动力学0001ben.ppt
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1、第二章第二章第二章第二章 质点动力学质点动力学质点动力学质点动力学1 1 1 1 牛顿运动定律及其应用牛顿运动定律及其应用牛顿运动定律及其应用牛顿运动定律及其应用牛顿第一定律(惯性定律)牛顿第一定律(惯性定律)牛顿第一定律(惯性定律)牛顿第一定律(惯性定律)任何物体都保持静止或匀速直线运动的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作用的力迫使它改变这状态直到其他物体所作用的力迫使它改变这种状态为止。种状态为止。数学形式:数学形式:惯性:惯性:惯性:惯性:任何物体保持其运动状态不变的性质。任何物体保持其运动状态不变的性质。1.1.牛顿运动定律牛顿运动定律牛顿运动定律牛顿运动定律惯性演
2、示实验惯性演示实验 当锤子敲击在一大铁块上时,铁块下的手当锤子敲击在一大铁块上时,铁块下的手不会感到有强烈的冲击;而当用一块木头取代不会感到有强烈的冲击;而当用一块木头取代铁块时,木块下的手会感到明显的撞击。铁块时,木块下的手会感到明显的撞击。牛顿第二定律(牛顿运动方程)牛顿第二定律(牛顿运动方程)物体受到外力作用时,它所获得的加速度物体受到外力作用时,它所获得的加速度的大小与合外力的大小成正比,与物体的质量的大小与合外力的大小成正比,与物体的质量成反比,加速度的方向与合外力的方向相同。成反比,加速度的方向与合外力的方向相同。数学形式:数学形式:数学形式:数学形式:或或说明:说明:说明:说明:
3、(1)牛顿运动方程适用于质点的运动。)牛顿运动方程适用于质点的运动。(2)牛顿第二定律中)牛顿第二定律中 和和 的关系为瞬时关系。的关系为瞬时关系。牛顿第三定律(作用力和反作用力定律)牛顿第三定律(作用力和反作用力定律)当物体当物体A以力以力 作用在物体作用在物体B上时,物体上时,物体B也必也必定同时以力定同时以力 作用在物体作用在物体A上,两力作用在同上,两力作用在同一直线上,大小相等,方向相反。一直线上,大小相等,方向相反。数学形式:数学形式:数学形式:数学形式:说明:说明:说明:说明:(1)作用力和反作用力总是成对出现,)作用力和反作用力总是成对出现,任何一方不能单独存在。任何一方不能单
4、独存在。(2)作用力和反作用力分别作用于两个物体,因)作用力和反作用力分别作用于两个物体,因此不能平衡或抵消。此不能平衡或抵消。(3)作用力和反作用力属于同一种性质的力。)作用力和反作用力属于同一种性质的力。2.2.2.2.相互作用力相互作用力相互作用力相互作用力2.1 2.1 四种基本力四种基本力四种基本力四种基本力电磁相互作用:电磁相互作用:电磁相互作用:电磁相互作用:除万有引力外,几乎是所有宏观力除万有引力外,几乎是所有宏观力的缔造者。长程力。的缔造者。长程力。(10 4s)引力相互作用:引力相互作用:引力相互作用:引力相互作用:强度仅为电磁力的强度仅为电磁力的1/1037强相互作用:强
5、相互作用:强相互作用:强相互作用:在原子核内才表现出来,其强度是电磁力在原子核内才表现出来,其强度是电磁力的百倍。力程:约为的百倍。力程:约为10-15m (10 36s)弱相互作用:弱相互作用:弱相互作用:弱相互作用:存在于基本粒子之间,强度只是强力的一存在于基本粒子之间,强度只是强力的一百万亿分之一。力程:约为百万亿分之一。力程:约为10-17m (10 10s)(10 44s)引力引力2.2 2.2 几种常见的力几种常见的力几种常见的力几种常见的力(1)(1)重力:重力:重力是物体所受地重力是物体所受地球引力的一个分量。球引力的一个分量。重力重力(2)(2)弹性力:弹性力:物体发生弹性变
6、形后,内部产生物体发生弹性变形后,内部产生企图恢复形变的力。企图恢复形变的力。(k k 称为称为劲度系数劲度系数)0 x(3)(3)摩擦力摩擦力(i i i i)动摩擦)动摩擦)动摩擦)动摩擦 当物体相对于接触面滑动时,物体当物体相对于接触面滑动时,物体所受到接触面对它的阻力。其方向与滑所受到接触面对它的阻力。其方向与滑动方向相反。动方向相反。为滑动摩擦系数为滑动摩擦系数(iiiiiiii)静摩擦力)静摩擦力)静摩擦力)静摩擦力 当物体与接触面存在相对滑动趋当物体与接触面存在相对滑动趋势时,物体所受到接触面对它的阻力。势时,物体所受到接触面对它的阻力。其方向与相对滑动趋势方向相反。其方向与相对
7、滑动趋势方向相反。静摩擦力的大小随外力的变化而变化。静摩擦力的大小随外力的变化而变化。最大静摩擦力:最大静摩擦力:最大静摩擦力:最大静摩擦力:为静摩擦系数为静摩擦系数3.3.3.3.牛顿定律的应用牛顿定律的应用牛顿定律的应用牛顿定律的应用质点动力学基本运动方程质点动力学基本运动方程质点动力学基本运动方程质点动力学基本运动方程(1)解题步骤:)解题步骤:(1 1)确定研究对象。对于物体系,画出隔离图。)确定研究对象。对于物体系,画出隔离图。(2 2)进行受力分析,画出示力图。)进行受力分析,画出示力图。(3 3)建立坐标系)建立坐标系(4 4)对各隔离体建立牛顿运动方程(分量式)对各隔离体建立牛
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