第二章牛顿定律 、牛顿定律 二、物理量的单位和量纲 、常见的几种力 四、惯性参考系力学相对性原理 五、牛顿定律的应用举例
第二章 牛顿定律 一、牛顿定律 二、物理量的单位和量纲 三、常见的几种力 四、惯性参考系 力学相对性原理 五、牛顿定律的应用举例
§2.1牛顿运动定律 第一定律(惯性定律) 1686年,牛顿在他的名著《自然哲学的数学原理》 一书中写道: 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 其数学形式为:F=0,ν=恒矢量 关于该定律应明确以下几点: ①该定律是以实验实事为基础,通过思维、推理、想 像而总结出来的规律
§2.1 牛顿运动定律 1、第一定律（惯性定律） 1686年，牛顿在他的名著《自然哲学的数学原理》 一书中写道: 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。 其数学形式为： 关于该定律应明确以下几点： ①该定律是以实验实事为基础，通过思维、推理、想 像而总结出来的规律。 F v ＝0， 恒矢量 =
古希腊哲学家亚里士多德( Aristotle,公元前 84-322):静止是物体的自然状态,要使物体运动, 必须对它施加力的作用 17世纪,意大利物理学家和天文学家伽利略 (1564~1642)作了一系列斜面实验指出:力不是维 持物体运动的原因,而是使物体运动状态改变的原因 牛顿总结了伽利略等人的重大发现加以普遍化,即 个物体保持静止或匀速运动,不需要任何“原因”。 是任何物体具有保持其运动状态不变的特性 ②该定律表明,任何物体都具有保持其运动状态不 变的性质~称为惯性
古希腊哲学家亚里士多德(Aristotle，公元前 384—322)：静止是物体的自然状态，要使物体运动， 必须对它施加力的作用。 17世纪，意大利物理学家和天文学家伽利略 （1564～1642）作了一系列斜面实验指出：力不是维 持物体运动的原因，而是使物体运动状态改变的原因。 ② 该定律表明，任何物体都具有保持其运动状态不 变的性质～称为惯性 牛顿总结了伽利略等人的重大发现加以普遍化，即 一个物体保持静止或匀速运动，不需要任何“原因” 。 是任何物体具有保持其运动状态不变的特性
③重要意义: 定性说明力和运动的关系 物体的运动不需力去维持,只在物体运动状态发 生变化时,即产生加速度,才要力的作用 定义:力~一个物体对另一个物体的作用 说明物体具有惯性 在之前,认为力是维持速度的原因。即 F0,=o保持静止 ④该定律不是适合任何参照系 定义: 惯性参照系~凡是符合牛顿第一定律的参照系 地球可近似惯性参照系 凡是相对地球静止或匀速直线运动的参照系均 为惯性参照系
③重要意义： 定性说明力和运动的关系。 物体的运动不需力去维持，只在物体运动状态发 生变化时，即产生加速度，才要力的作用。 定义：力～一个物体对另一个物体的作用。 说明物体具有惯性。 在之前，认为力是维持速度的原因。即 保持静止。 ④该定律不是适合任何参照系。 定义： 惯性参照系～凡是符合牛顿第一定律的参照系 地球可近似惯性参照系 凡是相对地球静止或匀速直线运动的参照系均 为惯性参照系 F v ＝0， = 0
2、第二定律 动量为P的物体,在合外力F(=∑F7的作用下 其动量随时间的变化率应当等于作用于物体的合外 力,即 F dp d 宏观低速运动中m视为常量 dt dt dv dv av d 一 即:F=m=m I +m +m-zk dt dt dt J dt F=ma i +ma,j+ma, k 牛顿力学质点动力学方程
2、第二定律 动量为 的物体，在合外力 的作用下， 其动量随时间的变化率应当等于作用于物体的合外 力，即。 p ( ) F F = i F i j k F i j k = + + = + + x z y x y z dv dv dv dv ＝m m m m dt dt dt dt ma ma ma mv ma d t d d t dP F m ＝ 宏观低速运动中 视为常量 ＝ = ( ) ～牛顿力学质点动力学方程 即：
