及他所用的科 学推理方法是人类思想史上最伟大的成就之一, 而且标志着物理学的真正的开端.
牛顿根据伽利略的正确结论总结成惯性定律. 2
精品资料
3、牛顿第一运动定律（惯性定律）
(1). 内容：
任何物体，只要没有外力改变它的状态， 将会永远保持静止或匀速直线运动的状态。
(2). 说明: 惯性定律的内容：(表述之二) 自由粒子永远保持静止或匀速直线运动的
mg
Mm
Mm
M Mg
13
例题2、如图所示，一质量为M的木块A放置在
光滑的水平面上，A上放置另一质量为m的木块B，
已知A和B之间的动摩擦系数为 ，现施力沿水
平方向推A，试问推力至少为多大时才能使 A和
B之间发生相对运动。
Bm
相M 解mF 对:::受 运F N 力fM 动1 分 :2 m f m 析 a1 如f a f1 M 图a 0 (f :2 1 g (g)M ;(2 ( ) N 3 aa m ) 21) 0ag1m y fF xg FNM 1B A Agm M M mNgN 1 14f
建立坐标系 列方程，求解，讨论
*根据物体运动情况,一般建立直角坐标系或
自然坐标系 直角坐标系中：
Fx mxamddvxt
Fy may mddvyt Fz mzamddvzt
自然坐标系中：F
mdv dt
v2
Fn m
8
三、自然界中常见的力
1. 重力
地球施加于物体的万有引力与惯性离心 力的合力称为重力.
a1
a1y
15
(3)约束条件：m在M上运动,以M为参考系则
tan a1y
a1x a2x 求解以上方程得:
a1x
am M
a
a1
1
y
a2x
N1M mm M cso ig2ns,
Msgincos a1x Mmsi2n
a1y (m M M m )sgsi2n i2n,
msgincos a2x Mmsi2n
子在该点的切线平行。
f
T
p
f T
10
T(ll)
张力分布如图设所绳示子。的单位质量为，
任取一小段l ，则：
ll
T T ( l l) T ( l) ( l) g
若绳子有加速度a,则：
l
l
T(l)
T T ( l l) T ( l)
( l)g (a)
若0,则 T 0,绳子上各点的张
力处处相等，即理想绳。
例题3、如图所示情况中，若忽略一切摩擦。试
求两物体的加速度以及它们之间的相互作用力。
m
x
N2
M
y
a2x
[解以] 地面为参考系,建立
直角坐标系如图所示 (1)对物体M：
N1
N 1sin M 2x a
MgMN1
m a1x
(2)对物体m：
N 1sin m1xa
mg N 1c o sm 1ya
mg
第二章 牛顿运动定律（第一讲） 一、牛顿运动定律的表述 二、牛顿运动定律的应用
三、自然界中常见的力 四、例题分析 五、非惯性系中的力学
1
一、牛顿运动定律的表述
（一）、牛顿第一运动定律 1、亚里士多德论断
凡运动着的事物必然都有推动者在推动
着它的运动。
2、伽利略论断 伽利略斜面实验
伽利略推论:
当小球沿光滑的水平面滚 动时,球将永远滚下去.
Fz mzamddvzt
自然坐标系中：
F
mdv dt
wenku.baidu.com2
Fn m
（三）牛顿第三定律（作用与反作用定律）：
两物体1和2相互作用时, 作用力和反作用
力大小相等,方向相反,在同一直线上。
即 f12 f21
7
二、牛顿运动定律的应用
认物体（选研究对象，采用隔离法）
看运动（分析研究对象的运动状态）
查受力（分析研究对象的受力）
tana1y (1m)tan
a1x
M
16
五、非惯性系中的力学
1、非惯性系：相对惯性参照系作加速运动的参照系。
2、平动加速参考系（非惯性系）中的惯性力
对 速 设度 有 于 s系 a为 一 0;一 和 s系 个 个 的 非 质 s加 ,惯 它 m 量 的 速 性 相 为 质 度 系 对 a点 分 和 于 a受 .别 惯 sf的 ,它 力 为 性 加 相 为 系
状态。 自由粒子： 指不受任何相互作用的粒子。
4
4、惯性参考系 (1)惯性定律成立的参考系称之为惯性参考 系，简称惯性系。
地面参考系： 固结在地面上的参考系。
*地面参考系是近似的惯性系!
