单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,动力1-yao,*,动力学-争论物体运动的缘由。,(为什么?),牛顿运动定律是经典动力学的根底。,运动学-争论物体的运动规律。,牛顿,Issac Newton,（16421727）,11/16/2024,1,动力1-yao,一、牛顿第确定律,任何物体都保持静止或匀速直线运动的状态，,直到其它物体的作用迫使它转变这种状态为止。,说明：,(1),惯性：,任何物体都具有保持其运动状态不变的属性。,(2)力：力是物体运动状态发生转变的唯一缘由。,惯性定律,维持运动状态靠惯性；转变运动状态靠外力。,其次章 运动与力,11/16/2024,2,动力1-yao,二、牛顿其次定律,物体的动量对时间的变化率与所受合外力成正比；与合外力的方向一样。,是矢量,大小：,方向：与 同向,-动力学根本方程,运动状态的变化与所加的合外力成正比；与合外力的方向一样,运动状态,也可表述为：,表达式：,给出,力,和,运动状态变化,的定量关系,运动状态变化,11/16/2024,3,动力1-yao,在低速条件下，且,m,是恒量时,质量变化的例子：,(1)质量增加-运煤车,(2)质量削减-火箭、洒水车,(3)质量变化-高速运动,m,变化时：,m,不变时：,结 论,11/16/2024,4,动力1-yao,说明：,（1）表示物体所受的,合外力,2定量地说明白力的瞬时效应,(同时存在，同时转变，同时消逝),3定量地描述了物体惯性的大小,大,小,一定,小,运动状态,不易,改变,大,运动状态,容易,改变,惯性大,惯性小,结论：,质量是物体惯性大小的量度,11/16/2024,5,动力1-yao,在直角坐标系中：,(直线运动),在自然坐标系中：,(曲线运动),(4)具体计算时,承受重量式,11/16/2024,6,动力1-yao,三、牛顿第三定律,作用力与反作用力定律,1进一步说明物体之间的作用总是相互的；,说明：,4作用力、反作用力是同种性质的力。,（2）作用力、反作用力没有主次、先后之分，,同时产生，同时存在、同时消失；,（3）作用力、反作用力作用在两个物体上，,不能相互抵消,；,A,B,11/16/2024,7,动力1-yao,一个参照系是否为惯性参照系，只能依据观看和试验的结果来推断。,A,静止不动,符合牛一律,符合牛二律,v,车为参照系:,不,地面参照系:,以 向左运动,a,四、惯性系和非惯性系,惯性系,：牛顿定律适用的参照系称为惯性系。,非惯性系,：牛顿定律不适用的参照系称为非惯性系。,试验证明：地面参照系是一个足够准确的惯性参照系。,结论：,一切相对地面静止或作匀速直线运动的参照系都是,惯性系,相对地面加速运动的车、旋转平台，是,非惯性系,a,11/16/2024,8,动力1-yao,五、应用牛顿运动定律解题,1、解决哪些问题：,已知力求运动：,已知运动求力：,11/16/2024,9,动力1-yao,2、解题步骤：,选争论对象 质点,受力分析（重力，弹力，摩擦力）,的方向标在图上,建坐标系,向心力,下滑力,列方程 解方程,恒力：,变力：,直线运动：直角坐标系,曲线运动：自然坐标系,坐标轴方向与加速度同向或反向,?,11/16/2024,10,动力1-yao,质量为m的小球，在水中受到的浮力为常量F，当它从静止开头下沉时，受到水的粘滞阻力为f=kvk为常数求小球在水中竖直下沉的速度 v 与时间 t 的关系。,例题1:,小球m；,直线运动：力变力、求运动,解：,11/16/2024,11,动力1-yao,例题2：,解:,小球为争论对象,建立,自然坐标系,先去掉变量,曲线运动:变力,长为 L的轻绳，一端固定，另一端系一质量为m 的小球，使小球从悬挂的铅直位置以水平初速度 开头运动，求小球转过角时的线速度和绳中的张力。,由2式求,11/16/2024,12,动力1-yao,代入1式为：,11/16/2024,13,动力1-yao,解：,人m，物体M,一根细绳跨过一光滑的轻滑轮，绳不行伸长,一端挂一质量为 M 的物体，另一端被人用双手拉着，人质量 假设人相对绳以加速度 向上爬，以竖直向上为正，求人相对地面的加速度。,例题3：,争论对象：,相对运动问题,11/16/2024,14,动力1-yao,变质量问题,例题4：,解：,争论对象：,被提起的绳段,y,m=y,一单位长度质量为的均匀绳，开头时盘绕在光滑的水平桌面上，现以恒定的加速度 竖直向上提起，当提起的高度为 y 时，作用在绳端的力为多少？假设以恒定速度 竖直向上提起，仍提到 y 高度，此时作用在绳端的力又是多少？