当前位置:文档之家› 牛顿运动定律解析

牛顿运动定律解析


2、电磁力:(库仑力)f=kq1q2/r2 k=9 109Nm2/C2
电磁力>>万有引力!
第7页/共40页
3、强力:粒子之间的一种相互作用, 作用范围在0.410-15米至10-15米。
强子:质子,中子,介子 强子夸克色核色力胶子
4、弱力:粒子之间的另一种作用力, 力程短、力弱(10-2牛顿)
第8页/共40页
1. F为质点所受合外力
2.反应了力的瞬时效应
3.矢量式可写为分量式:
直角系 Fx max 圆周运动 Fy may
Fn
ma n
v2 m
R
F
ma
m dv dt
第3页/共40页
重要概念
F ma
惯性质量 (惯性的量度)
m1 a2 m2 a1
三. 牛顿第三定律(作用力与反作用力)
作用力与反作用力大小相等、方向相反, 作用在不同物体上
§2.1 牛顿运动定律
一. 牛顿第一定律(惯性定律)
任何物体都保持静止的或匀速直线运动的状态,除非 作用在它上面的力迫使它改变这种状态。
重要概念
1.惯性 2.力 3.惯性系
维持原运动状态的属性 力是物体运动状态改变的原因 惯性定律在其中严格成立的参考系 叫惯性参考系,简称惯性系
第1页/共40页
二. 牛顿第二定律
A的加速度大小aA= 0 ; B的加速度大小aB= 2g 。
第11页/共40页
例2在倾角为的圆锥体的侧面放一质 量为m的小物体,圆锥体以角速度 绕竖直轴匀速转动。轴与物体间的距 离为R,为了使物体能在锥体该处保 持静止不动,物体与锥面间的静摩擦 系数至少为多少?并简单讨论所得到 的结果。
水平面内圆周运动
阻力为f = kv(k为常数),证明小球在水中竖
直沉降的速度v与时间t的关系为
v
mg
F
(1
kt
em
)
F
k
f
式中t为从沉降开始计算的时间 证明: 作受力图,取坐标。
a x
根据牛顿第二定律,有
mg
mg kv F ma m dv dt
第15页/共40页
分离变量得
dv
dt
(mg kv F ) / m
R
ω
对给定的ω、R和θ,μ不能小于此值否则最大 静摩擦力不足以维持m在斜面上不动。
第13页/共40页
讨论:由μ>0,可得:gcosθ-ω 2 Rsinθ>0
所以:
tan
g
2R

tan
g
2R
时,物体不可能在 锥面上静止不动
第14页/共40页
例3、质量为m的小球,在水中受的浮力为常
力F,当它从静止开始沉降时,受到水的粘滞
例4P75 2.20
光滑的水平桌面上放置一个固定的圆环带,
半径为R。一物体贴着环带内侧运动。物体
与环带间的滑动摩擦系数为 k,设物体在某
一时刻经A点时速度为 v0,求此后t时刻物体
的速率以及 从A点开始所经过的路程。
v
ON
vm
R
R
v v0R
R v0kt
Ft
s R ln R v0kt
k
R
第17页/共40页
初始条件:t=0 时 v=0
v
dv
t
dt
0 (mg k v F ) / m 0
m k
ln mg
kv
F
v 0
t
m lnmg kv F ln(mg F) t
k
ln mg kv F kt
mg F
m
kt
v (mg F )(1 e m ) / k
第16页/共40页
得证。
fd kv
相对运动速率较大时
fd
1 CAv2
2
终极速度
vt
2mg
CA
第6页/共40页
§2.3基本的自然力(自学)
·近代科学证明:自然界中只存在四种基本力。
·对每种力要注意:相互作用的物体; 强度;力程。
1、万有引力:
f
Gm1m2 r2
G=6.6710-11Nm2/kg2
例、地球对物体的引力P=mg=GMm/R2
求:(1)当滑块速度为v 时,所受摩擦力及切向加速度. (2)滑块的速度由v 减至v /3所需时间.
(1).fs
k
N
ห้องสมุดไป่ตู้
k
m
v2 R
at
v2 R
(2).由at
dv dt
k
v2 R
施力与受力同时出现同时消失
第4页/共40页
§2.2 几种常见力
1力.重加力速:度由的于乘地积球,吸方引向使竖直物向体下所。受的P 力m。g 质量与重
2.弹力:发生形变的物体,由于力图恢复原状,对与 它接触的物体产生的作用力。如压力、张力、拉力、 支持力、弹簧的弹力。对弹簧的弹性力,以弹簧原 长处为坐标原点,则在弹性限度内f = -kx,方向总是
四种基本自然力的特征和比较
力的种类 相互作用的物体 力的强度 力 程
万有引力 一切质点
弱力
大多数粒子
电磁力 电荷
强力
核子、介子等
10-34N 10-2N 102N 104N
无限远 小于10-17m 无限远 10-15m
电磁力、弱力统一为——电弱相互作用 超统一理论(大一统理论)?!
第9页/共40页
与形变的方向相反。
3.摩擦力:物体运动时,由于接触面粗糙而受到的阻 碍运动的力。分滑动摩擦力和静摩擦力。大小分别为
fk= kN及fsmax=sN。
第5页/共40页
4.流体阻力 物体在流体(液体或气体)中和流体有 相对运动时,物体会受到流体的阻力。其方向与物 体相对于流体的速度方向相反。
相对运动速率较小时
N x : fs cos N sin m2R
竖直面内静止
y : fs sin N cos mg 0
极限情况: fs N 第12页/共40页
R
ω y fs
x mg
x : N cos N sin m 2R y : N sin N cos mg 0
g sin 2R cos g cos 2R sin
(给出了力和运动的定量关系)
运动的变化与所加的动力成正比;并且发生在这
力所沿的直线方向上。
定义质点动量:P
m
某时刻质点受的合力为 F 则,合力与动量 的变化率有关系:
F
dp
d( mv
)
m为常量
F
m
dv
ma
dt dt
dt
当m改变时(如高速)仍成立!
第2页/共40页
在常牛见顿 到力 关学 系范 是围 :内由 于质量测量与运动无关,所以 F ma
§2.4 应用牛顿定律解题
两类问题:已知运动求力 已知力求运动
桥梁是
F
ma
解题步骤: 确定对象 分析运动
画隔离体受力图 列方程 解方程
第10页/共40页
例1、 质量相等的两物体A和B,分别固定在弹簧的两 端,竖直放在光滑水平面C上,如图所示,弹簧 的质量与物体A、B的质量相比,可以忽略不计。 若把支持面C迅速移走,则在移开的一瞬间,
相关主题