(2)推论:
相对某一已知的惯性系作匀速直线 运动参照系也是惯性参照系.
5
（二）、牛顿第二运动定律 1、第二定律（加速度定律）： 在受到外力的作用时，物体所获得的加速度的大 小与外力矢量和的大小成正比，与物体的质量成反 比，加速度的方向与合外力的方向相同。
测重力
的方法
动力学法 静力学法 (称重)
测重力加速度
绝对测量 弹簧秤 重量
相对测量
天平
引力质量
m g 惯性质量
mi
F GmgrM 2 g
Wmig mg mi
G 6 .67 1 2 10 m 1 3 5 ( k 9 s 2 g )
9
2. 弹性力
弹性力 胡克定律: f kx
张力 绳子受到拉伸时内用部T表出示现。的方力向。与绳
由对 相对于 S运系 动:可 f知：m a a aa0
对于 其 S系:f if 中 f fm f a i m 0 m a (称m a 0 之a m a 为0 a )惯性力第数形二学式与定表相牛律达同顿的式。
2、适用范围: 惯性参考系、质点及低速运动的宏观物体。
3、（特1）点瞬：时瞬性时：性F ；、 迭a 加之性间；一矢一量对性应
i
（2）迭加性： FF 1F 2 F N F i
N1 6
（3）矢量性：具体运算时应写成分量式
Fx mxamddvxt
直角坐标系中： Fy may mddvyt
特伍德机，其中滑轮为“理想滑轮”。试求重
物释放后的加速度及物体对绳子的拉力。
[解] 受力分析如图:
N
选取地面为参考系,建立坐
标系如图所示。
0 T1
对m： T 1mg m1 a a1
对M： Mg T2M2 a T1 T1T2T2 T
x
m T1
m
T2
T2 a2 M
a1 a2 a aMmg, T 2Mmg
l 加速度a ll
T(l)
l
T(ll)
对于水平方向只需取掉重力即可。
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支持力
3. 摩擦力
静摩擦力
fs
F N
f
滑动摩擦力
f
F fmax f F
F fmax f N
摩擦系数fs sN
摩擦力与速度的关系
f
一般情况下不考虑滑 f s
动摩擦力随速度的变
化。
O
v
12
例题1. 如图为验证牛顿第二定律而设计的阿
爱因斯坦说:“伽利略的发现以及他所用的科 学推理方法是人类思想史上最伟大的成就之一, 而且标志着物理学的真正的开端.
牛顿根据伽利略的正确结论总结成惯性定律. 2
精品资料
3、牛顿第一运动定律（惯性定律）
(1). 内容：
任何物体，只要没有外力改变它的状态， 将会永远保持静止或匀速直线运动的状态。
(2). 说明: 惯性定律的内容：(表述之二) 自由粒子永远保持静止或匀速直线运动的
mg
Mm
Mm
M Mg
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例题2、如图所示，一质量为M的木块A放置在
光滑的水平面上，A上放置另一质量为m的木块B，
已知A和B之间的动摩擦系数为 ，现施力沿水
平方向推A，试问推力至少为多大时才能使 A和
B之间发生相对运动。
Bm
相M 解mF 对:::受 运F N 力fM 动1 分 :2 m f m 析 a1 如f a f1 M 图a 0 (f :2 1 g (g)M ;(2 ( ) N 3 aa m ) 21) 0ag1m y fF xg FNM 1B A Agm M M mNgN 1 14f
建立坐标系 列方程，求解，讨论
*根据物体运动情况,一般建立直角坐标系或
自然坐标系 直角坐标系中：
Fx mxamddvxt
Fy may mddvyt Fz mzamddvzt
自然坐标系中：F
mdv dt
v2
Fn m
8
三、自然界中常见的力
1. 重力
地球施加于物体的万有引力与惯性离心 力的合力称为重力.
