3-牛顿定律 动量守恒定律(第2周第1节).pptVIP

* 　　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） 第二章 牛顿定律(Newton law) 牛顿运动定律是经典力学的基础，虽然牛顿定律一般是对质点而言的，但这并不限定定律的广泛适用性，因为复杂的物体在原则上可看作是质点的组合。从牛顿运动定律出发可以导出刚体、流体、弹性体等的运动规律，从而建立起整个经典力学的体系。 “自然界和自然界的一切规律隐藏在黑暗中，上帝说：让牛顿去吧，于是一切成为光明。” -亚历山大?波普 一、牛顿第一定律(Newton`s first law)： 1、内容：任何物体都保持静止或匀速直线的运动状态，直到外力迫使它改变运动状态为止。 任何物体都具有保持其运动状态不变的性质，这个性质叫做惯性，所以，牛顿第一定律又称为惯性定律(inertial law) 力不是维持速度的原因，而是改变速度的原因。 牛顿定律是研究质点运动的基本定律. 2-1 牛顿定律 二、牛顿第二定律(Newton’s second law) 1、动量（momentum）： 定义：物体的质量(mass)与其速度的乘积 方向与速度方向相同 具有矢量性，瞬时性，相对性 2、牛顿第二定律 公式表示为： 内容：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等于作用于物体的合外力 当物体在低速情况下运动时，即物体的运动速度远小于光速时，物体的质量可以视为是不依赖于速度的常量 分量表达式为（直角坐标系）： 圆运动则可写为: 第二定律表明： 1、任一物体在不同外力(external force)做用下，物体的加速度与外力之间的同向、正比关系。 2、不同物体在相等外力作用下，物体的加速度与质量之间的反比关系。 3、概括了力的独立性（或迭加性）：几个力同时作用在物体上所产生的加速度，应等于每个力单独作用时所产生的加速度的迭加： 应用牛顿第二定律，需要注意以下几点： ？ （1）牛顿第二定律只适用于质点的运动； （2） 是瞬时对应的，两者同时产生，同时消失； （3） 是物体所受外力的矢量和。 （4）演算力学问题，一般要做简图，画出物体所受的各个力 求解步骤如下（隔离体法）： 要考虑的物体隔离开，画出其受力（主动力、被动力）图?根据受力情况，选定合适的坐标系，使尽量多的力位于坐标轴线上?再把不沿轴的各个力沿轴分解?列出牛顿第二定律的分量表达式，求解该质点的运动方程。 （3）作用力和反作用力同时存在，同时消失 三、牛顿第三定律(Newton`s third law)： 1、内容：两个物体之间的作用力 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。 2、注意： （1）作用力和反作用力作用在不同的物体上，不能抵消 （2）作用力和反作用力必定是同种性质的力 2-2 物理学中的单位和量纲 1 、单位(unit)制：现在常用的是国际单位制 力学的基本单位是长度、质量和时间： 长度(length)：米，符号为m； 质量(mass)：千克，符号为kg； 时间(time)：秒，符号为s。 其它物理量都是导出量（力、速度、 加速度、角速度等）。 只有量纲正确的物理表达式才有物理意义，故可以用等式两边的量纲是否相同来判断一个物理式是否正确。 2、量纲(dimension)：导出量和基本量之间的关系式。 分别以L（length ）、M(mass)、T(time)表示长度、质量和时间这三个基本量的量纲，则其它力学量Q可通过量纲表示出来： 如速度的量纲为LT-1，加速度的量纲为LT-2，角速度的量岗为T-1，力的量纲为MLT-2等。 2-3惯性参考系和力学相对性原理 一、惯性参考系(inertial system) 如图 ：一列以加速度 作直线运动的车厢内，有一质量为m的小球，放在光滑的桌面上， （1）当 时，车厢相对地面作匀速直线运动，无论是以车厢还是以地面作为参考系，牛顿运动定律都成立 （2）当 时， 故得出结论：牛顿运动定律不是在任何参照系中都是适用的，在运用牛顿运动定律时，参考系不可以任意选