第二章 牛顿运动定律

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1、普通物理解题方法研究牛顿运动定律牛顿运动定律第 二 章你知道吗？你知道吗？1. 在一个速度很快且作匀速直线运动的船在一个速度很快且作匀速直线运动的船舱内，从天花板上落下的水滴的落点是舱内，从天花板上落下的水滴的落点是否与船静止时的相同？否与船静止时的相同？2. 你跳向船尾（你跳在空中时你跳向船尾（你跳在空中时, 脚下的船底脚下的船底板向着你跳的反方向移动了）是否会比板向着你跳的反方向移动了）是否会比跳向船头来得远？跳向船头来得远？3. 苍蝇从船头飞向船尾与从船尾飞向船头苍蝇从船头飞向船尾与从船尾飞向船头哪个更省力些？哪个更省力些？4. 在封闭的船舱内，你用什么办法来判断在封闭的船舱内，你用什么

2、办法来判断船是运动的还是静止的？船是运动的还是静止的？5. 牛顿定律适用的范围是什么？什么是惯性参牛顿定律适用的范围是什么？什么是惯性参考系？考系？6. 有人说：力是运动的根源，没有力就没有运有人说：力是运动的根源，没有力就没有运动，你是怎么理解的？动，你是怎么理解的？7. 日常生活中，我们经常接触的力有哪些？它日常生活中，我们经常接触的力有哪些？它们都属于基本力中的哪一种？们都属于基本力中的哪一种？8. 有人说：人推车时只有作用力大于反作用力有人说：人推车时只有作用力大于反作用力时车才能被推动，且先有作用力，后有反作时车才能被推动，且先有作用力，后有反作用力。你认为呢？用力。你认为呢？第二章

3、第二章 牛顿运动定律牛顿运动定律2.1 牛顿运动定律牛顿运动定律2.2 基本自然力基本自然力2.3 应用牛顿定律解题应用牛顿定律解题2.4 惯性系和非惯性系惯性系和非惯性系2.5 惯性力惯性力 “只要只要运动是匀速运动是匀速的，你的，你无法无法从其中任何一个现象来从其中任何一个现象来确定确定船是在船是在运动还是停着不动你跳向船尾也不会比跳向船头来得远运动还是停着不动你跳向船尾也不会比跳向船头来得远,虽然虽然你跳在空中时你跳在空中时, 脚下的船底板向着你跳的反方向移动你把不论脚下的船底板向着你跳的反方向移动你把不论什么东西扔给你的同伴时什么东西扔给你的同伴时, 如果你的同伴在船头而你在船尾如果你

4、的同伴在船头而你在船尾, 你所你所用的力并不比你们两个站在相反位置时所用的力更大水滴将象用的力并不比你们两个站在相反位置时所用的力更大水滴将象先前一样先前一样,滴进下面的罐子滴进下面的罐子,一滴也不会滴向船尾一滴也不会滴向船尾,虽然水滴在空中虽然水滴在空中时时,船已行驶了相当距离船已行驶了相当距离.力学相对性原理力学相对性原理 Mechanics Relativity Principle 不可能在惯性系的内部进行任何力学实验，来确不可能在惯性系的内部进行任何力学实验，来确定该系统的物理状态。即对于力学规律来说，一切惯定该系统的物理状态。即对于力学规律来说，一切惯性系都是等价的。也称为性系都是等

5、价的。也称为伽利略相对性原理伽利略相对性原理。 2-1 牛顿第一定律和第三定律牛顿第一定律和第三定律一、牛顿第一定律一、牛顿第一定律 任何物体都保持静止或沿一直线作匀速任何物体都保持静止或沿一直线作匀速牛顿第一定律牛顿第一定律改变这种状态为止。改变这种状态为止。运动的状态，直到作用在它上面的力迫使它运动的状态，直到作用在它上面的力迫使它关于第一定律的讨论：关于第一定律的讨论：1.第一定律指明了任何物体都具有惯性。第一定律指明了任何物体都具有惯性。 2.第一定律阐明了力的真正涵义，即：第一定律阐明了力的真正涵义，即：力是力是改变改变物体运动状态的原因，而不是物体运动状态的原因，而不是维持维持运动

