1、大 學(xué) 物 理 力 學(xué) 選 講（第三講）課下練習(xí)：P74 2-8、 2-9預(yù)習(xí)：2.4如何面對(duì)課堂上的聽(tīng)不懂？可以聽(tīng)不懂，但不能沒(méi)聽(tīng)說(shuō)過(guò)！可以描述物體在微小過(guò)程的狀態(tài)變化與所受外力間的關(guān)系。一、 牛頓第二定律任一時(shí)刻物體動(dòng)量的變化率總是等于物體所受的合外力(2-2)說(shuō)明1) 牛頓第二定律是一個(gè)瞬時(shí)關(guān)系式( 時(shí)刻對(duì)應(yīng))；2) 牛頓第二定律是一個(gè)微分定律。 3)根據(jù) 的具體形式和初始條件進(jìn)行積分，例： a) 97.3.9日全食的同時(shí)出現(xiàn)海爾-勃普彗星,周期: 2400Y。b) 海王星的發(fā)現(xiàn):1846Y勒威耶。c) 航天飛機(jī)的發(fā)射與回收,都用到了經(jīng)典物理的知識(shí)。牛頓1687年發(fā)表的形式可得到任何運(yùn)動(dòng)

2、的具體規(guī)律。僅在物體質(zhì)量不變、速度較低的情況成立，對(duì)變質(zhì)量、高速運(yùn)動(dòng)情況均不成立。例：有一個(gè)質(zhì)量為m、半徑為 r 的球體，由水面靜止釋放沉入水底，試求球體的下沉速度與時(shí)間的函數(shù)關(guān)系。設(shè)球體豎直下沉，其路徑為一直線(xiàn)；受阻力為 Fr=6 r v 。 為水的粘滯系數(shù)。解：受力如圖。取向下為正0yG F浮 6 r v =maF0b dvm = F0 bv dt速度最大時(shí)，F(xiàn)0 bvmax=0 F0vmax = b極限速度由 dv b = (vmaxv)dt m dv b = dt vmaxv m運(yùn)動(dòng)方程？ dyv = dtdy =vdt(互動(dòng)題)自由落體：F=mg， t=0時(shí)，y=0， v0=0 求自

3、由落體公式0y二、慣性系和非慣性系1. 兩個(gè)例子車(chē)廂結(jié)論：牛頓定律并非在所有參考系都成立。2.慣性系和非慣性系慣性系：使牛頓定律成立的參考系。非慣性系：不能使牛頓定律成立的參考系。理論和實(shí)驗(yàn)證明：a0地球日地球a自=3.4102m/s2a公=5.9103m/s2太陽(yáng)a太=31010m/s2目前最好的實(shí)用慣性系FK4系對(duì)一般常見(jiàn)的運(yùn)動(dòng)，地球可以近似作為慣性系 相對(duì)慣性系作勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的一切參考系都是慣性系。相對(duì)慣性系作變速運(yùn)動(dòng)的參考系都是非慣性系。0 t1 t2 tF三、動(dòng)量守恒定律 1動(dòng)量定理牛二律的積分形式之一(1)沖量：描述力的時(shí)間累積作用效果的物理量。質(zhì)點(diǎn)受恒力：質(zhì)點(diǎn)受變力：0 t1 t

4、2 tFdt元沖量總沖量(2)動(dòng)量定理由 或(2-12)含意:在給定時(shí)間間隔內(nèi),外力作用在質(zhì)點(diǎn)上的沖量,等于物體在此時(shí)間內(nèi)動(dòng)量的增量。例2：某物體受一變力F作用，它隨時(shí)間變化的關(guān)系如下：在0.1s內(nèi)，F(xiàn)均勻地由0增加到20N；又在以后的0.2s內(nèi)，F(xiàn)保持不變；再經(jīng)0.1s，F(xiàn)又從20N均勻地減少到0。(1) 畫(huà)出F-t 圖；(2) 求這段時(shí)間內(nèi)力的沖量及力的平均值；(3)如果物體的質(zhì)量為3kg，開(kāi)始速度為1m/s，與力的方向一致，問(wèn)在力剛變?yōu)?時(shí)，物體速度為多大？解：(1)0 0.1 0.3 0.4 t(s)20F(N)(2)=6Ns另解：I=“SF-t”=(0.2+0.4)20/2=6Ns平

5、均力：同樣時(shí)間、產(chǎn)生同樣沖量的等“效”力=15N(3)=3m/s沖量：(f dm g) dt= 0(dm v)例3：質(zhì)量為m的勻質(zhì)鏈條，全長(zhǎng)為L(zhǎng)，手持其上端，使其下端離地面的高度為h。然后放手讓它自由下落到地上。求鏈條落到地上的長(zhǎng)度為l 時(shí)，地面所受作用力的大小。解：鏈條對(duì)地面的作用力：已落下部分對(duì)地面的靜壓力即將落下的微元dm對(duì)地面的沖擊力 f微元以上部分對(duì)地面無(wú)壓力以微元dm為研究對(duì)象取向上為正Oyyy = l+h地面受力大小hldl2、動(dòng)量守恒定律 m1 m2 m3 mn對(duì)質(zhì)點(diǎn)1對(duì)質(zhì)點(diǎn)2 =0(2-18)或含意:質(zhì)點(diǎn)系的動(dòng)量定理作用于系統(tǒng)的合外力的沖量,等于系統(tǒng)動(dòng)量的增量。2、動(dòng)量守恒定律(3-4a)或含意:作用于系統(tǒng)的合外力的沖量,等于系統(tǒng)動(dòng)量的增量。 m1 m2 m3 mn質(zhì)點(diǎn)系動(dòng)量定理分量式0=0=0=0當(dāng)系統(tǒng)所受合外力為0時(shí)，系統(tǒng)總動(dòng)量增量為0。即：系統(tǒng)總動(dòng)量保持不變。(2-19)2、動(dòng)量守恒定律 m1 m2 m3 mn當(dāng)系統(tǒng)所受合外力為0時(shí)，系統(tǒng)總動(dòng)量增量為0。即：系統(tǒng)總動(dòng)量保持不變。=0=0=0說(shuō)明：1）當(dāng)系統(tǒng)所受合外力系統(tǒng)內(nèi)力時(shí)，可略去外力，如時(shí)間很短的碰撞、爆炸2）由分量式知，3）適用范圍：認(rèn)為系統(tǒng)動(dòng)量守恒。當(dāng)