大學物理牛頓運動定律

大學物理學電子教案,21牛頓運動定律22慣性系與非慣性系慣性力,a)內容:任何物體都將保持靜止或勻速直線運動狀態(tài),直到作用在它上面的力迫使它改變這種狀態(tài)為止.,（1）慣性定律(質量是慣性大小的量度),（2）給出了力的概念,指出力是改變物體運動狀態(tài)的原因.,b)說明：,（3）慣性系,牛頓第一定律還定義了慣性系。,在這種參考系中觀察，一個不受力或處于受力平衡狀態(tài)下的物體，將保持其靜止或勻速直線運動的狀態(tài)不變。,1牛頓第一定律,2牛頓第二定律,(1)定量地研究了力的效果,（2）定量地量度了慣性,b)說明：,F一定,(3)瞬時性的理解,m一定,慣性質量,a)內容:,(4)矢量性的理解,a)直角坐標系中,(5)疊加原理,b)自然坐標系中,3牛頓第三定律,（1）作用力和反作用力同時產生，同時消失.,（2）作用力和反作用力是性質相同的力.,b)說明：,（3）作用于不同的物體,不能相互抵消.,a)內容:,5.牛頓定律的適用條件總結如下：,三定律是一個整體；第一定律指出牛頓定律只能在慣性系中應用，適用于質點模型；第二定律指出力與物體運動變化之間的數學關系式；第三定律指出了力的相互作用關系，為正確分析物體受力提供了依據。,2.質點,3.低速運動,4.宏觀物體,4.牛頓三定律的關系：,1.慣性系,1.萬有引力和重力,2.彈力,3.摩擦力,二、幾種常見力,1.萬有引力和重力,（1）萬有引力,（2）重力,忽略地球自轉及其它因素,重力不是地球對物體的萬有引力，而是引力沿豎直方向的一個分力。地球引力的另一個分力提供自轉向心力。,2.彈力,（1）正壓力；,物體間接觸，物體發(fā)生形變。始終與使物體發(fā)生形變的外力方向相反。,c)三種表現形式,（2）繩的張力.,（3）彈簧的彈力,在彈性限度內有胡克定律,a)條件：b)方向:,3.摩擦力,（1）最大靜摩擦力,a)條件：b)方向:,c)兩個計算公式,（2）滑動靜摩擦力,表面接觸擠壓；相對運動或相對運動趨勢與物體相對運動或相對運動趨勢的方向相反,(1)確定研究對象,(2)使用隔離法分析受力情況，作出受力圖,(3)分析運動情況，判斷加速度,(4)建立坐標系，根據牛頓第二運動定律列方程,(5)求解，進行討論,解題步驟：,兩類力學問題：,已知力求運動,已知運動求力,三、牛頓定律的應用,例1電梯中的連接體,例2小車上的擺錘,例3圓錐擺,常力作用下的連結體問題,解：以地面為參考系，物體A和B為研究對象，分別進行受力分析。,物體在豎直方向運動，建立坐標系oy,例1設電梯中有一質量可以忽略的滑輪，在滑輪兩側用輕繩懸掛著質量分別為m1和m2的重物A和B，已知m1m2。當電梯(1)勻速上升，(2)勻加速上升時，求繩中的張力和物體A相對于電梯的加速度。,(1)電梯勻速上升，物體對電梯的加速度等于它們對地面的加速度，大小有a1a2ar。A的加速度為負，B的加速度為正，根據牛頓第二定律，對A和B分別得到：,上兩式消去T，得到：,將ar代入上面任一式，得到：,(2)電梯以加速度a上升時，A對地的加速度a1a-ar，B對地的加速度為a1a+ar，根據牛頓第二定律，對A和B分別得到：,解此方程組得到：,討論：,(1)由(2)的結果，令a=0，即得到(1)的結果,(2)由(2)的結果，電梯加速下降時，aG；加速下降時，NG。前一種情況叫做“超重”，后一種情況叫做“失重”。尤其在電梯以重力加速度下降時，失重嚴重，磅秤上的讀數將為0。,宇宙飛船中的失重,小結,重點掌握牛頓定律及應用，會熟練進行受力分析