6、状态的原因。运动状态的原因。 二、惯性参照系二、惯性参照系 惯性参照系惯性参照系牛顿定律严格成立的参牛顿定律严格成立的参照系。照系。 地球有公转和自转，所以地球是一个近地球有公转和自转，所以地球是一个近似的惯性系。似的惯性系。 根据天文观察，以太阳系作为参照系研根据天文观察，以太阳系作为参照系研究行星运动时发现行星运动遵守牛顿定律，究行星运动时发现行星运动遵守牛顿定律，太阳系是一个惯性系。太阳系是一个惯性系。 相对于惯性系作匀速直线运动的参照系相对于惯性系作匀速直线运动的参照系也是惯性系。也是惯性系。1、FK4系：以系：以1535颗恒星平均静止位形作为颗恒星平均静止位形作为基准基准目前最好目前

7、最好。2、太阳系：太阳中心为原点，坐标轴指向恒、太阳系：太阳中心为原点，坐标轴指向恒星星绕银河中心的向心加速度绕银河中心的向心加速度1.8 10-10m/s23、地心系：地心为原点，坐标轴指向恒星、地心系：地心为原点，坐标轴指向恒星绕太阳的向心加速度绕太阳的向心加速度6 10-3m/s2（g的的103）4、地面系（实验室系）：坐标轴固定在地面、地面系（实验室系）：坐标轴固定在地面上上赤道处自转向心加速度赤道处自转向心加速度3.4 10-2m/s2实用的惯性系：实用的惯性系：问题：问题： question牛顿第一定律引进了哪两个重要的概念牛顿第一定律引进了哪两个重要的概念 ？（惯性和力。）（惯性

8、和力。） 什么样的状态称为平衡状态什么样的状态称为平衡状态 ？（静止和匀速直线运动状态统称平衡状态）（静止和匀速直线运动状态统称平衡状态） 质点处于平衡状态的条件是什么质点处于平衡状态的条件是什么 ？（作用于质点上的所有力的合力等于零）（作用于质点上的所有力的合力等于零） 运动的运动的“变化变化”与所加动力成正比，并发与所加动力成正比，并发生在力的方向上生在力的方向上tvmFd dd d 其中其中 为合力为合力F，m 为为惯性质量惯性质量 （惯性的量度）。（惯性的量度）。三、第二定律三、第二定律 “动量动量”的概念：的概念：vmp l其它体系，例如电磁场也具有动量其它体系，例如电磁场也具有动量

9、 tFd dd dp p 用动量描述运动比用速度更普遍和深刻用动量描述运动比用速度更普遍和深刻四、牛顿第三定律四、牛顿第三定律ABF=BAF作用力和反作用力大小相等、方向相反，作用力和反作用力大小相等、方向相反，且作用在一条直线上。且作用在一条直线上。作用力和反作用力两者力的性质相同。作用力和反作用力两者力的性质相同。第三定律反映了力的第三定律反映了力的物质性物质性，力是物体之，力是物体之间的相互作用，有作用物体，必然会同时有反间的相互作用，有作用物体，必然会同时有反作用物体，离开物质谈力是没有意义的。作用物体，离开物质谈力是没有意义的。作用力和反作用力同时出现同时消失。作用力和反作用力同时出

10、现同时消失。力是指物体相互接触产生的，或通过力是指物体相互接触产生的，或通过“超距作超距作用用”产生的。产生的。 “超距作用超距作用”可以理解成力的传递过程不需要可以理解成力的传递过程不需要时间，或力的传递速度为无限大。时间，或力的传递速度为无限大。 如果力以有限的速度传递，作用力和反作用如果力以有限的速度传递，作用力和反作用力就不一定相等了。力就不一定相等了。 力以有限速度传递，物体力以有限速度传递，物体1运动，由于运动，由于“延迟延迟”效应，效应，t时刻作用力和反作用力不相等。时刻作用力和反作用力不相等。12v静止静止ttt12f21f2112ff 两个静止电荷之间的静电作用力和反作用力也

11、两个静止电荷之间的静电作用力和反作用力也相等。相等。 相互作用的传递速度一般较大（例如引力和电相互作用的传递速度一般较大（例如引力和电磁力都以光速传递），而牛顿力学中物体运动磁力都以光速传递），而牛顿力学中物体运动速度远低于光速，可忽略延迟效应，因此在牛速度远低于光速，可忽略延迟效应，因此在牛顿力学中，作用力等于和反作用力。顿力学中，作用力等于和反作用力。 在强电磁作用下，带电粒子运动速度可接近在强电磁作用下，带电粒子运动速度可接近光速，延迟效应很明显，作用力和反作用力就光速，延迟效应很明显，作用力和反作用力就不相等了。不相等了。 2-2 基本力和常见力基本力和常见力1.万有引力万有引力 一、