第02章1次课--牛顿定律单位引力重力弹性力_51427汇编.pptxVIP

动力学1/18英国物理学家,经典物理学的奠基人.他对力学、光学、热学、天文学和数学等学科都有重大发现，其代表作《自然哲学的数学原理》是力学的经典著作.牛顿是近代自然科学奠基时期具有集前人之大成的伟大科学家.§2.1牛顿定律牛顿在《自然哲学的数学原理》一书中将物体的运动概括为三个运动定律,加上万有引力定律一起就构成了牛顿定律的主要内容.任何物体都要保持其静止或匀速直线运动状态，除非作用在它上面的力迫使它改变这种状态.这就是牛顿第一定律.又常称为惯性定律.一、牛顿第一定律(ii)惯性:任何物体都具有保持静止或匀速直线运动状态不变的性质.(iii)力:一个物体对另一个物体的作用.2/18§2.1牛顿定律(iv)惯性(坐标)系:在惯性系中,当一个物体不受其它物体的作用时将保持静止或匀速直线运动状态.(v)非惯性系:在非惯性系中,即使一个物体不受其它物体的作用,物体的运动状态也可能发生改变.如火车起动或刹车时,火车就是非惯性系.地球可以近似看成是惯性坐标系.思考问题:一艘船在一个风平浪静的海面上匀速地航行,某人站在船尾纵身向上一跃,问此人下落时是落在船上还是落在海里?3/18二、牛顿第二定律§2.1牛顿定律1.动量:物体的质量与运动速度的乘积叫做物体的动量.动量是矢量,其方向与速度方向相同.2.牛顿第二定律在牛顿力学范围,物体的质量不随速度变化.因此(2)式还可写成,动量的单位是kg·m·s-14/18§2.1牛顿定律3.牛顿第二定律的注意点对于不能当作质点处理的物体,牛顿第二定律不适用.由(4)式可见,物体受力的作用时,要产生加速度!即力是产生加速度的原因.(4)式在任意时刻都成立,不是对一段时间的平均效果.当一个物体同时受到多个力的作用时,其合外力所产生的加速度等于各个分外力所产生的加速度矢量和.5/18§2.1牛顿定律4.直角坐标系和自然坐标系中牛顿第二定律的表达式(i)直角坐标系中(ii)自然坐标系中式中是运动轨迹的曲率半径.因此在切线方向和法线方向满足下列式子,6/18三、力学相对性原理§2.1牛顿定律对于不同惯性系,牛顿定律都具有相同的形式,与惯性系的运动无关.这个原理称为力学相对性原理或伽利略相对性原理.设参考系S(Oxyz)为惯性系,参考系S´(Oxyz)相对于S系做匀速直线运动,因此,参考系S´(Oxyz)也是惯性系.7/18四、牛顿第三定律§2.1牛顿定律物体之间的作用是相互的,物体A对物体B施加作用的同时物体B对物体A也施加作用.一个叫做作用力,则另一个就是反作用力.牛顿第三定律的文字表述:牛顿第三定律的数学表达式:作用力和反作用力同时产生,同时消失.例如,一木块通过一段绳子系于天花板下,试分析其受力情况,哪此是作用力和反作用力?8/18P和P是一对作用力和反作用力；T和T是一对作用力和反作用力；P和是一对平衡力，不是作用力和反作用力；(1)如图所示滑轮和绳子的质量均不计，滑轮与绳间的摩擦力以及滑轮与轴间的摩擦力均不计,且m1m2.求重物释放后，物体的加速度和绳的张力.解P38例1阿特伍德机§2.1牛顿定律(i)确定研究对象以地面为参考系,m1和m2的坐标如图所示.m1和m2都是研究对象,二者的速度大小和加速度大小相同.(ii)受力分析,作受力图.如图所示.(iii)建立坐标系(iv)根据牛顿定律列方程9/18§2.1牛顿定律10/18解§2.1牛顿定律以地面为参考系建立方程,有请注意,这时两物体相对于地面的加速度大小是不同的.将(3)式代入(1)(2)二式并解方程组得,由此可见,物体相对电梯的加速度比电梯静止时增大了,且绳的张力也增大了.11/181m是光在真空中1/299792458秒内所经过的距离.1.力学的基本单位1984年2月27日,我国国务院颁布实行以国际单位制(SI)为基础的法定单位制.1s是铯的一种同位素133CS原子发出的一个特征频率光波周期的9192631779倍.“千克标准原器”是用铂铱合金制造的一个金属圆柱体，保存在巴黎度量衡局中.物理量长度质量时间单位名称米千克秒符号mkgS§2.2物理量的单位一般来说,物理量除了具有大小外,还有单位.物理量有很多,但其中只有7个是最基本的,称为基本量,其单位称为基本单位.长度、质量、时间、电流强度、发光强度、温度、摩尔等7个基本物理量中,力学部分主要三个：长度、质量和时间.其它物理的单位可以由这7个推导出来,称为导出量,其单位称为导出单位.12/18导出量:由基本量构成的物理量.§2.2物理量的单位2.导出量和导出单位导出单位:导出量的单位.一些典型的时间长度13/18§2.2物理量的单位14/18自然界的四种基本相互作用力＊以相距10-15m处强相互作用的力强度为1§2.3几种常见的力15/18物体的运动规律由受力和初始条件决定一、万有引力万有引