牛顿定律及应用举例.pptVIP

第二章 牛顿定律 第二章 牛顿定律 英国伟大的物理学家、数学家、天文学家。牛顿在自然科学领域里作了奠基的贡献，堪称科学巨匠。 牛顿出生于英国北部林肯郡的一个农民家庭。1661年考上剑桥大学特里尼蒂学校，1665年毕业，当时正赶上鼠疫，牛顿回家避疫两年，期间几乎考虑了他一生中所研究的各个方面，特别是他一生中的几个重要贡献：万有引力定律、经典力学、微积分和光学。 牛顿运动定律是研究物体相互作用与机械运动关系的定律，通过本章我们学习用牛顿定律解决问题思路和方法。 3. 牛顿第三定律 2. 牛顿第二定律 一. 牛顿运动三定律 任何物体都保持其静止或匀速直线运动的状态，直到有外力迫使它改变运动状态为止。 第一节 牛顿运动三定律 1. 牛顿第一定律 物体受外力作用时，所获得的加速度大小与物体所受的合外力成正比，与物体质量成反比，方向与合外力的方向一致。 作用力与反作用力大小相等，方向相反，作用在一条直线上。 2. 适用范围：（1）质点，（2）低速；（3）惯性系。 1. 牛顿运动定律为实验定律。 惯性系：牛顿第一定律成立的参照系叫惯性系。 例：加速向前的车子里,一光滑桌面上放一小球。 一般地，地面或相对于地面作匀速直线运动的参考系都是比较理想的惯性系。 参考系： 地面 加速向前的车 二. 说明 a a’ 惯性系 非惯性系 3. 牛顿三定律是相互独立的。 (1)牛顿第一定律不能仅仅认为是牛顿第二定律的特例。 a. 它说明了运动和力的关系； b. 它实际上提出了惯性的概念，牛顿第一定律是定义、寻找、检查惯性系的依据。 惯性是物体固有的，物体的惯性有平动惯性和转动惯性，质点作平动时只需考虑平动惯性。 判断: 物体在外力的作用下，从静止开始运动，是由于外力克服了物体的惯性。 答案：错误，物体的惯性是不能克服的。 a. 建立起物体受力与物体运动之间的定量关系； b. 给出了惯性的确切定义：质量是物体惯性的量度；质量越大惯性越大,改变物体的运动状态就越不容易； 单位：m ,kg ; F ,N 。 (2)牛顿第二定律 c. 牛顿第二定律的表述： 时， 为常量，取国际单位，则： 为瞬时对应关系. (3)牛顿第三定律 d.牛顿第二定律只适用于惯性参照系,非惯性系不适用. c. 牛顿第三定律适用于任何参照系。 b. 说明系统的内力之和总是零。 为力的叠加原理。 若质点同时受几个力的作用，则： d. 注意和平衡力的区别。 4.引力质量和惯性质量 a. 提出作用力和反作用力，它们是同种性质的力， 总是同时产生，同时消失。 1、 万有引力 重力 3、 摩擦力 2、 弹性力 （压力,支持力,张力, 弹簧弹力等） 一些弹簧弹力，在弹性限度内遵从： 滑动摩擦力 静摩擦力 二. 几种常见力 说明： a、一般情况 ； b、 为正压力。 方向：总是和相对运动（或趋势）的方向相反。 大小： 画隔离体图 A B A A B B A 轻质绳子，滑轮光滑 B 第五节 牛顿定律应用举例 1. 确定研究对象进行受力分析; 运用牛顿定律解决问题的思路和方法 若取直角坐标系,则有 2. 取坐标系,根据 列方程（一般用分量式）: 3. 利用其它的约束条件补充联系方程； 4. 先用文字符号求解，后代入数据计算结果. 若取自然坐标系,则有 (隔离物体，画受力图，不要画力的分解图） 思考题 1. 物体的运动方向和合外力是否一定相同？ 2. 物体受到几个力的作用，是否一定产生加速度？ 3. 物体运动的速率不变，所受合外力是否为零？ 4. 物体速度很大，所受到的合外力是否也很大？ 5. 用绳子系一物体，在竖直平面内作圆周运动，当这物体达到最高点时，（1）有人说这时物体受到三个力：重力，绳子拉力以及向心力。是否正确？ （2） 有人说这三个力的方向都是向下的，但物体不下落，可见物体还受到一个方向向上的离心力和这些力平衡着。是否正确？ 例1．有体重相等的甲乙两人，分别抓住一跨过无摩擦的定滑轮的轻柔绳的两端，开始时处于同一高度并相对于地面静止，现令他们同时开始往上爬，且知甲相对于绳子的速率是乙相对于绳子速率的两倍，则 （A）甲先到达顶部； （B）乙先到达顶部； （C）同时到达顶部； （D）不能确定谁先到达顶部。 例2．两个质量相等的小球，由一轻弹簧相连接，再用细线悬挂于天花板上，处于静止状态，如图所示。将细线剪断的瞬间，求球1和球2的加速度。 例3 如图，质量为M 的小车，在光滑轨道上受恒力 作用，有一质量为 的物块放在车上，随小车一起运动，求物块受到的摩擦力