高三物理竞赛质点动力学竞赛课件.ppt

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1、(一)牛顿定律的表述及其意义,由于自然界的相互作用力有一共同特点：相距越远作用力越小，故当一个物体距其它物体足够远时，或其它物体对该物体的相互作用力相互抵消时均可视为自由物体-如远在天的边慧星。,a）自由物体-凡不受其它物体 作用的物体。,b）说明物体具有惯性-不受外力时物体都 有保持静止或匀速直线运动状态的性质。,1）牛顿第一定律,c 说明力是引起物体运动状态改变的原因。,任一时刻物体动量的变化率总是等于物体所受的合外力。,或,说明：a ）定律定量地说明了力的效果-改变物体的动量。物体动量的变化率一定等于物体所受的合外力。,b） 定量地说明了物体质量是物体惯性大小的量度。,F相同的条件下，质

2、量大的物体加速度小，质量小的加速度大，说明质量越大的物体越难改变运动状态。即质量是物体惯性大小的量度。,若定义m1为标准质量，便可测定其它物体的质量。定量地给出了其它物体的质量。,注意：a）要注意定律的瞬时性-力的作用与加速度是瞬时对应的。,b ）要注意定律的矢量性-定律中的力和加速度都有是矢量。,写出其分量式为：,力的独立性原理：什么方向的力只产生什么方向的加速度而与其它方向的受力及运动无关。,A,水平方向不受力作匀速直线运动，竖直方向受重力只产生竖直方向的加速度而不影响水平方向的运动，水平方向不受力的情况也不影响到竖直方的运动。因此平抛运动可以看作水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体

3、运动的叠加。这就是运动的叠加原理。,牛顿,千克,3)牛顿第三定律,或；一对作用力反作用力总是大小相等、方向相反、作用在同一直线上不同物体上。,注意：,、 作用力反作用力无主从之分、先 后之分、同时产生、同时消失。,2、作用力、反作用力总是作用在不同的物体上，不会抵消。,3、作用力、反作用力是同性质的力,4）牛顿定律适用的参照系-惯性系,1、牛顿定律不是适用一切参照系,意义：说明了力的起源是物体的相互作用。,a)牛顿定律不是适用一切参照系,火车加速时：地面上的人看来A物体不受力由于惯性而相对地球不动，B物体由于受力而作加速运动，符合牛顿定律。而火车上的人以火车作参照系看来A物体不受力，而作加速运

4、动，B物体受力，而相对火车静止，不符合牛顿定律。物体没有不受力而保持静止或匀速直线运动的性质，当然无惯性可言。对火车这个参照系而言，牛顿定律不成立！,b）牛顿定律适用的参照系-惯性系,自由物体可以作为惯性系，但实际上并不存在绝对不受力的物体，因此这个 问题成为一个实践性的问题。实验表明：,a、地球、太阳可以看作近似的惯性系（恒星）,b、相对惯性系作匀速直线运动的参照系也 是惯性系,*例2、如图所示，一根均质柔绳，单位长度的质 量为，盘绕在一张光滑的水平桌子上。 、设在t=0时 y=0, 今以恒定的加速度a 竖直向上提绳。当提起的高度为y时,作用 在绳端的力为多少？,、以一恒定的速 率 竖 直向

5、上提绳子时，当提 起高度为y时作用在绳端 的力又是多少？, 、以恒力F竖直向上提， 当提起高度为y时绳端 的速度又是多少？,求h= y时,求高度y时,求高度y时,解：以链条整体作为研究 对象。以地面为参照 系建立坐标OY,分析：因力等于动量的变化,链条动量的变化只是被拉起来的的部分，在桌面上的部分动量总是为零。故有：(N与m1g 抵消),讨论：,讨论：,同,两边积分：,代入初始条件：,t=0时，y=0,得C=0,(二)、 功 动能 动能定理,1、功-力对物体的空间积累作用,(三)、 保守力的功 势能,初,末,(四)、功能原理,*例8:一条均匀链条，质量为m， 总长 成直线 状放在桌上，设桌面与

6、链条之间的摩擦系数为 。现已知链条下垂长度为a时，链条开始下滑 ，试计算链条刚巧全部离开桌面时的速率。,已知：,求：,解：方法1：利用动能定理,以链条为研究对象,求重力的功：,求摩擦力的功：,代入动能定理：,方法2：以链条和地球为研究对象，由功能原理：,以链条刚巧全部离开桌面时链条底端为势能零点,（五）、冲量 角动量定理,（六）、守恒定律,*例9、当货车以匀速 前进时， 砂子从以速度 前进的漏斗车中以速率dm/dt落入车中，求需用多大的力才能保持货车以匀速前进。,求：,解：考虑到动量的改变就是系统所受的力,1）选取M、dm为 研究对象，,2）受力分析：水平方向受力 、摩擦力为零。,竖直方向的力不影响到水平方向的运动。,3)建立坐标系OX,M,4)列方程:考虑一dt过程，系统初动量,系统末动量,则:,依牛二律:,讨论:,1、,2):砂子从车中漏出:,