牛顿运动定律mao知识讲解.ppt

牛顿运动定律mao2.6 惯性系和非惯性系惯性系和非惯性系1 1、定义：牛顿定律成立的参考系叫惯性系。、定义：牛顿定律成立的参考系叫惯性系。2 2、重要性质：、重要性质：相对已知惯性系静止或做匀速直线运动的参考系都是相对已知惯性系静止或做匀速直线运动的参考系都是惯性参考系惯性参考系。相对已知惯性系做加速运动的参考系都是相对已知惯性系做加速运动的参考系都是非惯性参考系非惯性参考系。地面参考系：地面参考系：地心参考系：地心参考系：a 0.6 0.6cm/s2a 3.4 3.4 cm/s2太阳参考系：太阳参考系：a 3 3 10-8 cm/s2公转加速度公转加速度自转加速度自转加速度绕银河系加速度绕银河系加速度近似惯性系近似惯性系牛顿定律不成立的参考系叫非惯性系。牛顿定律不成立的参考系叫非惯性系。2.7 惯性力惯性力一、平动非惯性系中的惯性力一、平动非惯性系中的惯性力SyxzoSyxzo惯性力：惯性力：大小：大小：方向：方向：与非惯性参考系加速度的方向相反与非惯性参考系加速度的方向相反平动非惯性参考系中：平动非惯性参考系中：例例1 1：一一质质量量为为60kg60kg的的人人，站站在在电电梯梯中中的的磅磅秤秤上上，当当电电梯梯以以 的的 加加速速度度匀匀加加速速上上升升时时，磅磅秤秤上上指指示示的的读读数数是是多多少少？试试用用惯性力的方法求解。惯性力的方法求解。解：解：取电梯为参考系（非惯性系）。取电梯为参考系（非惯性系）。NG当以重力加速度下降时，磅秤上的读数将为当以重力加速度下降时，磅秤上的读数将为0 0，“完全失重完全失重”。当加速上升时，当加速上升时，NGNG，“超重超重”；当加速下降时，当加速下降时，NGNG，“失重失重”。二、转动非惯性系中的惯性力二、转动非惯性系中的惯性力mgNOSS惯性离心力惯性离心力方向沿着圆的半径向外方向沿着圆的半径向外惯性离心力：惯性离心力：三、说明三、说明惯性力惯性力Fi只是参考系的非惯性运动的表观显示，只是参考系的非惯性运动的表观显示，或者说是物体的惯性在非惯性系中的表现或者说是物体的惯性在非惯性系中的表现没有施力物体，也没有反作用力。没有施力物体，也没有反作用力。中间桥梁：中间桥梁：牛顿定律牛顿定律运运动动2.5 2.5 应用牛顿定律解题应用牛顿定律解题两类力学问题：两类力学问题：*已知力求运动已知力求运动已知运动求力已知运动求力作作用用-正方向正方向-逆方向逆方向-求轨道方程求轨道方程求速度和位移的关系求速度和位移的关系（1）认物体，明确问题中所求运动的物体。认物体，明确问题中所求运动的物体。（2）看运动，考察该运动的参考系以及运动的形式。看运动，考察该运动的参考系以及运动的形式。（3）分析受力分析受力（4）列方程列方程（5）解方程解方程（6）讨论讨论（建立坐标系建立坐标系或采用矢量合成法则）或采用矢量合成法则）用牛顿定律求解力学问题的基本步骤：用牛顿定律求解力学问题的基本步骤：(多体问题，用隔离法）多体问题，用隔离法）例例1：一质量为：一质量为10kg的物体沿的物体沿x轴无摩擦运动，设轴无摩擦运动，设t=0时，物时，物体位于原点，速度为零，问：体位于原点，速度为零，问：1）如物体在力）如物体在力F=（3+4t)的作用下运动了的作用下运动了3s，它的速度和加，它的速度和加速度增为多大？速度增为多大？2）如物体在力）如物体在力F=（3+4x)的作用下运动了的作用下运动了3m，它的速度和，它的速度和加速度增为多大？加速度增为多大？解：解：1）2）例例2：质量为：质量为m的子弹以速度的子弹以速度v0水平射入沙土中，设子水平射入沙土中，设子弹所受阻力与速度反向，大小与速度成正比，比例系弹所受阻力与速度反向，大小与速度成正比，比例系数不数不k，忽略子弹重力，求：，忽略子弹重力，求：1、子弹射入沙土后，速度随时间变化的函数式、子弹射入沙土后，速度随时间变化的函数式2、子弹进入沙土的最大深度。、子弹进入沙土的最大深度。解：解：1、2、x解：解：lxol例例3:有有一一密密度度为为 的的细细棒棒，长长度度为为l，其其上上端端用用细细线线悬悬着着，下下端端紧紧贴贴着着密密度度为为 的的液液体体表表面面。现现悬悬线线剪剪断断，求求细细棒棒在在恰恰好好全部没入水中时的沉降速度。（设液体没有粘性）全部没入水中时的沉降速度。