银川能源学院（银川大学）：《大学物理》课程教学资源（PPT课件讲稿）第一篇 力学基础 第2章 质点动力学

第2章质点动力学 §2.1 牛顿运动定律 §2.2 动量动量守恒定律 )§2.3功动能势能机械能守恒定律 人§2.4角动量角动量守恒定律 QODA

------------------------------------------------------------------------------- 第2章 质点动力学 §2.1 牛顿运动定律 §2.2 动量 动量守恒定律 §2.3 功 动能 势能 机械能守恒定律 §2.4 角动量 角动量守恒定律

物体间的相互作用称为力，研究 物体在力的作用下运动的规律称为 动力学

------------------------------------------------------------------------------- 物体间的相互作用称为力，研究 物体在力的作用下运动的规律称为 动力学

§2-1牛顿运动定律 一、惯性定律 惯性参考系 1.牛顿第一定律 一孤立质点将永远保持其原来静止或匀速直线运 动状态. 牛顿第一定律又称为惯性定律。 意义： ()定性给出了两个重要概念，力与惯性 力是物体与物体间的相互作用. 惯性是物体的固有属性. (2)定义了惯性参考系 惯性定律成立的参照系为惯性系

------------------------------------------------------------------------------- 一、惯性定律 惯性参考系 1.牛顿第一定律 一孤立质点将永远保持其原来静止或匀速直线运 动状态. 牛顿第一定律又称为惯性定律. 意义： (1) 定性给出了两个重要概念,力与惯性 力是物体与物体间的相互作用. 惯性是物体的固有属性. (2) 定义了惯性参考系 惯性定律成立的参照系为惯性系。 §2-1 牛顿运动定律

2.惯性系与非惯性系 相对于孤立质点静止或作匀速直线运动的参考 系称为惯性参考系，简称惯性系 牛顿定律只适用于惯性系。 S:牛顿定律不成立 S系 光滑 ≠0 g钢 F=0≠md S系 S:牛顿定律成立 a=0 F=0

------------------------------------------------------------------------------- 2.惯性系与非惯性系 相对于孤立质点静止或作匀速直线运动的参考 系称为惯性参考系，简称惯性系. 牛顿定律只适用于惯性系。 as a / S /系 S系 光滑 S / :牛顿定律不成立 a / 0 / / F ma   = 0  S:牛顿定律成立 a = 0  F = 0 

①确定惯性系一只有通过力学实验 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，所以太阳系是 一个惯性系。 ②相对于已知惯性系作匀速直线运动的参照系也 是惯性系 非惯性系：相对于已知惯性系作加速运动的参照系

------------------------------------------------------------------------------- ① 确定惯性系──只有通过力学实验 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，所以太阳系是 一个惯性系。 ② 相对于已知惯性系作匀速直线运动的参照系也 是惯性系 非惯性系：相对于已知惯性系作加速运动的参照系

二、牛顿第二定律 物体受到外力作用时，它所获得的加速度的 大小与合外力的大小成正比，与物体的质量成反 比；加速度的方向与合外力F的方向相同 F=ma 瞬时性：第二定律是力的瞬时作用规律 下、之间一一对应 矢量性：有大小和方向，可合成与分解 力的叠加原理 F=F+月+…+F=∑F

------------------------------------------------------------------------------- 二、牛顿第二定律 物体受到外力作用时，它所获得的加速度的 大小与合外力的大小成正比，与物体的质量成反 比；加速度的方向与合外力F的方向相同 F ma   = 瞬时性：第二定律是力的瞬时作用规律 F a   、 之间一一对应 矢量性：有大小和方向，可合成与分解 力的叠加原理 = = + + + = i N F F F FN Fi 1 1 2     

分解： ∑F=m=m vx d 直角坐标系中： 了∑F,=ma,=m ∑F=ma= dv dt 自然坐标系中： ∑F,=m 2∑E=m p 定量的量度了惯性： m4=号 p ms A ①质量是物体惯性大小的量度； ② 引力质量：F-G元 QODA

------------------------------------------------------------------------------- 分解: dt d F ma m y y y   = = dt d F ma m x x x   = = dt d F ma m z z z   = = 直角坐标系中： dt d F m    =   2 自然坐标系中： Fn = m 定量的量度了惯性: A B B A a a m m = ① 质量是物体惯性大小的量度； ② 引力质量： 2 0 r r GMm F   =

三、牛顿第三定律 当物体A以力F作用在物体B上时，物体B也必定 同时以力F,作用在物体A上.F和F,大小相等，方向 相反，且力的作用线在同一直线上 F=-F 作用力与反作用力 ①总是成对出现，一一对应的. ②不是一对平衡力. ③是属于同一性质的力 说明： 若相对论效应不能忽略时，牛顿第三定律的这种 表达就失效了，这时取而代之的是动量守恒定律

------------------------------------------------------------------------------- 三、牛顿第三定律 当物体A以力F1作用在物体B上时，物体B也必定 同时以力F2作用在物体A上.F1和F2大小相等，方向 相反，且力的作用线在同一直线上. 作用力与反作用力： ①总是成对出现，一一对应的. ②不是一对平衡力. ③是属于同一性质的力. 说明： 若相对论效应不能忽略时，牛顿第三定律的这种 表达就失效了，这时取而代之的是动量守恒定律. F1 F2   = −

四、牛顿定律的应用 解题思路： (1)选取对象 (2)分析运动 (轨迹、速度、加速度) (3)分析受力（隔离物体、画受力图） (4)列出方程（标明坐标的正方向； 从运动关系上补方程) (5)讨论结果（量纲？特例？等) QOOA

------------------------------------------------------------------------------- 四、牛顿定律的应用 解题思路: （1）选取对象 （2）分析运动（轨迹、速度、加速度） （3）分析受力（隔离物体、画受力图） （4）列出方程（标明坐标的正方向； 从运动关系上补方程） （5）讨论结果（量纲？特例？等）

例：一细绳跨过一轴承光滑的定滑轮，绳的两端分别 悬有质量为m1和m2的物体(m<m2),如图所示.设滑轮 和绳的质量可忽略不计，绳不能伸长，试求物体的加 速度以及悬挂滑轮的绳中张力. 解：选取对象 m1、m2及滑轮 分析运动 m1,以加速度a1向上运动 m2,以加速度2向下运动 分析受力 隔离体受力如图所示。 列出方程 mig m2g 取1向上为正方向，则有 工-48三44

------------------------------------------------------------------------------- 例：一细绳跨过一轴承光滑的定滑轮，绳的两端分别 悬有质量为m1和m2的物体(m1<m2 )，如图所示.设滑轮 和绳的质量可忽略不计，绳不能伸长，试求物体的加 速度以及悬挂滑轮的绳中张力. 解：选取对象 m1、m2及滑轮 分析运动 m1，以加速度a1向上运动 m2，以加速度a2向下运动 分析受力 隔离体受力如图所示. 列出方程 取a1向上为正方向，则有 T1－m1g＝m1a1 ① a m1 m2 m1g a1 T1 m2g T2 a2 T1 / T2 / T