02 第二章 牛顿运动定律.ppt

第1页：第二章 牛顿运动定律

第二章牛顿运动定律

第2页：本章重点与难点

重点：难点：牛顿定律应用举例

第3页：§2-1 牛顿运动定律

§2-1牛顿运动定律牛顿（I.Newton)1687年出版了伟大的科学著作《自然哲学的数学原理》—标志着经典力学体系的确立,书中提出了三大运动定律——牛顿运动定律

第4页：牛顿运动三定律第一定律

一.牛顿运动三定律第一定律：任何物体都保持其静止或沿一直线作等速运动状态，除非有力加于其上迫使它改变这种状态时，恒矢(包括零)即力是物体运动状态变化的原因内涵物体具有惯性——惯性定律

第5页：牛顿对“运动”的定义为物体的质量

牛顿对“运动”的定义为物体的质量与速度的乘积，即动量第二定律：运动的改变和所加的动力成正比，且发生在力的作用线方向上有m为常量时有

第6页：惯性质量

（2）表示运动状态的变化与力的瞬时关系内涵（1）质量是物体惯性的量度——惯性质量

第7页：力的作用

力的作用是相互的(同时存在，同时消失)第三定律：每一个作用总有一个相等的反作用和它相对抗；或者说两物体彼此之间的相互作用永远相等.即内涵：

第8页：几点说明

几点说明

• 二.几点说明:
• 1.力的概念：力是使物体运动状态发生改变的作用(使物体获得加速度)。这种作用是其它物体施给它的实验表明：几个力同时作用等效于一个力的作用，这个力与这几个力的矢量和相等——力的叠加原理
• 2.力的叠加原理或独立性原理

第9页：是各外力分别作用时所产生的加速度

——是各外力分别作用时所产生的加速度的矢量和——合外力即即

第10页：只是数值上等于合外力，它本身不是力

只是数值上等于合外力，它本身不是力

• 4.只是数值上等于合外力，它本身不是力。外力改变时，它也同时改变，它们同时存在，同时改变,同时消失
• 3.牛顿第二定律只适用于质点或可看作质点的物体
• 5.惯性定律成立的参照系为惯性参照系，牛顿定律只适用于惯性系

第11页：§2-2 常见力和基本力

§2-2 常见力和基本力

• 一.基本的自然力自然界只存在四种基本的力，其它的力都是这四种力的不同表现§2-2常见力和基本力
• 1.重力：
• 2.弹力：（胡克定律）

第12页：摩擦力

3.摩擦力

静摩擦力最大静摩擦力：静摩擦系数当时，滑动摩擦力：滑动摩擦系数

第13页：万有引力常量质量

4.万有引力

物体间表现出的固有的相互作用(长程作用)万有引力定律——万有引力常量质量为m的物体所受重力为M：地球的质量，R:地球的半径

第14页：电磁力

电磁力

• 5.电磁力：发生在电荷间(电作用)、运动电荷间(磁作用)的相互作用(长程力)
• 6.弱力：引起粒子间的某些过程,如：衰变(短程力~10-18m)
• 7.强力：原子核结合力，它使原子核牢固地保持为一个整体(短程力<10-15m)※宏观物体间所能观测的是电磁和引力相互作用

第15页：§2-3 牛

§2-3 牛

• 基本步骤：（1）隔离物体
• （2）分析力(作图)
• （3）选坐标
• （4）列方程
• （5）解方程
• §2-3牛顿定律应用举例

第16页：例1 皮带运输机运送质量为m的砖块

[例1]皮带运输机运送质量为m的砖块，砖块与皮带的静摩擦系数为,皮带倾角为。求皮带向上匀速输送砖块时,它对砖块的静摩擦力多大？解：建立如图坐标系

第17页：x方向讨论

x方向讨论

不能用公式求解，该式只对最大静摩擦力才适用

第18页：例2 如图,一斜面与水平面的夹角为3

例2 如图,一斜面与水平面的夹角为3

• [例2]如图,一斜面与水平面的夹角为300，A和B两物体的质量均为0.2kg
• 物体A与斜面的摩擦系数为0.4
• 求物体运动时的加速度以及绳对物体的拉力(绳与滑轮之间的摩擦力以及绳和滑轮的质量均不计)

第19页：解：建立如图的坐标系

解：建立如图的坐标系A、B受力情况如图对A：对B：

第20页：因不计绳与滑轮间的摩擦力及它们

因不计绳与滑轮间的摩擦力及它们的质量又解得代入数据可得

第21页：例3 质量为m的小球系在线的一端

[例3]质量为m的小球系在线的一端，线的另一端固定在墙壁钉子上，线长为l。拉动小球使线保持水平静止后松手，求线摆下角时小球的速率和线中的张力解：小球受力如图切向

第22页：积分得法向带入v可得

积分得法向带入v可得

第23页：例4 一物体由静止而下落

[例4]一物体由静止而下落，下落时受到的阻力正比于速度，即,试求物体的运动方程.解：物体在下落过程中受到重力和阻力的作用即有

第24页：即积分得讨论

即积分得讨论

终极速度：

第25页：例5 .如图，一单位长度质量为的匀质

[例5].如图，一单位长度质量为的匀质绳子，盘绕在一张光滑的水平桌面上。今以一恒定加速度a竖直向上提绳，当提起高度为y时，作用在绳端的力F为多少？若以一恒定速度v竖直向上提绳，情况又如何？(设t=0时，y=0，v=0)建立如图的坐标系解：恒定加速度a:当提起y长度时

第26页：因绳作初速为零的匀加速直线运动

因绳作初速为零的匀加速直线运动有恒定速度v:当提起y长度时

第27页：例6 质量为M的三角形劈置于光滑桌面上

[例6]质量为M的三角形劈置于光滑桌面上，质量为m的木块沿劈的光滑斜面下滑。试求劈相对于地的加速度和木块相对于劈的加速度.解：设aM为M相对于地的加速度，amM为m相对于M的加速度

第28页：对M对m又解得

对M对m又解得:

第29页：例7 水平面上M=51kg的小车上

例7 水平面上M=51kg的小车上

• A[例7]水平面上M=51kg的小车上有一定滑轮，一轻绳在滑轮两侧分别连有质量m1=5kg,m2=4kg的物体A ,B.如图，若各接触面、滑轮轴均为光滑，最初系统处于静止
• 求以多大力F作用于小车上，才能使A与小车间无相对滑动
• -MB

第30页：解：AB受力分析如图

解：AB受力分析如图：∵A与小车间无相对滑动∴m1、m2、M以同一加速度运动，设为a对A:对B:解得：-AMB又又

第31页：例8 质量为m的小球，用轻绳

[例8]质量为m的小球，用轻绳AB、AC连接如图。剪断AB后瞬间，BC中的张力之比ABC解：剪断AB之前后，小球受力分析如下图：

第32页：断前m静止，a=0断后瞬间v=0

断前m静止，a=0断后瞬间v=0即（断前）（断后）

第33页：例9 如图：当木板与水平地面的夹角极

[例9]如图：当木板与水平地面的夹角极缓慢减小时，问小球对木板的压力如何变化？解：受力分析如图M处于平衡状态：减小即增大减小