大學(xué)物理上第一章第五節(jié)

牛頓運(yùn)動(dòng)定律牛頓是英國偉大的物理學(xué)家、數(shù)學(xué)家、天文學(xué)家。牛頓出生于英國北部林肯郡的一個(gè)農(nóng)民家庭。1661年考上劍橋大學(xué)特里尼蒂學(xué)校，1665年畢業(yè)，這年正趕上鼠疫，牛頓回家避疫兩年，期間幾乎考慮了他一生中所研究的各個(gè)方面，特別是他一生中的幾個(gè)重要奉獻(xiàn)：萬有引力定律、經(jīng)典力學(xué)、微積分和光學(xué)。恩格斯說：“牛頓由于發(fā)現(xiàn)了萬有引力定律而創(chuàng)立了天文學(xué)，由于進(jìn)行光的分解而創(chuàng)立了科學(xué)的光學(xué)，由于創(chuàng)立了二項(xiàng)式定理和無限理論而創(chuàng)立了科學(xué)的數(shù)學(xué)，由于認(rèn)識(shí)了力學(xué)的本性而創(chuàng)立了科學(xué)的力學(xué)。〞確實(shí)，牛頓在自然科學(xué)領(lǐng)域里作了奠基的奉獻(xiàn)，堪稱科學(xué)巨匠。科學(xué)家介紹牛頓(IsaacNewton,1642―1727年)科學(xué)家介紹牛頓(IsaacNewton,1642―1727年)牛頓是英國偉大的物理學(xué)家、數(shù)學(xué)家、天文學(xué)家。牛頓出生于英國北部林肯郡的一個(gè)農(nóng)民家庭。1661年考上劍橋大學(xué)特里尼蒂學(xué)校，1665年畢業(yè)，這年正趕上鼠疫，牛頓回家避疫兩年，期間幾乎考慮了他一生中所研究的各個(gè)方面，特別是他一生中的幾個(gè)重要奉獻(xiàn)：萬有引力定律、經(jīng)典力學(xué)、微積分和光學(xué)。恩格斯說：“牛頓由于發(fā)現(xiàn)了萬有引力定律而創(chuàng)立了天文學(xué)，由于進(jìn)行光的分解而創(chuàng)立了科學(xué)的光學(xué)，由于創(chuàng)立了二項(xiàng)式定理和無限理論而創(chuàng)立了科學(xué)的數(shù)學(xué)，由于認(rèn)識(shí)了力學(xué)的本性而創(chuàng)立了科學(xué)的力學(xué)。〞確實(shí)，牛頓在自然科學(xué)領(lǐng)域里作了奠基的奉獻(xiàn)，堪稱科學(xué)巨匠?？茖W(xué)家介紹牛頓(IsaacNewton,1642―1727年)1.4牛頓運(yùn)動(dòng)定律一.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(yùn)動(dòng)的狀態(tài)直到其他物體所作用的力迫使它改變這種狀態(tài)為止。當(dāng)錘子敲擊在一大鐵塊上時(shí)，鐵塊下的手不會(huì)感到有強(qiáng)烈的沖擊；而當(dāng)用一塊木頭取代鐵塊時(shí)，木塊下的手會(huì)感到明顯的撞擊。慣性演示實(shí)驗(yàn)二.牛頓第二定律物體受到外力作用時(shí)，它所獲得的加速度的大小與合外力的大小成正比，與物體的質(zhì)量成反比，加速度的方向與合外力的方向相同。說明：（2）牛頓第二定律中和的關(guān)系為瞬時(shí)關(guān)系?！?〕注意牛二律的矢量性、瞬時(shí)性、疊加性?！?〕牛頓運(yùn)動(dòng)方程只適用于質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng);只適用于慣性參照系;只適用于宏觀低速運(yùn)動(dòng)的物體。牛二律的微分形式〔普遍形式〕：

直角坐標(biāo)系中分量形式

直角坐標(biāo)系中分量形式

直角坐標(biāo)系中分量形式例1、如下圖，兩木塊質(zhì)量分別為mA,mB。A、B間的摩擦系數(shù)1。B與桌面的摩擦系數(shù)2。假設(shè)木塊滑動(dòng)后它們的加速度大小均為a。求作用在B物上的拉力？受力分析：mAgTf1

N1mBgN1f1f2

BF

TN2AAyxFB解：1.4四、牛頓運(yùn)動(dòng)定律的應(yīng)用A：B：由A式：由B式：mAgTf1

N1mBgN1f1f2

BF

TN2AA：B：由A式：由B式：例2、一圓錐擺，：解得：ωθrmlω,θl求：解解：運(yùn)發(fā)動(dòng)落水前可當(dāng)作自由落體運(yùn)動(dòng)，落水前的速度為：如圖可列出方程：例3：設(shè)跳水運(yùn)動(dòng)員進(jìn)入水中后，所受的水的阻力大小與速率平方成正比，,且設(shè)浮力與重力相等，（,C為阻力系數(shù)為水密度，S為運(yùn)動(dòng)員的身體與運(yùn)動(dòng)方向垂直的截面積），試確定10m高臺(tái)跳水池的深度。0x浮力x設(shè)C=0.25,當(dāng)速率減少到2m/s時(shí)翻身，并以腳蹬池底上浮，那么實(shí)際上從10m跳臺(tái)跳下，會(huì)深入到4.8-5.0m深。因此，國際跳水規(guī)那么規(guī)定，10m高臺(tái)跳水臺(tái)前端下面的水深為4.5-5.0m，水太淺對(duì)運(yùn)發(fā)動(dòng)不平安，水太深，運(yùn)發(fā)動(dòng)翻身后腳踩不到池底，就不能借助池底對(duì)運(yùn)發(fā)動(dòng)的反作用而很快上浮。設(shè)C=0.25,設(shè)C=0.25,設(shè)C=0.25,例4、密度為ρ1的液體，上方懸一長為l，密度為2的均質(zhì)細(xì)棒AB，棒的B端