大学物理课件第二章 牛顿运动定律.ppt

牛顿力学的理论框架
第二章动力学基本定律
基础:牛顿三定律
演绎:
力的时间积累
力的空间积累
动量和
角动量定理
动能定理
三个守恒定律
对象:质点→质点系→刚体
力矩的时间积累
本章重点:能用微积分方法求解简单变力作用下质点的动力学问题。
2-1 牛顿定律
2-2 动量守恒定律
2-3 角动量守恒定律
2-4 能量守恒定律
*2-5 守恒定律与对称性
2-1 牛顿定律
古希腊哲学家亚里士多德(Aristotle,公元前384一公元前322)认为:
力是维持物体运动的原因。
古代物理学的形式是属于经验总结性的,对事物的认识主要是凭直觉的观察、凭猜测和臆想。
伽利略(Galileo,1564一1642)——近代科学的先驱。
伽利略的斜面实验:
如果把水平面制作得越是光滑,则小球会滚得更远。
实验一
实验二
力不是维持运动的原因。
如果斜面的倾角无限小(平面),那么小球将沿平面几乎可以一直滚动过去。
伽利略对力学的贡献在于把有目的的实验和逻辑推理和谐地结合在一起,构成了一套完整的科学研究方法。
牛顿(Isaac Newton,1642 -1727),英国伟大的物理学家,一生对科学事业所做的贡献,遍及物理学、数学和天文学等领域。在物理学上,牛顿在伽利略、开普勒等人工作的基础上,建立了牛顿三定律和万有引力定律,并建立了经典力学的理论体系。
任何物体都保持静止或匀速直线运动的状态,直到受到力的作用迫使它改变这种状态为止。
第一定律(惯性定律)
(2)两个概念:“惯性”和“力”。
定义惯性定律成立的参考系为惯性系。
物体的惯性:指物体本身要保持运动状态不变的性质。
力是使物体速度改变的原因,而不是维持速度的原因。
(1)数学表达式
第二定律
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的方向上。
(1)动量:
方向与速度方向相同
具有矢量性,瞬时性,相对性
(2)数学表达式:
(3)分量表达式:
在直角坐标系中 Fx= m ax
在自然坐标系中
Fy= m ay
Fz= m az
(4)概括了力的独立性(或叠加性):几个力同时作用在物体上所产生的加速度,应等于每个力单独作用时所产生的加速度的叠加:
(1)作用力和反作用力是作用在不同物体上的同一性质的力。
(2)作用力和反作用力
A:作用在不同物体上
B:大小相等,方向相反
C:同时产生,同时消灭
两个物体之间对各自对方的相互作用总是相等的,而且指向相反的方向。
第三定律
m1
m2
·
·
牛顿II、III定律适用条件:宏观、低速物体;惯性系。