高二物理竞赛牛顿运动定律课件.pptx
第一章 力和运动,1-4 牛顿运动定律,目 录,第一章 力和运动第二章 运动的守恒量和守恒定律第三章 刚体和流体的运动第四章 相对论基础第五章 气体动理论第六章 热力学基础第七章 静止电荷的电场,1-1 质点运动的描述1-2 圆周运动和一般曲线运动1-3 相对运动 常见力和基本力1-4 牛顿运动定律1-5 伽利略相对性原理 非惯性系 惯性力,2,3, 牛顿第一定律（惯性定律）,任何物体都保持静止或沿一直线作匀速直线运动的状态，直到作用在它上面的力迫使它改变这种状态为止。,惯性：物体具有保持其原有运动状态不变的特性。力：物体间的相互作用。 迫使物体改变静止或匀速直线运动状态的一种作用。,任何物体都有惯性。力是引起运动状态改变的原因。而不是维持物体状态的原因。仅当物体受到其他物体作用时，才会改变其运动状态。适用于：惯性参考系。如，地面参考系、太阳系。定性地指出了力（平衡力）和运动的关系。,伽利略惯性原理：如果一个物体处在自由状态而不受干扰，则若此物体原来在运动，它就继续作匀速直线运动；若原来静止，则它仍然静止。,4, 牛顿第二定律,m：质量（mass）：物体惯性大小的量度，也称惯性质量。,质量是物体的一种固有的特征即物体与生俱来的特征。标量。人们在加速一个物体时，才会对质量有切身的感受。,力是物体产生加速度的原因。,力使速度改变；速度使位置改变。,5,牛顿第二定律的微分形式,（动量式）,力 = 动量的变化率,变质量体的运动，如火箭。 速率接近光速时，物体的质量将随速率而改变。 动量的概念比速度、加速度更普遍、更基本、也更重要。,牛顿自然哲学的数学原理,6, 牛顿第三定律,牛顿第三定律两个物体之间的作用力和反作用力，在同一直线上，大小相等而方向相反。,作用力和反作用力分别作用在两个物体上。没有主次之分？同时出现，同时消失。作用力和反作用力属于同一种性质的力。系统的内力之和总等于0，内力对系统的整体运动不发生影响。,7,思考题,物体的运动方向和合外力方向是否一定相同？物体受到几个力的作用，是否一定产生加速度？物体运动的速率不变，所受合外力是否为0？物体的运动速度很大，所受合外力是否也很大？,8,“动力学” 解题指导,解题思路： 选对象：连接体是几个物体 看运动：轨迹、速度、加速度 查受力：不能遗漏 列方程 验结果本课程主要讨论： 常力作用下的连接体问题 变力作用下的单体问题,两类问题：,已知运动求力：微分过程； 已知力求运动：积分过程。,9,例题1-9,设电梯中有一质量可以忽略的滑轮，在滑轮两侧用轻绳悬挂质量分别为m1和m2的重物A和B，已知m1m2。当电梯 (1) 匀速上升， (2) 匀加速a上升时，求：绳中的张力和物体A相对于电梯的加速度ar。,常力作用下的连接体问题,A,B,m1,m2,ar,ar,x,y,O,10,例题1-10 (1),一质量m、悬线长度l的摆锤，挂在架子上，架子固定在小车上求：在下列情况下悬线的方向和线中的张力。当小车沿水平面以加速度a1作匀加速直线运动时；,常力作用下的连接体问题,m,l,G,11,例题1-10 (2),一质量m、悬线长度l的摆锤，挂在架子上，架子固定在小车上求：在下列情况下悬线的方向和线中的张力。 当小车以加速度a2沿斜面向上作匀加速直线运动时。,常力作用下的连接体问题,m,m,T2,a2,G,12,例题1-11,一重物m用绳悬起，绳的另一端系在天花板上，绳长l=0.5m. 重物经推动后，在一水平面内作匀速圆周运动，转速n=1r/s. 求：这时绳和垂直方向所成的角度。,常力作用下的连接体问题,G,T,l,13,变力作用下的单体问题,1. 力是时间的函数：,New,14,例题1-12,计算：一小球在水中竖直沉降的速度。已知小球的质量为m，水对小球的浮力为B，水对小球运动的粘性力为 ，式中，K是一个常数。,变力作用下的单体问题力是速度的函数,15,例题1-13,有一密度为 的细棒，长度为 l，其上端用细线悬着，下端紧贴着密度为的液体表面。现将悬线剪断，（设液体没有粘性）求：细棒在恰好全部没入液体中时的沉降速度。,解：,变力作用下的单体问题力是位置的函数,阿基米德原理：浸在液体里的物体受到向上的浮力， 浮力的大小等于物体排开的液体受到的重力。,例题1-14,变力作用下的单体问题,船上使用的绞盘，将绳索绕在绞盘的固定圆柱上绳子与圆柱的静摩擦因数为s，绳子绕圆柱的张角为0当绳在柱面上将要滑动时。求：绳子两端张力与大小之比,16,代入上式，整理得,即得,17,18,补充例题,已知: 桶绕 z 轴转动，= const. 水对桶静止 。求: 水面形状（z - r 关系）,复杂问题往往除动力学方程外，还需补充一些运动学方程或几何关系.,19,补充例题 (2),已知: 桶绕 z 轴转动，= const. 水对桶静止 。求: 水面形状（z - r 关系）,20,补充例题 (3),已知: 桶绕 z 轴转动，= const. 水对桶静止 。求: 水面形状（z - r 关系）,21,补充例题 (4),已知: 桶绕 z 轴转动，= const. 水对桶静止 。求: 水面形状（z - r 关系）,课后作业,22,习题（P50）：1-28、1-30、1-31、1-36(如果未学积分，可不做),
