第一篇 力学 第2章 牛顿运动定律
第一篇 力学 第2章 牛顿运动定律
第2章牛顿运动定律 Newton's Laws of Motion 第1节 牛顿运动定律 第2节 基本力简介 第3节牛顿运动定律的应用 第4节惯性力
第2章 牛顿运动定律 Newton’s Laws of Motion 第1节 牛顿运动定律 第2节 基本力简介 第3节 牛顿运动定律的应用 第4节 惯性力
第1节牛顿运动定律 Newton's Laws of Motion 1.牛顿第一定律 任何物体都保持静止或沿一条直线作匀速 运动的状态，除非有力加于其上迫使它改变这 种状态。 2.牛第二定律 运动的改变和所加的力成正比；并且发生 在这力所沿的直线的方向上
Newton’s Laws of Motion 第1节 牛顿运动定律 1. 牛顿第一定律 任何物体都保持静止或沿一条直线作匀速 运动的状态，除非有力加于其上迫使它改变这 种状态。 2. 牛顿第二定律 运动的改变和所加的力成正比;并且发生 在这力所沿的直线的方向上。 1
3.牛顿第三定律 每一个作用总有一个相等的反作用与它对抗； 或者说，两个物体之间的相互作用永远相等，且 指向对方。 牛顿第一定律指出力的作用是改变物体的 运动状态，第二定律进一步给出了力和运动的 定量关系，第三定律则明确了力是物体间的相 互作用。 2
3. 牛顿第三定律 每一个作用总有一个相等的反作用与它对抗； 或者说，两个物体之间的相互作用永远相等，且 指向对方。 牛顿第一定律指出力的作用是改变物体的 运动状态, 第二定律进一步给出了力和运动的 定量关系，第三定律则明确了力是物体间的相 互作用。 2
牛颅第一定律：任何物体都保持静止或沿一条 直线作匀速运动的状态，除非有力加于其上迫 使它改变这种状态。 由此定律的表述可知，任何一个物体都有 保持运动状态不变的性质，这一特性称为惯性， 因此第一定律又称惯性定律。 对物体运动的描述必定是相对于一定的参 考系而言的。牛顿第一定律（惯性定律）成 立的参考系叫做惯性参考系，简称惯性系。 牛顿第一定律不成立的参考系称为非惯性 参考系，简称非惯性系。 3
由此定律的表述可知，任何一个物体都有 保持运动状态不变的性质,这一特性称为惯性， 因此第一定律又称惯性定律。 对物体运动的描述必定是相对于一定的参 考系而言的。牛顿第一定律（惯性定律）成 立的参考系叫做惯性参考系，简称惯性系。 牛顿第一定律不成立的参考系称为非惯性 参考系，简称非惯性系。 牛顿第一定律：任何物体都保持静止或沿一条 直线作匀速运动的状态，除非有力加于其上迫 使它改变这种状态。 3
一个参考系是否为惯性系，只能由实验 来判定。事实上，不存在严格意义上的惯性系。 最常用的惯性系是地球，在一般的工程 技术问题中，地球（或者说地面）是一个足够 精确的惯性系。 注意：牛顿运动定律适用于惯性系。 4
一个参考系是否为惯性系，只能由实验 来判定。事实上,不存在严格意义上的惯性系。 最常用的惯性系是地球, 在一般的工程 技术问题中,地球（或者说地面）是一个足够 精确的惯性系。 注意：牛顿运动定律适用于惯性系。 4
第2节基本力简介 Brief Introduction on Fundamental Forces 物体间多种多样的相互作用力，如万有引力、 弹性力、摩擦力、电力、磁力、分子力、粘滞力、 核力等等，本质上都可以归结为四种基本的相互 作用力：万有引力、电磁力、强力和弱力。 1.万有引力 F=G 2 因这个力无所不在，1674年胡克率先把它称为 “万有引力” 。 万有引力在宏观领域作用显著，特别是在天 体之间它起着主要作用。而在微观世界万有引力 常小到可以忽略不计。 5
Brief Introduction on Fundamental Forces 第2节 基本力简介 物体间多种多样的相互作用力，如万有引力、 弹性力、摩擦力、电力、磁力、分子力、粘滞力、 核力等等，本质上都可以归结为四种基本的相互 作用力：万有引力、电磁力、强力和弱力。 1. 万有引力 1 2 2 m m F G r 因这个力无所不在, 1674年胡克率先把它称为 “万有引力” 。 万有引力在宏观领域作用显著，特别是在天 体之间它起着主要作用。而在微观世界万有引力 常小到可以忽略不计 。 5
2.电磁力 电磁力是带电体间的相互作用力，它既表现 为引力，也表现为斥力，在带电粒子及带电宏观 物体间都起着重要作用，电磁力远强于万有引力。 弹性力，摩擦力，分子力，浮力，流体压 力等本质上都属于电磁力。 3.强力 强力是存在于核子，介子和超子间的一种力。 它的力程很短，作用范围仅约10-15米。当粒子 间的距离大于此值时，强力迅速减小到可以忽略 不计。而当距离小于此值时，强力将超过其它三 种基本力而占支配地位。 6
2. 电磁力 电磁力是带电体间的相互作用力, 它既表现 为引力，也表现为斥力, 在带电粒子及带电宏观 物体间都起着重要作用,电磁力远强于万有引力。 弹性力，摩擦力，分子力，浮力，流体压 力等本质上都属于电磁力 。 3. 强力 强力是存在于核子, 介子和超子间的一种力。 它的力程很短，作用范围仅约10－15米。当粒子 间的距离大于此值时，强力迅速减小到可以忽略 不计。而当距离小于此值时，强力将超过其它三 种基本力而占支配地位。 6
4.弱力 弱力也称弱相互作用。它存在于核子、电 子、中微子等大多数粒子之间，其力程比强力 更短，小于10-17米，强度仅为强力的10-13倍， 也比电磁力弱得多。因此只在某些反应（如卵 一衰变)中弱力才显得重要 。 20世纪60年代，温伯格和萨拉姆先后提出 了一个把弱力和电磁力统一起来的“弱电统 理论”，指出在高于250GeV的能量范围内，弱 相互作用和电磁相互作用是同一性质的相互作 用，称做弱电相互作用。在低于250GeV的能量 范围内，统一的弱电相互作用分解成了性质迥 异的弱相互作用和电磁相互作用。 7
4. 弱力 弱力也称弱相互作用。它存在于核子、电 子、中微子等大多数粒子之间，其力程比强力 更短，小于10－17米，强度仅为强力的10－13倍, 也比电磁力弱得多。因此只在某些反应(如 －衰变)中弱力才显得重要。 20世纪60年代，温伯格和萨拉姆先后提出 了一个把弱力和电磁力统一起来的“弱电统一 理论” ，指出在高于250GeV的能量范围内，弱 相互作用和电磁相互作用是同一性质的相互作 用, 称做弱电相互作用。在低于250GeV的能量 范围内，统一的弱电相互作用分解成了性质迥 异的弱相互作用和电磁相互作用。 7
弱电统一理论在20世纪70年代和80年代初 期得到了实验的证实。这一成功激发了人们以 巨大的热情去继续寻找包括弱力、电磁力、强 力的“大统一理论”，以及最终把四种基本力统 一在一起的“超统一理论”。 8
弱电统一理论在20世纪70年代和80年代初 期得到了实验的证实。这一成功激发了人们以 巨大的热情去继续寻找包括弱力、电磁力、强 力的“大统一理论” ，以及最终把四种基本力统 一在一起的“超统一理论” 。 8