最新大学物理惯性动量和牛顿定律教学课件.ppt

牛顿牛顿( (Isaac Newton, , 16421727) )重要贡献有重要贡献有万有引力定律万有引力定律、经典力学经典力学、微微积分积分和和光学光学。万有引力定律：总结了伽利略和开普勒万有引力定律：总结了伽利略和开普勒的理论和经验，用数学方法完美地描述了的理论和经验，用数学方法完美地描述了天体运动的规律。天体运动的规律。牛顿运动三大定律：牛顿运动三大定律：自然科学的数学自然科学的数学原理原理(1687)中含有牛顿运动三条定律和中含有牛顿运动三条定律和万有引力定律，以及质量、动量、力和加万有引力定律，以及质量、动量、力和加速度等概念。速度等概念。光学贡献：牛顿发现色散、色差及牛顿光学贡献：牛顿发现色散、色差及牛顿环，他还提出了光的微粒说。环，他还提出了光的微粒说。反射式望远镜的发明反射式望远镜的发明(1668)英国物理学家、数英国物理学家、数学家、天文学家，学家、天文学家，经典物理学的奠基经典物理学的奠基人。人。“我不知道世人将如何看我，但是，就我自己看来，我好象不过是我不知道世人将如何看我，但是，就我自己看来，我好象不过是一个在海滨玩耍的小孩，不时地为找到一个比通常更光滑的贝壳一个在海滨玩耍的小孩，不时地为找到一个比通常更光滑的贝壳而感到高兴，但是，有待探索的真理的海洋正展现在我的面前。而感到高兴，但是，有待探索的真理的海洋正展现在我的面前。”ch22-32-3 力力 冲量和动量定理冲量和动量定理一、力的定义一、力的定义 牛顿第三定律牛顿第三定律动量守恒动量守恒tptp21 tptp21dddd tvmtpF11121dddd=)( tvmtpF22221dddd)( dtpdF 一般写作一般写作2112FF =（1）几个基本概念：）几个基本概念：系统系统 外界外界 内力内力 外力外力ch2二、力的叠加原理二、力的叠加原理 质点系动量守恒的条件质点系动量守恒的条件1.力的叠加原理力的叠加原理 ijj iiiFFtpdd每个质点每个质点i所受到的力所受到的力Fi，等于所有其他质点等于所有其他质点j对它的作用力对它的作用力Fij的矢量和，即的矢量和，即 2.质点系动量守恒的条件质点系动量守恒的条件exddFtp （2）质点系动量定理的微分形式质点系动量定理的微分形式 iii)FF(FFFexinexinexexF)FF(iiijj i ch20ddex Ftp常量常量 iipp（3）质点系动量守恒的条件质点系动量守恒的条件三、牛顿第二定律三、牛顿第二定律amdtvdmdtvmddtpdF )(质点的动力学方程质点的动力学方程若选择的系统只包含一个质点，在非相对论情况下若选择的系统只包含一个质点，在非相对论情况下ch2四、冲量和动量定理四、冲量和动量定理pddtF 21tt 21pp12pp pddtF 积分形式积分形式微分形式微分形式tFI21ttd 121212ttttpptttFF21 d动量定理动量定理：一段时间内质点动量的增量，等于在：一段时间内质点动量的增量，等于在此时间间隔内作用在该质点上的冲量。此时间间隔内作用在该质点上的冲量。ch2例题例题2.2火箭运动的基本原理火箭运动的基本原理选好系统选好系统 火箭火箭分析受力，判断守恒条件分析受力，判断守恒条件 忽略重力和空气阻力忽略重力和空气阻力建立坐标系建立坐标系确定初末态动量确定初末态动量 mv求解讨论求解讨论fiifmmuvvvln 理理想想速速度度公公式式ch2“长征长征”3号甲火箭全长号甲火箭全长52.52米，米，是三级液体助推火箭，一、二级为是三级液体助推火箭，一、二级为常规燃料，第三级为液氢液氧燃料。常规燃料，第三级为液氢液氧燃料。