南理工大学物理上1 (5 6)牛顿定律ppt课件.ppt

1.5 牛顿运动定律,a）说明物体具有惯性-不受外力时物体都 有保持静止或匀速直线运动状态的性质。,一、牛顿运动定律,b）说明力是引起物体运动状态改变的原因。,1 牛顿第一定律,当VC时：m=c o n s t,或,a ）定律定量地说明了力的效果-改变物体的动量。物体动量的变化率一定等于物体所受的合外力。,F是物体所受的合、外力。,b） 定量地说明了物体质量是物体惯性大小的量度。,F相同的条件下，质量大的物体加速度小，质量小的加速度大，说明质量越大的物体越难改变运动状态。即质量是物体惯性大小的量度。,a）要注意定律的瞬时性-力的作用与加速度是瞬时对应的。,b）要注意定律的矢量性-定律中的力和加速度都有是矢量（具有叠加性）。,直角坐标系,平面自然坐标系,力的独立性原理：什么方向的力只产生什么方向的加速度而与其它方向的受力及运动无关。,分量式求解：,A,水平方向不受力作匀速直线运动，竖直方向受重力只产生竖直方向的加速度而不影响水平方向的运动，水平方向不受力的情况也不影响到竖直方向的运动。因此平抛运动可以看作水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动的叠加。这就是运动的叠加原理。,牛顿,千克,.米/秒2,3 牛顿第三定律,物体A以力 作用在物体B上,物体B必定同时以力 作用在A上, 作用在同一直线上且大小相等.方向相反,无主从之分。,或：一对作用力反作用力总是大小相等、方向相反、作用在同一直线上不同物体上。,a) 作用力反作用力无主从之分、先后之分、同时产生、同时消失。,b) 作用力、反作用力总是作用在不同的物体上，不会抵消。,c) 作用力、反作用力是同性质的力.,意义：说明了力的起源是物体的相互作用。,二、牛顿定律成立的条件,1 宏观系统：,宏观和微观界限：运动空间尺寸l 原子尺寸（1010m）,2 低速：vc（3.0 x108m/s）,3 惯性参照系：凡是牛顿定律适用的参照系，与惯性系作匀速直线运动的，也称为惯性参照系。,1 万有引力,引力常量,3 摩擦力,2 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,三、几种常见的力,四种基本相互作用, 以距源 处强相互作用的力强度为 1,温伯格萨拉姆格拉肖,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,四、牛顿定律的应举例,1）依题意确定研究对象-确定研究问题的范围；,2）选取坐标-确定参照系；,4）列方程式求解；,5）分析讨论结果。,解题步骤,（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 . 求重物释放后，物体的加速度和绳的张力.,解 以地面为参考系,画受力图、选取坐标如图,例1 阿特伍德机,（2）若将此装置置于电梯顶部，当电梯以加速度 相对地面向上运动时，求两物体相对电梯的加速度和绳的张力.,解 以地面为参考系,设两物体相对于地面的加速度分别为 ，且相对电梯的加速度为,解,例2 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 取坐标如图,令,例3 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,SI制：,基本单位,米、千克、秒、安培, M., T., I .,L,导出单位：通过物理定理等导出的单位,如米/秒、牛顿,m . Kg. S. A.,1、国际单位制, 1.6 力学的单位制和量纲,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 .,2、量纲：表示一个物理量是由哪些基本单位 组成的式子.,量纲通常是用方括号表示，如：,=质量 速度=M LT -1,v=长度/ 时间=L T-1,基本量量纲：,长度 L 质量 M 时间 T ,3、量纲的用途：,M LT- 1=MLT-1,一个等式相等应满足：,量纲相同 、数值相等、量性相同,（1）检验公式,（2）确定比例系数量纲：,单位：m3/kg.s2,例一小钢球，从静止开,解：,下滑。,始自光滑圆柱形轨道的顶点,求：小球脱轨时的角度。,由式 ,_,_,_,_,_,_,_,_,_,_,由式 得：,由、可解得：,例：如图所示，一根均质柔绳，单位长度的质 量为，盘绕在一张光滑的水平桌子上。 、设在t=0时 y=0, 今以恒定的加速度a 竖直向上提绳。当提起的高度为y时,作用 在绳端的力为多少？,、以一恒定的速 率 竖 直向上提绳子时，当提 起高度为y时作用在绳端 的力又是多少？, 、以恒力F竖直向上提， 当提起高度为y时绳端 的速度又是多少？,求h= y时,求高度y时,求高度y时,解：以链条整体作为研究 对象。以地面为参照 系建立坐标OY,分析：因力等于动量的变化,链条动量的变化只是被拉起来的的部分，在桌面上的部分动量总是为零。故有：(N与m1g 抵消),讨论：,讨论：,同,两边积分：,代入初始条件：,t=0时，y=0,得C=0,例 一条均匀链条，质量为m，总长 ，m成直线状放在桌上，设桌面与链条之间的磨擦系数为 。现已知链条下垂长度为a时，链条开始下滑，试计算链条刚巧全部离开桌面时的速率。,法3）以链条为研究对象利用牛顿运动定律：,