（设液体没有粘性）例例4 求圆柱形容器内以求圆柱形容器内以 作匀速旋转的液体的自由表面形状。作匀速旋转的液体的自由表面形状。解：解：（1）认认物物体体：变变形形的的水水 质质点点系系，以以m为研究对象为研究对象目的：求曲线方程。目的：求曲线方程。（3）分析力：）分析力：（2）看运动：）看运动：m作匀速圆周运动。作匀速圆周运动。（4）列方程：）列方程：xY表面形状：表面形状：旋转抛物面旋转抛物面Fn例例5：一根匀质绳子，其单位长度上的质量为：一根匀质绳子，其单位长度上的质量为，盘绕在一张，盘绕在一张光滑的水平桌面上，光滑的水平桌面上，1）设）设t=0时，时，y=0，v=0，以一恒定的加速度，以一恒定的加速度a竖直向上提绳，竖直向上提绳，当提起的高度为当提起的高度为y时，作用在绳端的力为多少？时，作用在绳端的力为多少？2）以一恒定的速度）以一恒定的速度v竖直向上提绳，当提起的高度为竖直向上提绳，当提起的高度为y时，作时，作用在绳端的力又是多少？用在绳端的力又是多少？m=yyygF例例6：一漏斗绕：一漏斗绕 铅直轴做匀角速转动，其内壁有一质量为铅直轴做匀角速转动，其内壁有一质量为m的的木块，木块到转轴的的垂直距离为木块，木块到转轴的的垂直距离为r，m与内壁的静摩擦系数与内壁的静摩擦系数为为，漏斗壁与水平方向成，漏斗壁与水平方向成角，若要木块在漏斗壁上不动，角，若要木块在漏斗壁上不动，求：求：1）漏斗的最小角速度是多少？）漏斗的最小角速度是多少？2）漏斗的最大角速度是多少）漏斗的最大角速度是多少解：解：rmmgNfmgNf解法二：解法二：选漏斗为参考系，它是非惯性系，选漏斗为参考系，它是非惯性系，得到和解法一相同的结果得到和解法一相同的结果2xymgNffyfxNxNy考虑当考虑当m有上滑趋势时的情形有上滑趋势时的情形Fimgv解：解：o olTTmg例例7 7（2.22.2）：）：小球质量小球质量m m，系在线的一端，线的另一，系在线的一端，线的另一端固定在墙上，线长为端固定在墙上，线长为 ，先保持水平静止，然后使，先保持水平静止，然后使小球下落。求线摆下小球下落。求线摆下角时小球的速率和线的张力。角时小球的速率和线的张力。例例8：如图所示一光滑斜面上有一小车，小车上的直角架上悬：如图所示一光滑斜面上有一小车，小车上的直角架上悬有一小球随小车一起运动，已知斜面的倾角为有一小球随小车一起运动，已知斜面的倾角为 ，求小球偏，求小球偏离竖直方向的角度离竖直方向的角度？m1m2a例例9：设电梯以加速度：设电梯以加速度a向上运动，电梯中有一轻滑轮，质量为向上运动，电梯中有一轻滑轮，质量为m1，m2的重物跨接在滑轮两边。求：的重物跨接在滑轮两边。求：1）m1，m2相对地面的加相对地面的加速度；速度；2）绳子的张力）绳子的张力T。（绳子及滑轮的质量不计且与滑轮。（绳子及滑轮的质量不计且与滑轮间无相对运动）间无相对运动）m1gm2gT2T1y0y2y1y0例例10：质量为：质量为m的舞台，在以加速的的的舞台，在以加速的的a=g上升的升降机中倾上升的升降机中倾角位角位30度的斜面上，已知物体与斜面的摩擦系数：度的斜面上，已知物体与斜面的摩擦系数：，求物体相对与升降机及地面的加速度位多大？求物体相对与升降机及地面的加速度位多大？y0 xxyomgNfmaa作业作业第二章第二章2.222.232.26例例9 质量为质量为m，长为，长为l的均匀绳索，一端固定在的均匀绳索，一端固定在O点，另一点，另一端有一质量为端有一质量为M的小球的小球在光滑水平面上以在光滑水平面上以角速度角速度 绕固定端均匀旋转。求绳中各点的张力。绕固定端均匀旋转。求绳中各点的张力。OmMl 解：解：例例2：从实验知道，当物体速度较小时，可以认为空气的阻：从实验知道，当物体速度较小时，可以认为空气的阻力正比于物体的瞬时速率，设其比例系数为力正比于物体的瞬时速率，设其比例系数为k，将质量为，将质量为m有物体经竖直向上的初速度有物体经竖直向上的初速度v0抛出，试求：抛出，试求：1、物体运动时，速度随时间变化的函数关系、物体运动时，速度随时间变化的函数关系2、物体从抛出到期达到最大高度的时间、物体从抛出到期达到最大高度的时间3、物体能达到的最大高度、物体能达到的最大高度1、2、3、此课件下载可自行编辑修改，仅供参考！此课件下载可自行编辑修改，仅供参考！感谢您的支持，我们努力做得更好！谢谢感谢您的支持，我们努力做得更好！谢谢