$ 2.5牛顿运动定律2.5.1牛顿三定律2.5.2力2.5.3牛顿定律解题示例$ 2.6非惯性参考系作业：2-19，2-21，2-222026/3/20
2026/3/20 1 §2.6 非惯性参考系 作业：2-19，2-21，2-22 §2.5 牛顿运动定律 2.5.1 牛顿三定律 2.5.2 力 2.5.3 牛顿定律解题示例
$ 2.5牛顿运动定律2.5.1牛顿三定律牛顿第一定律(惯性定律）一任何物体都保持静止或匀速直线运动的状态，直到受到力的作用迫使它改变这种状态为止。*第一定律首先定义了惯性参考系，然后表达了惯性运动的规律（惯性定律）*所有惯性参考系的速度都只相差一个常矢量，即所有的惯性参考系都是等价的。*力是使物体速度改变的原因，而不是维持速度的原因2026/3/202
§2.5 牛顿运动定律 2026/3/20 2 2.5.1 牛顿三定律 一、牛顿第一定律（惯性定律） 任何物体都保持静止或匀速直线运动的状态， 直到受到力的作用迫使它改变这种状态为止。 第一定律首先定义了惯性参考系，然后表达了惯性 运动的规律（惯性定律） 所有惯性参考系的速度都只相差一个常矢量，即所 有的惯性参考系都是等价的。 力是使物体速度改变的原因，而不是维持速度的原因
二、牛顿第二定律在受到外力作用时，物体所获得的加速度的大小与外力成正比，与物体的质量成反比；加速度的方向与外力的矢量和的方向相同。F=mad?rdvF=dpEm=mdt?dtdtm是一个标量，它反映了物体在外力作用下运动状态改变的难易程度，是与运动状态无关的物体惯性大小的量度，称为惯性质量，简称质量。2026/3/20
2026/3/20 3 二、牛顿第二定律 在受到外力作用时，物体所获得的加速度的大小 与外力成正比，与物体的质量成反比；加速度的 方向与外力的矢量和的方向相同。 F ma = 2 2 dp dv d r F m m dt dt dt = = = m是一个标量，它反映了物体在外力作用下运动 状态改变的难易程度，是与运动状态无关的物体 惯性大小的量度，称为惯性质量，简称质量
三、 牛顿第三定律两个物体之间对各自对方的相互作用总是相等的，而且指向相反的方向。F, =-F,2.12*每一个相互作用总存在一个相等的反作用。*作用力和反作用力是作用在不同物体上的同一性质的力。2026/3/20
2026/3/20 4 三、牛顿第三定律 两个物体之间对各自对方的相互作用总是相 等的，而且指向相反的方向。 每一个相互作用总存在一个相等的反作用。 作用力和反作用力是作用在不同物体上的同 一性质的力。 F F 12 21 = −
2.5.2力（相互作用）一、基本的自然力1、万有引力：物质之间的力，强度最弱，力程长Gmm,LG = 6.67 × 10-11 Nm2/kg2称为引力常数2、电磁力：电荷之间的力，力程长l2r，洛伦兹力F=qV×B库仑力F=其中k=9×109Nm2/C2库仑常数2026/3/20
2026/3/20 5 2.5.2 力（相互作用） 一、基本的自然力 1、万有引力：物质之间的力，强度最弱，力程长 G = 6.67 10-11 Nm2 /kg2 称为引力常数 1 2 2 ˆ m m F G r r = − 2、电磁力：电荷之间的力，力程长 库仑力 ，洛伦兹力 其中 k = 9 109 Nm2 /C2 库仑常数 1 2 2 ˆ q q F k r r = F qv B =
3、强力：强子之间的一种相互作用，强度最大，短程力。4、弱力：费米子之间的另一种作用力，力程最短、力弱。类型强度*媒介粒子作用距离1短(10-15m)强相互作用胶子和介子长10-2光子电磁相互作用10-13短(10-18m)弱相互作用中间玻色子10-38长引力子引力相互作用*：在距离源10-15m处，相对于强相互作用的相对强度62026/3/20
