大学物理课件-第2章 运动与力

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在直角坐标系下:
X方向: Fx max Y方向: Fy may
Z方向: Fz maz F m xi a m yj a m zka
在自然坐标系下:
切向: Ft mat mddvt
aτ
法向:
Fn
man
v2 m
F m a m (a t a n 鞍)山科技大学
n
an
姜丽娜
a
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第三定律
对于每一个作用,总有一个相等
man鞍山科m技大v学l2姜丽娜(2)
mg
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（7）将方程（1）变形得到：
mgcos mdv m dv d dt d dt
m dv d
mdvv(3)
在1687年发表著作《自然哲学的数学原理》，
标志着经典力学体系的确立。
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而牛顿定律的巨大影响也许可以用蒲柏 (A.Pope,1688-1744)名句来描述 :
Nature and nature,s law lay hid in night:
God said, let Newton be!
f kq1q2 r2
质子、中子、介子等强子之间的作用力。
4. 弱力：
各种粒子之间的一种相互作用力。但仅在粒子间的某些反应才
表现出来。如β衰变。
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§2.5应用牛顿定律解题
应用牛顿定律解题的一般步骤:
(1)确定研究对象：
取一个整体或分别取多个物体,并确定它们质量。 (2)选参照系： 分清是惯性系还是非惯性系。 (3)在参照系上建立坐标系；
第2章 运动与力 （Newton’s laws of motion）
§2.1 牛顿运动定律
§2.2 SI单位和量纲
§2.3 常见的几种力
§2.4 基本的自然力
牛顿
§2.5 应用牛顿定律解题
§2.6 惯性系与非惯性系
§2.7 惯性力
*§2.8 科里奥利力
*§2.9 潮 汐
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牛顿简介
的反作用与之相反;或者说,两个 物体对各自的对方的作用总是
F21
2
相等的,而且指向相反的方向。
F12 1
第三定律的数学表达式: F12F21
注意:1.作用力与反作用力同生同灭。
2.作用力与反作用分别作用于两个不同的物体,各产生其效果。
3.作用力与反作用力性质相同。
T
问题:
物体受到绳的拉力和受到的鞍重山力科技是大学否姜是丽娜作用力与反作用力？ 9 P
求：当绳子摆下 θ 角时，绳子对小球的拉力T和小球的线速率v
解：（1）确定研究对象：小球
（2）选参照系——地面（惯性系） o
l
m θT
（3）在参照系上建立自然坐标系； （4）隔离物体分析力： 重力、拉力 （5）运用牛顿第二定律列方程：
nv τθ
切向：F mgcos ma法向：FnTmsgin
mdv(1) dt
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物理学上主要成就是创立了经典力学的基本体系
，促成了物理学史上第一次大综合；
对于光学，牛顿致力于光的颜色和光的本性的
研究，作出了重大贡献；
在数学方面，总结和发展了前人的工作，建立了
二项式定理，创立了微积分；
在天文学方面，发现了万有引力定律，创制反射
望远镜，初步观察到了行星运动的规律。
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3. 摩擦力： 摩擦力分三种情况: (1)滑动摩擦力;
(2) 静摩擦力;
(3) 最大静摩擦力。
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§2.4基本的自然力
1. 引力(万有引力)：
任何两个物质质点之间的吸引力。 f Gm1m2 r2
2. 电磁力：
带电的粒子或带电的宏观物体之间的作用力。 3. 强力：
And all was light! 可是这些都不够全面地道出学习物理的人面 对这些方程的美的感受。缺少的似乎是一种庄严 感、神圣感和一种初窥宇宙奥秘的畏惧感。
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第2章 运动与力 （Newton’s laws of motion）
§2.1牛顿运动定律
第一定律
任何物体都保持静止的或沿一条直线作匀速运动状态, 除非作用在它上面的力迫使它改变这种状态。
(4)分析物体的运动状态；
如它们的轨迹 、速度和加速度，确定各个量之间的关系。
(5)隔离物体分析力并画出示力图;
(6)运用牛顿第二定律列方程；
(7)解方程组求未知量；
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(8)讨论结果。
例1.质量为m 的小球系在轻绳的一端，绳的另一端固定在墙 上的O点。先使绳子伸直并使其处于水平状态，然后释放小 球。
牛顿：十七世纪最伟大的科学巨匠。
18岁剑桥大学三一学院读书。
在1665～1666年这两年之内。
1669年仅26岁的牛顿担任卢卡斯讲座的教授。
1672年起为皇家学会会员，1703年为皇家学会
主席直到逝世。1701年辞去剑桥大学工作。
曾任造币厂厂长，1705年受封为爵士。
晚年研究宗教。终生未娶。（1643-1727）
保存在巴黎度量局的地窖中的一个铂铱制造的一个金属圆柱体。
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2. 量纲
为了定性地表示导出量和基本量之间的联 系， 不考虑数字因素而将一个导出量用若干基 本量的乘方之积表示出来。这样的表示式称为 该物理量的量纲。
在以SI单位制中
长度的量纲：L
质量的量纲：M
时间的量纲：T
速度的量纲：[v]=LT-1
问题: 1.第一定律涉及了哪两个基本概念? 答:惯性和力。
2.第一定律定义了一个什么样的参考系? 答:惯性参考系。
3.一艘船在一个风平浪静的海面上匀速的航行,某人站在船 尾纵身向上一跃,问此人能否掉入海里?
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第二定律
运动的变化与所加的合动力成正比,并且发生在这合力所沿的直线 的方向上。
§2.2 SI单位和量纲
1. SI单位—国际单位制
SI的力学单位： 时间单位秒（符号 s）的定义：
1s是铯的同位素133Cs 原子发出的一个特征光波周期 的9 192 631 779倍。 长度单位米（符号m）的定义：
1m是光在真空中（1/299 782 458）s 内所经过的距离。 质量单位千克（符号kg）的定义：
问题: 1.第二定律中“运动”一词指什么答?(质量与速度的乘积即动量)
2.怎样理解第二定律中“变化”一词答? (对时间的变化率)
第二定律的数F学 表 达d(m式v:)
d( p)
F
d(mv)mddvt vddmt
m
d
v
ma
dt
dt dt d t
Fma
鞍注山意科技:力大学与姜丽加娜速度同生同灭。