第三级直径第三级直径3米，推进剂米，推进剂17.6吨。吨。整个起飞重量整个起飞重量240吨，起飞推力吨，起飞推力300吨，同步转移轨道的运载能力吨，同步转移轨道的运载能力26吨，吨，是中国目前高轨道上运载能力最大是中国目前高轨道上运载能力最大的火箭，具有一箭多星和适应多种的火箭，具有一箭多星和适应多种轨道卫星发射要求的能力。轨道卫星发射要求的能力。 ch2例题例题2.3重锤从高度重锤从高度h=1.5m处自由下落，与工件碰处自由下落，与工件碰撞后的末速度为零，求平均冲击力与重力的比值撞后的末速度为零，求平均冲击力与重力的比值选好系统选好系统 重锤重锤判断受力判断受力 受重力和工件给的冲击力受重力和工件给的冲击力确定初末态动量确定初末态动量 mv 0建立坐标系求解建立坐标系求解讨论讨论Fmgmv0dtmgF21tt )(gh2mtmgtF gh2t11mgF 本章习题：本章习题：2 1，2，5，9，1010，11，14，17，1919，23 ch2 关于理想实验关于理想实验理想实验理想实验是人们在思想中塑造的理想过程，是一种是人们在思想中塑造的理想过程，是一种逻辑推逻辑推理的思维过程和理论研究的重要方法理的思维过程和理论研究的重要方法 伽利略的理想实验伽利略的理想实验 爱因斯坦的理想实验爱因斯坦的理想实验同时的相对性同时的相对性伽俐略得到的结论，打破了自亚里士伽俐略得到的结论，打破了自亚里士多德以来多德以来1000多年间关于受力运动的多年间关于受力运动的物体，当外力停止作用时便归于静止物体，当外力停止作用时便归于静止的陈旧观念，为近代力学的建立奠定的陈旧观念，为近代力学的建立奠定了基础。了基础。当两道闪电同时下击一条东西方向的铁路轨道时，对于站当两道闪电同时下击一条东西方向的铁路轨道时，对于站在两道闪电正中间的铁道旁边的一个观察者来说，这两道在两道闪电正中间的铁道旁边的一个观察者来说，这两道闪电是同时发生的；但是，对于乘坐一列由东向西以高速闪电是同时发生的；但是，对于乘坐一列由东向西以高速行进的火车中的第二个观察者来说，他看到西方的闪电到行进的火车中的第二个观察者来说，他看到西方的闪电到达他的眼里的时间要早一点。由此可见同时性的相对性。达他的眼里的时间要早一点。由此可见同时性的相对性。 ch2 爱因斯坦的理想实验爱因斯坦的理想实验惯性质量和引力质量的等同性惯性质量和引力质量的等同性在自由下落的升降机里，一个人从口袋中拿出一块手帕在自由下落的升降机里，一个人从口袋中拿出一块手帕和一块表，让它们从手上掉下来，如果没有任何空气阻和一块表，让它们从手上掉下来，如果没有任何空气阻力或摩擦力，那么在他自己看来，这两个物体就停在他力或摩擦力，那么在他自己看来，这两个物体就停在他松开手的地方；但是，在升降机外面的观察者看来，则松开手的地方；但是，在升降机外面的观察者看来，则发现这两个物体以同样的加速度向地面落下。这个实验发现这两个物体以同样的加速度向地面落下。这个实验揭露了引力质量和惯性质量的相等。揭露了引力质量和惯性质量的相等。 海森堡的理想实验海森堡的理想实验测不准关系测不准关系海森堡用来推导测不准关系的电子束的单缝衍射实验，海森堡用来推导测不准关系的电子束的单缝衍射实验，也是一种也是一种“理想实验理想实验”。因为，中等速度的电子的波长。因为，中等速度的电子的波长约为约为10-8cm左右，这跟原子之间的距离属于同一个数量左右，这跟原子之间的距离属于同一个数量级。所以要想制成能够使电子发生衍射的单缝，首先就级。所以要想制成能够使电子发生衍射的单缝，首先就必须做到把单缝周围的所有原子之间的空隙都给堵死，必须做到把单缝周围的所有原子之间的空隙都给堵死，实际上这是做不到的。实际上这是做不到的。18 结束语结束语