《大学物理教学课件》第2章牛顿运动定律.pptx

牛顿运动定律第2章

1、基本物理量位置矢量位移速度加速度线量角量2、线量与角量的关系复习

3、相对运动

解选地面为S系，劈形物体为S?系。在两参考系上建如图所示的坐标系。木块相对S?系（地面）的加速度为S‘系（劈形）相对S系（地面）的加速度为根据加速度叠加原理，木块对地面的加速度为例题1-13倾角θ=300的劈形物体放在水平地面上。当斜面上的物体沿斜面下滑时，劈形物体以加速度4ms-2为向右运动。又知道木块相对斜面的加速度为6ms-2，求木块相对地面的加速度。

牛顿运动定律第2章

2.1牛顿运动定律内容：任何物体都保持静止或匀速直线运动的状态，直到其他物体所施加的作用（力）迫使它改变这种状态为止。一、牛顿第一定律数学表达：

比萨斜塔

比萨大教堂

二、牛顿第二定律物体受到力作用时，它所获得的加速度的大小与合力的大小成正比，与物体的质量成反比，加速度的方向与合力的方向相同。内容：数学表达：

三、牛顿第三定律当物体A以力F1作用在物体B上时，物体B也必定同时以力F2作用在物体A上，F1和F2在同一直线上，大小相等，方向相反，这就是牛顿第三定律。数学表达：内容：

2.2相互作用力一、基本的自然力

二、力学中常见的几种力张力结论：绳中不同点处张力不相等，张力的大小与加速a度及绳子质量有关。

滑动摩擦力：静摩擦力：大小：方向：总是与该物体相对运动趋势的方向相反大小：方向：总是与受力物体的相对运动的方向相反

2.3牛顿运动定律的应用

分析：已知初始条件求速率和路程，需先求出加速度。结论：用牛顿运动定律求出加速度后，问题变成已知加速度和初始条件求速度方程或运动方程的第二类运动学问题。1)以桌面为参考系，建立自然坐标系解2)分析受力,其中竖直方向重力与桌面的支持力相互平衡，与运动无关。3)应用牛顿第二定律设物体的质量为m例题2-1光滑桌面上放置一固定圆环，半径为R，一物体贴着环带内侧运动，如图所示。物体与环带间的滑动摩擦系数为μ。设在某一时刻质点经A点时的速度为v0。求此后t时刻物体的速率和从A点开始所经过的路程。切向：法向：A

切向：法向：联立1）-3）得:4)积分运算进行求解即

分离变量得：解1）取地面为参考系，y轴正方向向下．2）受力分析：重力、浮力、阻力3）应用牛顿第二定律例题2-2一个小球在粘滞性液体中下沉，已知小球的质量为m，液体对小球的有浮力为，阻力为。若t=0时，小球的速率为v0，试求小球在粘滞性液体中下沉的速率随时间的变化规律。做定积分，并考虑初始条件有故有在时，极限速率为

例2-3一条长为质量均匀分布的细链条AB，挂在半径可忽略的光滑钉子上，开始处于静止状态。已知BC段长为,释放后链条作加速运动，如图所示。试求时，链条的加速度和速度。解建立如图所示坐标系，设任意时刻BC长度为x，则有得积分得由，当时，

分析：初始条件，时的速度为只要求出速率方程“不会返回地球”的数学表示式为：当时，结论：用牛顿运动定律求出加速度后，问题变成已知加速度和初始条件求速度方程或运动方程的第二类运动学问题。解∶地球半径为R，地面引力=重力=mg，物体距地心r处引力为F，则有：例题2-4不计空气阻力和其他作用力，竖直上抛物体的初速v0最小应取多大，才不再返回地球?

由牛顿第二定律得：当r0=R时，v=v0，作定积分，得：由上可知,当时,只要物体就不会返回地面。的条件为：所以物体不返回地面的最小速度——第二宇宙速度(逃逸速度)

2.4惯性系和非惯性系甲一、惯性系与非惯性系ml0乙

作直线运动的加速参考系非惯性系中的力学定律

加速车厢中光滑桌面上的小球

惯性力：为了使牛顿定律在非惯性系中形式上成立，而引入的假想的力。m为研究对象的质量；其中：为非惯性系相对于惯性系的加速度定义：惯性力不是真实力，无施力物体，无反作用力。为物体相对非惯性系的加速度注意非惯性系中的动力学方程物体相对惯性系的加速度

2、转动参考系

解∶（1）若取升降机为参考系，则为作直线加速运动的非惯性系。在此参考系中利用牛顿运动定律讨论问题，必须考虑惯性力。设绳中的张力为T，