《高一物理牛顿定律》PPT课件

(2)牛顿第二定律所表示的合外力与加速度之间的 关系是瞬时关系。 加速度只在外力有作用时才产生。外力改变了， 加速度也随之改变。
(3)牛顿第二定律公式为矢量式，其分量与坐标系。
(4)牛顿第二定律仅适合惯性参照系。
(5)牛顿第二定律概括了力的独立性原理（或力的 叠加性原理） 矢量具有的叠加性或独立性 平面运动：
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。
作业：P54 2-1 , 2-4
例题：教材 37页 例1
例1 质量为 m 、长为 l 的柔软细绳，一端系着
Fx max , Fy may , Fz maz
曲面运动
Fn man , F ma ,
3、第三定律 两个物体之间的作用力 F 和反作用力 F ，沿同一
直线，大小相等，方向相反，分别作用在两个物体上。
§2.2 几种常见的力
1、万有引力：
F12

Gm1m2 r3
FT

F
mF (m m)l
(l
x)
化简：
FT
(m m
x) F l m m
从式中可以看出，绳中各点的张力是随位置而变的，
即
FT FT (x)
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
弱力
大多数粒子
电磁力 电荷
强力
核子、介子等
10－34N 10－2N 102N 104N
无限远 小于10－17m 无限远 10－15m
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，由于力图恢复原状，对 与它接触的物体产生的作用力。如压力、张力、
其数学形式为： F＝0， v 恒矢量
关于该定律应明确以下几点： ①该定律是以实验实事为基础，通过思维、推理、想 像而总结出来的规律。
古希腊哲学家亚里士多德(Aristotle，公元前 384—322)：静止是物体的自然状态，要使物体运动， 必须对它施加力的作用。 17世纪，意大利物理学家和天文学家伽利略 （1564～1642）作了一系列斜面实验指出：力不是维 持物体运动的原因，而是使物体运动状态改变的原因。
在之前，认为力是维持速度的原因。即 F＝0， v 0 保持静止。
④该定律不是适合任何参照系。 定义：
惯性参照系～凡是符合牛顿第一定律的参照系 地球可近似惯性参照系 凡是相对地球静止或匀速直线运动的参照系均 为惯性参照系
2、第二定律
动量为 p 的物体，在合外力 F ( Fi )的作用下，
其动量随时间的变化率应当等于作用于物体的合外 力，即。
放在光滑桌面上质量为 m 的物体，如图2-2(a)所示。 在略绳有的伸另 长一(形端变加)如，图一中般所伸示长的甚力微，F可略。去绳不被计拉。紧现时设会
绳的长度不变，质量分布是均匀的。
求：(1)绳作用在物体上的力； (2)绳上任意点的张力。
l
m
m
F
解： 如图2-2(b)所示，设想在绳索上点P将绳索分 为两段，它们之间有拉力 FT 和 FT 作用，这一对 拉力称为张力。它们的大小相等、方向相反。
a

F m
m
；FT0

m a m m
（2）在绳上取微元 dm
m dx
T1 dm T2
o
dm l x
T2 T1 dm a
FT dm FT dFT
T2 T1条件
dm 0 不计绳质量 a 0 绳静止或匀速直线运动
本题均不满足
由于绳的长度不变，且质量分布均匀，故其单位长
P
a
al
FT FT
m FT0 FT0
m xF
(1)已知：绳和物体均被约束在如图所示的X轴上运 动，且绳的长度不变。
所以，它们的加速度相等，均为 a
设力绳为作F用T0 在物～体作上用的力拉与力反为作用FT力0，物体作用在绳端的
由牛顿定律，对物体与绳可分别有：
FT0 m a；FT0 FT0 ；F FT0 m a
度的质量即质量线密度为 m / l
故：取一线元 dx 则： dm m dx / l
m (FT dFT ) FT dm a l a dx
dFT

mF (m m)l
dx
由初始条件： x l；FT F
F FT
dFT

mF (m m)l


l x
dx
边界条件
r12
G=6.6710-11Nm2/kg2
例、地球对物体的引力P＝mg=GMm/R2
所以g=GM/R2
2、电磁F12

k
q1q2 r3
r12
注意：电磁力远远大于万有引力！
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：粒子之间的另一种作用力，力程短、力 弱（10－2牛顿）
牛顿总结了伽利略等人的重大发现加以普遍化，即 一个物体保持静止或匀速运动，不需要任何“原因”。 是任何物体具有保持其运动状态不变的特性
② 该定律表明，任何物体都具有保持其运动状态不 变的性质～称为惯性
③重要意义： 定性说明力和运动的关系。
物体的运动不需力去维持，只在物体运动状态发 生变化时，即产生加速度，才要力的作用。 定义：力～一个物体对另一个物体的作用。 说明物体具有惯性。
＝ F＝d P

d
宏观低速运动中m视为常量
(mv)
ma
dt dt
即：
F＝m
dv dt

m
dvx dt
i

m
dvy dt
j

m
dvz dt
k
F maxi may j mazk
～牛顿力学质点动力学方程
明确：
(1)牛顿第二定律只适用于质点的运动。 特例：物体作平动时，物体上各质点的运
动情况完全相同，可看作是质点的运动。
第二章 牛顿定律 一、牛顿定律 二、物理量的单位和量纲 三、常见的几种力 四、惯性参考系 力学相对性原理 五、牛顿定律的应用举例
§2.1 牛顿运动定律 1、第一定律（惯性定律） 1686年，牛顿在他的名著《自然哲学的数学原理》
一书中写道: 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。