1、1,第二章,質(zhì)點(diǎn)動(dòng)力學(xué),2,杰出的英國(guó)物理學(xué)家，經(jīng)典物理學(xué)的奠基人他的不朽巨著自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理總結(jié)了前人和自己關(guān)于力學(xué)以及微積分學(xué)方面的研究成果，其中含有三條牛頓運(yùn)動(dòng)定律和萬(wàn)有引力定律,以及質(zhì)量、動(dòng)量、力和加速度等概念在光學(xué)方面，他說(shuō)明了色散的起因，發(fā)現(xiàn)了色差及牛頓環(huán)，他還提出了光的微粒說(shuō),牛頓 Issac Newton （16431727）,3,牛頓的生平與主要科學(xué)活動(dòng),4,少年時(shí)代的牛頓，天資平常，但很喜歡制作各種機(jī)械模型，他有一種把自然現(xiàn)象、語(yǔ)言等進(jìn)行分類、整理、歸納的強(qiáng)烈嗜好，對(duì)自然現(xiàn)象極感興趣。,青年牛頓,1666年6月至1667年3月， 兩度回到鄉(xiāng)間的老家,1665年獲學(xué)士學(xué)位,

2、1661年考入劍橋大學(xué)三一學(xué)院,5,1667年牛頓返回劍橋大學(xué)當(dāng)研究生， 次年獲得碩士學(xué)位,1669年總結(jié)出了二項(xiàng)式定理,1669年由于巴洛的推薦，接受了“盧 卡斯數(shù)學(xué)講座”的職務(wù),全面豐收的時(shí)期,1672年進(jìn)行了光譜色分析試驗(yàn),1672年，由于制造反射望遠(yuǎn)鏡的成就被接納為倫敦皇家學(xué)會(huì)會(huì)員,1680年前后提出萬(wàn)有引力理論,1687年出版了自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理,6,任何物體都要保持其靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，直到外力迫使它改變運(yùn)動(dòng)狀態(tài)為止.,一牛頓三大定律,如物體在一參考系中不受其它物體作用，而保持靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)，這個(gè)參考系就稱為慣性參考系,2.1力對(duì)質(zhì)點(diǎn)的瞬時(shí)效應(yīng),1牛頓第一定律,7,動(dòng)量為

3、的物體，在合外力 的作用下，其動(dòng)量隨時(shí)間的變化率應(yīng)當(dāng)?shù)扔谧饔糜谖矬w的合外力,當(dāng) 時(shí)， 為常量,合外力,2牛頓第二定律,8,9,注： 為A處曲線的曲率半徑,自然坐標(biāo)系中,10,(1) 瞬時(shí)關(guān)系,(2) 牛頓定律只適用于質(zhì)點(diǎn),注意,(3) 力的疊加原理,11,兩個(gè)物體之間作用力 和反作用力 ，沿同一直線，大小相等，方向相反，分別作用在兩個(gè)物體上,（物體間相互作用規(guī)律）,3牛頓第三律,12,例 分析物體間的相互作用力,13,作用力與反作用力特點(diǎn)：,(1)大小相等、方向相反，分別作用在不同物體上，同時(shí)存在、同時(shí)消失，它們不能相互抵消,(2)是同一性質(zhì)的力,注意,14,四種相互作用的力程和強(qiáng)度的比較,種

4、 類,相互作用粒子,力的強(qiáng)度,力程/m,引力作用,所有粒子、質(zhì)點(diǎn),弱相互作用,帶電粒子,電磁作用,核子、介子等強(qiáng)子,強(qiáng)相互作用,大多數(shù)粒子(比強(qiáng)力更普遍如電子不受強(qiáng)力但受弱力),二幾種常見(jiàn)的力,1 力的本質(zhì)與統(tǒng)一場(chǎng)論,15,“統(tǒng)一”：是一種進(jìn)步,是對(duì)客觀世界認(rèn)識(shí)的深化(如電和磁的統(tǒng)一)。,關(guān)于力的統(tǒng)一,電磁力、引力-人們已認(rèn)識(shí)了幾百年， 強(qiáng)力、弱力 -20世紀(jì)才被發(fā)現(xiàn)。,四種基本力：,物理學(xué)家的目標(biāo)：弄明白,四種力可否從一種更基本、更簡(jiǎn)單的力導(dǎo)出?,各種力是否能統(tǒng)一在一種一般的理論中?,表面上看起來(lái)不同的力是否只不過(guò)是一個(gè)普遍力的不同表現(xiàn)形式?,16,20世紀(jì)20年代，愛(ài)因斯坦最早著手這一工作

5、。最初是想統(tǒng)一電磁力和引力，但未成功。,已做和待做的工作： 弱、電統(tǒng)一：1967年溫伯格等提出理論,1979年榮獲諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng),1983年魯比亞, 范德米爾實(shí)驗(yàn)證明電弱相互作用，1984年獲諾貝爾獎(jiǎng),17,大統(tǒng)一(弱、電、強(qiáng) 統(tǒng)一)： 已提出一些理論，因目前加速器能量不夠而無(wú)法實(shí)驗(yàn)證實(shí)。 (需1015Gev，現(xiàn)103Gev),超大統(tǒng)一：四種力的統(tǒng)一 （尚待實(shí)現(xiàn)）,18,1）萬(wàn)有引力,引力常數(shù),m1,m2,r,重力,地表附近,2 生活中幾種常見(jiàn)的力,19,2）彈性力,常見(jiàn)彈性力有：正壓力、張力、彈簧彈性力等,由物體形變而產(chǎn)生的,20,3）摩擦力,一般情況,滑動(dòng)摩擦力,最大靜摩擦力,21,1解題

6、步驟,已知力求運(yùn)動(dòng)方程 已知運(yùn)動(dòng)方程求力,2兩類常見(jiàn)問(wèn)題,隔離物體 受力分析 建立坐標(biāo) 列方程 解方程 結(jié)果討論,三牛頓定律的應(yīng)用,22,解 取坐標(biāo)如圖,例1 一質(zhì)量 ，半徑 的球體在水中靜止釋放沉入水底已知阻力 , 為粘滯系數(shù)，求 ,令,教材45頁(yè) 例2.1.2,教材45頁(yè) 例2.1.1,23,24,（極限速度）,當(dāng) 時(shí),25,若球體在水面上具有豎直向下的速率 ，且在水中 ，則球在水中僅受阻力 的作用,26,例2 有一密度為的細(xì)棒，長(zhǎng)度為l，其上端用細(xì)線懸著，下端緊貼著密度為的液體表面?，F(xiàn)懸線剪斷，求細(xì)棒在恰好全部沒(méi)入水中時(shí)的沉降速度。設(shè)液體沒(méi)有粘性。,解：以棒為對(duì)象，受力如圖：,棒運(yùn)動(dòng)在豎直向下的方向，取豎直向下建立坐標(biāo)系。,當(dāng)棒的最下端距水面距離為時(shí)x，浮力大小為：,此時(shí)棒受到的合外力為：,27,利用牛頓第二定律建立運(yùn)動(dòng)方程：,要求出速度與位置的