牛顿定律力学相对性原理惯性力版资料.pptx
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1、NO.2-1“自然及其规律隐藏在黑暗中,自然及其规律隐藏在黑暗中,上帝说:上帝说:让牛顿去吧让牛顿去吧 于是一切都豁然明朗!于是一切都豁然明朗!”英英 A.Pope“If I have seen further,it is by standing upon the shoulders of Giants”Isaac Newton“Hypotheses non fingo”我不杜撰假说我不杜撰假说开普勒开普勒伽利略伽利略哥白尼哥白尼 内容目录内容目录1.1.牛顿力学三定律及其应用牛顿力学三定律及其应用3.3.非惯性系、惯性力非惯性系、惯性力2.2.惯性系、惯性系、力学相对性原理力学相对性原理一一
2、.牛顿力学三定律牛顿力学三定律(Newtons three laws of Mechanics)1.牛顿第一定律牛顿第一定律当当 时,时,恒矢量恒矢量(3 3)数学表示:)数学表示:(1 1)惯性惯性(inertia),惯性定律惯性定律(2)力力:改变物体运动状态的原因改变物体运动状态的原因任何物体在不受任何外力的作用下,总保持任何物体在不受任何外力的作用下,总保持匀速直线运动状态或静止状态,直到有外力匀速直线运动状态或静止状态,直到有外力迫使它改变这种状态为止。迫使它改变这种状态为止。(4 4)通过)通过思想实验思想实验(伽利略)得到(伽利略)得到2.牛顿第二定律牛顿第二定律(1 1)动量为
3、动量为 的物体,在合外力的物体,在合外力 的作的作用下,其动量随时间的变化率应当等于作用用下,其动量随时间的变化率应当等于作用于物体的合外力。于物体的合外力。(2 2)当当 时,时,直角坐标系直角坐标系自然坐标系自然坐标系力的叠加原理力的叠加原理(3)具有瞬时性、矢量性、叠加性具有瞬时性、矢量性、叠加性 一一.牛顿力学三定律牛顿力学三定律3.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,总是同时两个物体之间的作用力和反作用力,总是同时在同一条直线上,大小相等,方向相反。在同一条直线上,大小相等,方向相反。一一.牛顿力学三定律牛顿力学三定律(1)同种性质;)同种性质;(2)不能抵消。)
4、不能抵消。牛顿力学的意义牛顿力学的意义1.1.古希腊古希腊自然哲学自然哲学与意大利、英国和法国的与意大利、英国和法国的实验实验科学科学结合;结合;2.2.把把归纳法归纳法(以实验为基础,英国哲学家培根)(以实验为基础,英国哲学家培根)和和演绎法演绎法(数学家笛卡尔)结合起来;(数学家笛卡尔)结合起来;4.4.哲学的推理法则:哲学的推理法则:简单性原理,简单性原理,因果性原理,因果性原理,统一性原理统一性原理.3.3.把开普勒(专注于把开普勒(专注于天天文学研究)和伽利略文学研究)和伽利略 (着重于(着重于地面地面运动的研究)融合起来;运动的研究)融合起来;1.1.万有引力万有引力二二.几种常见
5、的力几种常见的力引力常数引力常数m1 m2r3.3.摩擦力摩擦力滑动滑动摩擦力摩擦力最大静最大静摩擦力摩擦力静静摩擦力摩擦力 2.2.弹性力弹性力 弹簧弹力弹簧弹力胡克定律胡克定律 压力、支持力压力、支持力 张力张力绳子上各处的张力相等吗?绳子上各处的张力相等吗?三三.牛顿力学定律的应用牛顿力学定律的应用基本解题步骤:基本解题步骤:(1 1)隔离物体;)隔离物体;(2 2)受力分析;)受力分析;(3 3)选取坐标;)选取坐标;(4 4)求解方程。)求解方程。基本方法:基本方法:隔离物体法隔离物体法 变力作用问题变力作用问题 选取任一时刻(而不是一个特殊时刻)进行受力和选取任一时刻(而不是一个特
6、殊时刻)进行受力和运动状态分析运动状态分析 已知运动的初始条件,则根据牛顿定律便可预言已知运动的初始条件,则根据牛顿定律便可预言物体在任意时刻的运动状态(微积分求解)物体在任意时刻的运动状态(微积分求解)例例1.1.如图长为如图长为 的轻绳,一端系质量为的轻绳,一端系质量为 的小球,的小球,另另一端系于定点一端系于定点 ,时小球位于最低位置,并具有水时小球位于最低位置,并具有水平速度平速度 ,求小球摆起,求小球摆起 角时的速率及绳的张力角时的速率及绳的张力 例例2 2 质量为质量为 的小球从距离水平面的小球从距离水平面 高高 处以处以速度速度 沿水平方向抛出,小球受到空气阻力沿水平方向抛出,小
7、球受到空气阻力 为小球的速度,为小球的速度,为常量,求小球的运动学方程。为常量,求小球的运动学方程。变力作用问题变力作用问题 选取任一时刻(而不是一个特殊时刻)进行受力和选取任一时刻(而不是一个特殊时刻)进行受力和运动状态分析运动状态分析 已知运动的初始条件,则根据牛顿定律便可预言已知运动的初始条件,则根据牛顿定律便可预言物体在任意时刻的运动状态(微积分求解)物体在任意时刻的运动状态(微积分求解)四四.牛顿定律的适用条件牛顿定律的适用条件1.1.惯性系惯性系太阳太阳太阳太阳恒星参考系恒星参考系恒星参考系恒星参考系地心地心地心地心恒星参考系恒星参考系恒星参考系恒星参考系地面参考系地面参考系地面参
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