第2章 牛顿运动定律.pptVIP

* 教学基本要求 一 掌握牛顿定律的基本内容及其适用条件 . 二 熟练掌握用隔离体法分析物体的受力情况, 能用微积分方法求解变力作用下的简单质点动力学问题 . 　　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 贡献的伟大科学家 . 牛顿 Issac Newton （1643－1727） §2.1 牛顿运动定律 任何物体都要保持其静止或匀速直线运动状态，直到外力迫使它改变运动状态为止 . 一 牛顿第一定律 惯性和力的概念 二 牛顿第二定律 时， 恒矢量 动量为 的物体，在合外力 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 . 当 时， 为常量 力的叠加原理 瞬时关系 牛顿定律的研究对象是单个物体（质点） 第二定律 两个物体之间作用力 和反作用力 , 沿同一直线, 大小相等, 方向相反, 分别作用 在两个物体上 .　　　　　 （物体间相互作用规律） 三 牛顿第三定律 地球 1m 是光在真空中在（1/299792458 s ）内所经过的距离 . 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133 CS 原子发出的一个特征频率光波周期的9192631770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 单位名称 符号 长度 米 质量 千克 时间 秒 §2.2 物理量的单位和量纲 速率 导出量 力 功 实际时间过程的时间 宇宙年龄 约 （140亿年） 地球公转周期 人脉搏周期 约 最短粒子寿命 实际长度 实际质量 可观察宇宙半径 宇宙 地球半径 太阳 说话声波波长 地球 可见光波波长 宇宙飞船 原子半径 最小病毒 质子半径 电子 夸克半径 光子，中微子 （静） 定义：表示一个物理量如何由基本量的组合所形成的式子 . 量纲作用 1）可定出同一物理量不同单位间的换算关系 . 3）从量纲分析中定出方程中比例系数的量纲和单位 . 2）量纲可检验文字结果的正误 . 量 纲 某一物理量 的量纲 §2.3.1 四种基本相互作用 ＊ 以距源 处强相互作用的力强度为 1 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 无限远 弱力 大多数粒子 小于 电磁力 电荷 无限远 强力 核子、介子等 ＊ §2.3 常见力与基本力 温伯格 萨拉姆 格拉肖 弱相互作用 电磁相互作用 电弱相互 作用理论 三人于1979年荣获诺贝尔物理学奖 . 鲁比亚, 范德米尔实验证明电弱相互作用， 1984年获诺贝尔奖 . 电弱相互作用 强相互作用 万有引力作用 “大统一”（尚待实现） 一 重力 引力常量 三 摩擦力 二 弹性力 一般情况 （压力，张力，弹簧弹性力等） 弹簧弹性力 滑动摩擦力 静摩擦力 2.3.2 常见力 两类问题 一类凡例 凡例图示 解 取坐标如图 令 例 一质量 ，半径 的球体在水中静止释放沉入水底.已知阻力 , 为粘滞系数，求 . 为浮力 （极限速度） 当 时 一般认为 若球体在水面上是具有竖直向下的速率 ，且在水中的重力与浮力相等， 即 . 则球体在水中仅受阻力 的作用 二类例二 解 例 如图长为 的轻绳，一端系质量为 的小球,另一端系于定点 ， 时小球位于最低位置，并具有水平速度 ，求小球在任意位置的速率及绳的张力. 解: 选上抛物体为研究对象，取坐标轴向上为正，物体只受地球引力作用，根据万有引力定律，地球对物体引力的大小为 M表示地球的质量,R表示地球的半径, 把 代入上式，得 根据质点运动微分方程，有 故 设物体在地面附近(r=