明确: (1)牛顿第二定律只适用于质点的运动。 特例:物体作平动时,物体上各质点的运 动情况完全相同,可看作是质点的运动。 (2)牛顿第二定律所表示的合外力与加速度之间的 关系是瞬时关系。 加速度只在外力有作用时才产生。外力改变了 加速度也随之改变。 (3)牛顿第二定律公式为矢量式,其分量与坐标系 (4)牛顿第二定律仅适合惯性参照系
明确： (1)牛顿第二定律只适用于质点的运动。 特例：物体作平动时，物体上各质点的运 动情况完全相同，可看作是质点的运动。 (2)牛顿第二定律所表示的合外力与加速度之间的 关系是瞬时关系。 加速度只在外力有作用时才产生。外力改变了， 加速度也随之改变。 (3)牛顿第二定律公式为矢量式，其分量与坐标系。 (4)牛顿第二定律仅适合惯性参照系
(5)牛顿第二定律概括了力的独立性原理(或力的 叠加性原理) 矢量具有的叠加性或独立性 平面运动: 2F=ma,,,,, F= ma, F=ma 曲面运动 ∑Fn=mn2,F=m2 3、第三定律 两个物体之间的作用力F和反作用力F′,沿同 直线,大小相等,方向相反,分别作用在两个物体上
(5)牛顿第二定律概括了力的独立性原理（或力的 叠加性原理） 矢量具有的叠加性或独立性 , , = = F ma F ma n n , , = = = F ma F ma F ma x x y y z z 平面运动： 曲面运动 3、第三定律 两个物体之间的作用力 和反作用力 ，沿同一 直线，大小相等，方向相反，分别作用在两个物体上。 F F
明确: (1)作用力和反作用力是矛盾的两个方面,它们互 以对方为自己存在的条件,同时产生,同时消 灭,任何一方都不能孤立地存在,没有主从、 先后之分。 (2)作用力和反作用力是分别作用在两个物体上的 ,因此它们不能相互抵消。 (3)作用力和反作用力总是属于同种性质的力 (4)与参照系无关
明确： (1)作用力和反作用力是矛盾的两个方面，它们互 以对方为自己存在的条件，同时产生，同时消 灭，任何一方都不能孤立地存在，没有主从、 先后之分。 (2)作用力和反作用力是分别作用在两个物体上的 ，因此它们不能相互抵消。 (3)作用力和反作用力总是属于同种性质的力。 (4)与参照系无关
§2.2物理量的单位和量纲 1984年2月27日,我国国务院颁布实行以国 际单位制(SI为基础的法定单位制。 国际单位制规定,力学的基本量是长度、质量和 时间,并规定: 长度的基本单位名称为“米”, 单位符号为m; 质量的基本单位名称为“千克” 单位符号为kg, 时间的基本单位名称为“秒” 单位符号为s 其他力学物理量都是导出量
§2.2 物理量的单位和量纲 1984年2月27日，我国国务院颁布实行以国 际单位制(SI)为基础的法定单位制。 国际单位制规定，力学的基本量是长度、质量和 时间，并规定： 长度的基本单位名称为“米” ， 单位符号为m； 质量的基本单位名称为“千克” ， 单位符号为kg， 时间的基本单位名称为“秒” ， 单位符号为s． 其他力学物理量都是导出量．
在物理学中,导出量与基本量之间的关系可以 用量纲来表示 用L、M和T分别表示长度、质量和时间三个基本 量的量纲,其他力学量Q的量纲与基本量量纲之 间的关系可按下列形式表达出来: dim o=LMT 注:只有量纲相同的物理量才能相加减和用等 号联接
用L、M和T分别表示长度、质量和时间三个基本 量的量纲，其他力学量Q的量纲与基本量量纲之 间的关系可按下列形式表达出来： 注：只有量纲相同的物理量才能相加减和用等 号联接 在物理学中，导出量与基本量之间的关系可以 用量纲来表示 dim p q s Q L M T =