物理基础课件-牛顿运动定律的副本.pptVIP

牛顿运动定律 Newton’s Laws of Motion 第1节 牛顿运动定律 第2节 基本力简介 第3节 牛顿运动定律的应用 第4节 惯性力 Newton’s Laws of Motion 第1节 牛顿运动定律 1. 牛顿第一定律 任何物体都保持静止或沿一条直线作匀速 运动的状态，除非有力加于其上迫使它改变这 种状态。 2. 牛顿第二定律 运动的改变和所加的力成正比;并且发生 在这力所沿的直线的方向上。 1 3. 牛顿第三定律 每一个作用总有一个相等的反作用与它对抗；或者说，两个物体之间的相互作用永远相等，且指向对方。 牛顿第一定律指出力的作用是改变物体的 运动状态, 第二定律进一步给出了力和运动的 定量关系，第三定律则明确了力是物体间的相 互作用。 2 由此定律的表述可知，任何一个物体都有 保持运动状态不变的性质,这一特性称为惯性， 因此第一定律又称惯性定律。 对物体运动的描述必定是相对于一定的参 考系而言的。牛顿第一定律（惯性定律）成 立的参考系叫做惯性参考系，简称惯性系。 牛顿第一定律不成立的参考系称为非惯性 参考系，简称非惯性系。 牛顿第一定律：任何物体都保持静止或沿一条 直线作匀速运动的状态，除非有力加于其上迫 使它改变这种状态。 3 一个参考系是否为惯性系，只能由实验 来判定。事实上,不存在严格意义上的惯性系。 最常用的惯性系是地球, 在一般的工程 技术问题中,地球（或者说地面）是一个足够 精确的惯性系。 注意：牛顿运动定律适用于惯性系。 4 Brief Introduction on Fundamental Forces 第2节 基本力简介 物体间多种多样的相互作用力，如万有引力、 弹性力、摩擦力、电力、磁力、分子力、粘滞力、 核力等等，本质上都可以归结为四种基本的相互 作用力：万有引力、电磁力、强力和弱力。 1. 万有引力 因这个力无所不在, 1674年胡克率先把它称为 “万有引力”。 万有引力在宏观领域作用显著，特别是在天 体之间它起着主要作用。而在微观世界万有引力 常小到可以忽略不计 。 5 2. 电磁力 电磁力是带电体间的相互作用力, 它既表现 为引力，也表现为斥力, 在带电粒子及带电宏观 物体间都起着重要作用,电磁力远强于万有引力。 弹性力，摩擦力，分子力，浮力，流体压 力等本质上都属于电磁力 。 3. 强力 强力是存在于核子, 介子和超子间的一种力。 它的力程很短，作用范围仅约10－15米。当粒子 间的距离大于此值时，强力迅速减小到可以忽略 不计。而当距离小于此值时，强力将超过其它三 种基本力而占支配地位。 6 4. 弱力 弱力也称弱相互作用。它存在于核子、电 子、中微子等大多数粒子之间，其力程比强力 更短，小于10－17米，强度仅为强力的10－13倍, 也比电磁力弱得多。因此只在某些反应(如? －衰变)中弱力才显得重要。 20世纪60年代，温伯格和萨拉姆先后提出 了一个把弱力和电磁力统一起来的“弱电统一 理论”，指出在高于250GeV的能量范围内，弱 相互作用和电磁相互作用是同一性质的相互作 用, 称做弱电相互作用。在低于250GeV的能量 范围内，统一的弱电相互作用分解成了性质迥 异的弱相互作用和电磁相互作用。 7 弱电统一理论在20世纪70年代和80年代初 期得到了实验的证实。这一成功激发了人们以 巨大的热情去继续寻找包括弱力、电磁力、强 力的“大统一理论”，以及最终把四种基本力统 一在一起的“超统一理论”。 8 与 无先后之分 Applying Newton’s Laws 第3节 牛顿运动定律的应用 1.牛顿第二定律公式 当v c, 或 m为常量时： 注意： 牛顿第二定律只适用于质点! 9 同时产生 同时变化 同时消失 2．应用 (1) 确定研究对象 运用牛顿定律解决动力学问题的大致步骤： (2) 分析研究对象的运动状态，包括它的轨迹、 速度和加速度等. (3) 隔离物体, 仔细分析每个物体的受力情况。 (4) 选择合适的参考系, 并在其上建立坐标系。 (5) 把上面由分析得出的质量、加速度和力 按牛顿第二定律或其分量形式列出方程。 (6) 求解方程，并对结果进行讨论 。 10 例1. 在相对地面静止的流体中, 某物体从t=0时刻 开始由静止竖直自由下落。已知阻力的大小 与物体相对于流体的运动速率成正比，即： ， 为常数。物体受的浮力