,11/16/2024,15,动力1-yao,（1）,当 恒定时,（2）,当 恒定时,11/16/2024,16,动力1-yao,倾角为 30的一个斜面体放置在水平桌面上，一个质量,m=2kg,的物体沿斜面下滑，下滑的加速度为,a=3m/s,2,，此时斜面静止在桌面上不动，求斜面与桌面间的静摩擦力,解：,m、M,直线运动：运动，求力恒力,练习：,争论对象：,30,可不讲,11/16/2024,17,动力1-yao,内容小结,1、牛顿第确定律-惯性定律,2、牛顿其次定律-动力学根本方程,3、牛顿第三定律,-作用与反作用定律,m,变化时：,m,不变时：,11/16/2024,18,动力1-yao,4、力学中常见的力,重力,弹簧弹力,滑动摩擦力,静摩擦力,5、解题步骤：,选争论对象质点 受力分析,建坐标系,直线运动：直角坐标系,曲线运动：自然坐标系,恒力：,变力：,列方程、解方程,11/16/2024,19,动力1-yao,1、万有引力重力,它是把我们黏着在地球外表的力，它把全部构成地球的成分都,朝地心拉去，使地球成为球形。重力不但能够稳住我们的家具，,使他们不至于飞掉，也把空气、云、甚至是月球稳住不至于逃开。,重力使雨点下落，也是令我们早晨为什么需要用力才能够起床，,在我们成长时，重力把我们不断地向下拉，因此预备了我们的外形。,把力“统一”的最宏大洞察来自牛顿，他看出访物体下落的力和把握天上物体外形的力是同样的力。重力真的是无所不在，它贪得无厌。电荷能找到伴侣而变成中性，可是重力绝不松手。原子核可吸引电子，数目有限制，可是一枚星球能用重力吸入的物质，数量是没有限制的。,介绍:根本的自然力,11/16/2024,20,动力1-yao,2、电磁力,电力是全部物质性质比方说，木头的硬、玻璃的透亮、黄金的金光等之源。在原子核外嗡嗡转的电子，其交互作用正是全部现象之源。例如：当脚趾遇到门槛时，其实就是脚趾里的原子的外层电子遇到了木头的原子中的最外层电子，因此，电是当你的脚趾感到苦痛时“感觉到的力”。,电是能使物体相互胶住的力；它造成水能沿着树干向上爬及血液能在微血管中流淌的毛细作用；他甚至是摩擦力之源。,运动的电荷能够产生出另外一种力“磁力”，磁力实质上也是电力的一种表现，二者来自同一根源，统称为电磁力。当电和磁并为一体的时候，它形成了一连串的交变波，在空中以每秒30万公里的速度飕飕而过，成为全部的辐射，包括了可见光、热、微波、无线电涉及电讯号、X射线等等。,11/16/2024,21,动力1-yao,3、强作用力,强作用力又称为核力，由于它的领土在原子核中，它的作用是产生核反响，最重要的是把原子核的成员拘束在一起。,假设没有强作用力，就没有有了氢原子以外的元素，就不会,有行星，也不会有生命。,强作用力替核反响器、核弹、太阳以及恒星加油，使他们产生能量。,弱作用力是放射性的推动力。放射性的后果固然不小，它使地球变暖到能够维持生命的程度，而它引起的随机突变帮助了物种的演化。,最近的争论说明，他和电磁力有共同的根源，并且在后来,的争论中，觉察了W粒子和Z粒子，完成了电弱理论。,4、弱作用力,11/16/2024,22,动力1-yao,拔河竞赛比的是什么？很多人会说：固然是比哪一队的力气大喽！实际上，这个问题并不那么简洁。,依据牛顿第三定律即当物体甲给物体乙一个作用力时，物体乙必定同时给物体甲一个反作用力，作用力与反作用力大小相等，方向相反，且在同始终线上，对于拔河的两个队，甲对乙施加了多大拉力，乙对甲也同时产生一样大小的拉力。可见，双方之间的拉力并不是预备胜败的因素。对拔河的两队进展受力分析就可以知道，只要所受的拉力小于与地面的最大静摩擦力，就不会被拉动。因此，增大与地面的摩擦力就成了胜败的关键。首先，穿上鞋底有凹凸花纹的鞋 子，能够增大摩擦系数，使摩擦力增大；还有就是队员的体重越重，对地面的压力越大，摩擦力也会增大。大人和小孩拔河时，大人很简洁获胜，关键就是由于大人的体重比小孩大。,另外，在拔河竞赛中，胜败在很大程度上还取决于人们的技巧。,拔河竞赛只是比力气吗？,11/16/2024,23,动力1-yao,比方，脚用劲蹬地，在短时间内可以对地面产生超过自己体重的压力。再如，人向后仰，借助对方的拉力来增大对地面的压力，等等。其目的都是尽量增大地面对脚底的摩擦力，以夺取竞赛的成功。,11/16/2024,24,动力1-yao,1、,在升降机天花板上拴有轻绳，其下端系一重物，当升降机以加速度,a,1,上升时，绳中的张力正好等于绳子所能承受的最大张力的一半，问升降机以多大的加速度上升时，绳子刚好被拉断?,解：设绳子能承受的最大张力为,两式联立得：,11/16/2024,25,动力1-yao,3、,一只质量为,m,的猴，抓住一根用绳吊在天花板上质量为,M,的直杆，当悬线突然断开时，小猴则沿直杆垂直向上爬，以保持它,离地面的高度不变,，此时直杆下落的加速度为,解：当悬线突然断开后，猴相对于地面高度不变，速度为零，加速度为零。,两式联立得：,11/16/2024,26,动力1-yao,解：受力分析如图,10、,一小珠在半径为,R,的圆环上无摩擦的滑动，且圆环能以其竖直直径为轴转动，当圆环以恒定角速度,转动，小珠偏离圆环转轴而且相对圆环,静止,时，小珠所在处圆环半径偏离竖直方向的角度为：,(,D,),需由小珠质量决定,小珠能在几个位置静止？,11/16/2024,27,动力1-yao,