牛頓運動定律-普物教學課件

第二章牛頓運動定律Newton'sLawsofmotion4本章主要內(nèi)容A2-1牛頓運動定律§2-2力學中常見力基本力A2-3牛頓定律的應用§2-5慣性參照系慣性力4IsaacNewton(1642-1727)英國物理學家,經(jīng)典物理學的奠基人.他對力學、光學、熱學、天文學和數(shù)學等學科都有重大發(fā)現(xiàn),其代表作《自然哲學的數(shù)學原理》是力學的經(jīng)典著作.牛頓是近代自然科學奠基時期具有集前人之大成的貢獻的偉大科學家4第二章牛頓運動定律牛頓運動定律在是Sirisaacnewton創(chuàng)立的經(jīng)典力學的基本定律1687年,Newton出版了闡述經(jīng)典力學的偉大著作—《自然哲學的數(shù)學原理》。著作內(nèi)容包括:旬時間、空間、質(zhì)量、動量和力等基本概念旬三大運動定律和萬有引力定律。旬流體力學、聲學、天體物理、微積分學等學科的概念和理論。4以牛頓運動定律為基礎的力學體系稱為經(jīng)典力學或牛頓力學.質(zhì)點動力學經(jīng)典力學從17世紀被成功地建立開始,一直廣泛應用于物理學研究及生產(chǎn)實踐,并且在時空觀和相關(guān)的自然科學領域的研究中,起著極其重要的作用。但二百年后,人們發(fā)現(xiàn)了它的局限性,即只適用于宏觀低速運動的物體。相對論力學、量子理論的建立,使物理學的研究領域擴展到高速運動的物體和原子體系內(nèi)部的物質(zhì)運動規(guī)律。盡管如此,經(jīng)典力學仍然有著極為重要的應用價值。(如:天體運動、土建、交通、航空航天等領域)4§2-1牛頓運動定律Newton'sLawsofmotion4幾牛頓第一定律(慣性定律)任何物體都保持靜止或勻速直線運動的狀態(tài),直到其他物體的作用迫使它改變這種狀態(tài)為止。說明:第一定律定性地給出了兩個重要概念:慣性—物體保持原有運動狀態(tài)的屬性。(Galileo)力物體間的相互作用力的重要特征是產(chǎn)生加速度慣性參照系慣性參照系指牛頓第一定律成立的參照系。4≌慣性定律是不能直接用實驗嚴格地驗證的,它是理想化抽象思維的產(chǎn)物匕第一定律是大量觀察與實驗事實的抽象與概括。慣性不是個別物體的性質(zhì),而是參考系的性質(zhì),或者說,是時空的性質(zhì)雖然慣性定律保證了慣性系的存在,但慣性系究竟在哪里?牛頓給出了一個原則的標準,他認為存在著絕對時間和絕對空間,那就是我們所需要的一個最基本的慣性系。歷史上,人們?yōu)榱藢ふ疫@樣“絕對靜止”的絕對空間”曾多次努力,但最終失敗了,絕對空間(或最優(yōu)越的參考系)并不存在。這個問題我們留到“相對論”一章中再來探討4幾牛頓第二定律(質(zhì)點運動定律)物體所獲得的加速度在大小和方向上與物體所受的合外力成正比,與物體的質(zhì)量成反比,即F或F∝d(mv)dp其中質(zhì)量物體慣性的定量量度慣性質(zhì)量說明:第二定律實質(zhì)上是給出了力和質(zhì)量的定量標準,即對確定的物體:同F(xiàn)=(F/a0a在定的作用下:mcl/lm=mao/a4Newton雖在描述第二定律之前給出了力和質(zhì)量的“定量”定義,但含混不清,并沒有在實質(zhì)上給出如何確定質(zhì)量和力的定量標準。定量方法是由定律本身給出的Fxl:選擇一特定物體后,F=kamx