2026/3/20 6 引力相互作用 引力子 10-38 长 短（10 弱相互作用 中间玻色子 10-13 -18m） 电磁相互作用 光子 10-2 长 短（10 强相互作用 胶子和介子 1 -15m） 类型 媒介粒子 强度* 作用距离 *：在距离源10-15m处，相对于强相互作用的相对强度 3、强力：强子之间的一种相互作用，强度最大， 短程力。 4、弱力：费米子之间的另一种作用力，力程最短、 力弱
二、技术中常见的几种力重力：由于地球吸引使物体所受的力。Mearti, mW=G:mgR2earth质量与重力加速度的乘积，方向竖直向下。弹力：发生形变的物体，由于力图恢复原状，对与它接触的物体产生的作用力。如压力、张力、拉力、支持力、弹簧的弹力。在弹性限度内f=-kx，方向总是与形变的方向相反。摩擦力：物体运动时，由于接触面粗糙而受到的阻碍运动的力。分动摩擦力和静摩擦力。大小分别为 fk= μuN及fsmax=u,N2026/3/20
2026/3/20 7 二、技术中常见的几种力 弹力：发生形变的物体，由于力图恢复原状，对 与它接触的物体产生的作用力。如压力、张力、 拉力、支持力、弹簧的弹力。在弹性限度内 f = - kx ，方向总是与形变的方向相反。 摩擦力：物体运动时，由于接触面粗糙而受到的 阻碍运动的力。分动摩擦力和静摩擦力。大小分 别为 fk = kN 及 fsmax= sN。 重力：由于地球吸引使物体所受的力。 质量与重力加速度的乘积，方向竖直向下。 2 earth earth m m W G mg R = =
2.5.3牛顿定律解题示例利用牛顿定律解题的常规步骤：1.明确问题中所求运动的物体;2.考察物体所受的力及其性质；3.选定参考系、坐标系，分别画出各质点所受的力;4.写出动力学方程，找出有关的几何关系；5.做必要的近似，并求解。2026/3/20
2026/3/20 8 2.5.3 牛顿定律解题示例 利用牛顿定律解题的常规步骤： 1. 明确问题中所求运动的物体； 2. 考察物体所受的力及其性质； 3. 选定参考系、坐标系，分别画出各质点所受的力； 4. 写出动力学方程，找出有关的几何关系； 5. 做必要的近似，并求解
例10: 水平面上有一质量为 51 kg 的小车D，其上有一定滑轮C，通过绳在滑轮两侧分别连有质量m=5kg和mz=4 kg的物体A和B。其中物体A在小车的水平面上，物体B被绳悬挂，系统处于静止瞬间，如图所示，各接触面和滑轮轴均光滑，求：以多大力作用在小车上，才能使物体A与小车D之间无相对滑动。（滑轮和绳的质量均不计，绳与滑轮间无滑动）AB2026/3/20
2026/3/20 9 例10：水平面上有一质量为 51 kg 的小车D，其上有 一定滑轮C，通过绳在滑轮两侧分别连有质量 m1 = 5 kg和 m2 = 4 kg的物体A和B。其中物体A在小车的水 平面上，物体B被绳悬挂，系统处于静止瞬间，如图 所示，各接触面和滑轮轴均光滑，求：以多大力作用 在小车上，才能使物体A与小车D之间无相对滑动。 （滑轮和绳的质量均不计，绳与滑轮间无滑动） D C B A
解：建立坐标系并作受力分析图：N.个yTALB0整体有一水平mgmig加速度。列方程：TNT =maxFT sinα = m,aWDTcosα = m,g1+ Mg + migF-T-Tsinα = Ma2026/3/2010
2026/3/20 10 解：建立坐标系并作受力分析图： x y o B m2g T 列方程： A m1g N1 T D Mg + m1g N2 F T T 2 T m a sin = x T m a = 1 x 2 T m g cos = F T T Ma − − = sin x 整体有一水平 加速度