a1
a1y
15
(3)约束条件：m在M上运动,以M为参考系则
tan a1y
a1x a2x 求解以上方程得:
a1x
am M
a
a1
1
y
a2x
N1M mm M cso ig2ns,
Msgincos a1x Mmsi2n
a1y (m M M m )sgsi2n i2n,
msgincos a2x Mmsi2n
子在该点的切线平行。
f
T
p
f T
10
T(ll)
张力分布如图设所绳示子。的单位质量为，
任取一小段l ，则：
ll
T T ( l l) T ( l) ( l) g
若绳子有加速度a,则：
l
l
T(l)
T T ( l l) T ( l)
( l)g (a)
若0,则 T 0,绳子上各点的张
力处处相等，即理想绳。
例题3、如图所示情况中，若忽略一切摩擦。试
求两物体的加速度以及它们之间的相互作用力。
m
x
N2
M
y
a2x
[解以] 地面为参考系,建立
直角坐标系如图所示 (1)对物体M：
N1
N 1sin M 2x a
MgMN1
m a1x
(2)对物体m：
N 1sin m1xa
mg N 1c o sm 1ya
mg
第二章 牛顿运动定律（第一讲） 一、牛顿运动定律的表述 二、牛顿运动定律的应用
三、自然界中常见的力 四、例题分析 五、非惯性系中的力学
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一、牛顿运动定律的表述
（一）、牛顿第一运动定律 1、亚里士多德论断
凡运动着的事物必然都有推动者在推动
着它的运动。
2、伽利略论断 伽利略斜面实验
伽利略推论:
当小球沿光滑的水平面滚 动时,球将永远滚下去.
Fz mzamddvzt
自然坐标系中：
F
mdv dt
wenku.baidu.com2
Fn m
（三）牛顿第三定律（作用与反作用定律）：
两物体1和2相互作用时, 作用力和反作用
力大小相等,方向相反,在同一直线上。
即 f12 f21
7
二、牛顿运动定律的应用
认物体（选研究对象，采用隔离法）
看运动（分析研究对象的运动状态）
查受力（分析研究对象的受力）
tana1y (1m)tan
a1x
M
16
五、非惯性系中的力学
1、非惯性系：相对惯性参照系作加速运动的参照系。
2、平动加速参考系（非惯性系）中的惯性力
对 速 设度 有 于 s系 a为 一 0;一 和 s系 个 个 的 非 质 s加 ,惯 它 m 量 的 速 性 相 为 质 度 系 对 a点 分 和 于 a受 .别 惯 sf的 ,它 力 为 性 加 相 为 系
状态。 自由粒子： 指不受任何相互作用的粒子。
4
4、惯性参考系 (1)惯性定律成立的参考系称之为惯性参考 系，简称惯性系。
地面参考系： 固结在地面上的参考系。
*地面参考系是近似的惯性系!
(2)推论:
相对某一已知的惯性系作匀速直线 运动参照系也是惯性参照系.
5
（二）、牛顿第二运动定律 1、第二定律（加速度定律）： 在受到外力的作用时，物体所获得的加速度的大 小与外力矢量和的大小成正比，与物体的质量成反 比，加速度的方向与合外力的方向相同。
测重力
的方法
动力学法 静力学法 (称重)
测重力加速度
绝对测量 弹簧秤 重量
相对测量
天平
引力质量
m g 惯性质量
mi
F GmgrM 2 g
Wmig mg mi
G 6 .67 1 2 10 m 1 3 5 ( k 9 s 2 g )
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2. 弹性力
弹性力 胡克定律: f kx
张力 绳子受到拉伸时内用部T表出示现。的方力向。与绳
由对 相对于 S运系 动:可 f知：m a a aa0
对于 其 S系:f if 中 f fm f a i m 0 m a (称m a 0 之a m a 为0 a )惯性力第数形二学式与定表相牛律达同顿的式。