1、第二章牛頓運(yùn)動(dòng)定律質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)形狀變化的加速度是與作用在質(zhì)點(diǎn)上的力有關(guān)的，這部分內(nèi)容就是屬于牛頓定律的范圍。本章將概括的論述牛頓定律的內(nèi)容及其在質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)方面的初步運(yùn)用。2-1 牛頓運(yùn)動(dòng)三定律2-2 單位制和量綱2-3 力學(xué)中常見的三種力的特性2-4 牛頓定律的應(yīng)用2-5 慣性系與非慣性系牛頓運(yùn)動(dòng)三定律： 牛頓第一定律：任何物體都要堅(jiān)持靜止或勻速牛頓第一定律：任何物體都要堅(jiān)持靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)形狀，直到外力迫使它改動(dòng)運(yùn)動(dòng)形狀直線運(yùn)動(dòng)形狀，直到外力迫使它改動(dòng)運(yùn)動(dòng)形狀為止為止 牛頓第二定律：牛頓第二定律：ttd)m(dddvpFdtdvFmaFm kjiFzyxmamama牛頓第二定律是牛頓力學(xué)的中心，

2、運(yùn)用它處理問題時(shí)必需留意以下幾點(diǎn)。 (1)牛頓第二定律只適用于質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)。 (2)牛頓第二定律所表示的合外力與加速度之間的關(guān)系是瞬時(shí)關(guān)系。 (3)力的疊加原理。 牛頓第三定律：兩個(gè)物體之間的作用力和反牛頓第三定律：兩個(gè)物體之間的作用力和反作用力，沿同不斷線，大小相等，方向相反，作用力，沿同不斷線，大小相等，方向相反，分別作用在兩物體上分別作用在兩物體上 作用力和反作用力是同時(shí)產(chǎn)生、同時(shí)消作用力和反作用力是同時(shí)產(chǎn)生、同時(shí)消滅、分別作用在兩個(gè)物體上的屬于同種性質(zhì)的滅、分別作用在兩個(gè)物體上的屬于同種性質(zhì)的力。力。FF試分析以下問題： 1物體的運(yùn)動(dòng)方向和合外力方向能否一定一樣？ 2物體遭到幾個(gè)力的作用

3、，能否一定產(chǎn)生加速度？ 3物體運(yùn)動(dòng)的速率不變，所受合外力能否為零？2.1 力學(xué)的單位制和量綱 一個(gè)物理實(shí)際通常由以下幾個(gè)部分組成一個(gè)物理實(shí)際通常由以下幾個(gè)部分組成 概念，通常是籠統(tǒng)的、不能直接感知的概念，通常是籠統(tǒng)的、不能直接感知的 關(guān)于這些概念的數(shù)學(xué)表示關(guān)于這些概念的數(shù)學(xué)表示(物理量物理量)的假定的假定 一個(gè)或一組方程，表示物理量之間的關(guān)系一個(gè)或一組方程，表示物理量之間的關(guān)系 歷史的偶爾性或科學(xué)家的個(gè)人喜好歷史的偶爾性或科學(xué)家的個(gè)人喜好 例如：溫度例如：溫度Celsius(0o C), Celsius(0o C), Fahrenheit, Fahrenheit, KelvinKelvin物理

4、概念的數(shù)學(xué)表示決不是天生的物理概念的數(shù)學(xué)表示決不是天生的 , ,作某作某些假定是必要的些假定是必要的 . .根本物理量是經(jīng)過丈量來定義的根本物理量是經(jīng)過丈量來定義的 ( (操作操作性定義性定義 ) )根本或?qū)С龈净驅(qū)С?恣意恣意! !導(dǎo)出物理量經(jīng)過根本概念、根本物理量導(dǎo)出物理量經(jīng)過根本概念、根本物理量而得到而得到 1N = 1kgm/s21N = 1kgm/s2電量電量 Q 或或 電流電流 I 哪個(gè)根本哪個(gè)根本?SI 根本單位根本單位長度 米 m 質(zhì)量 千克 kg 時(shí)間 秒 s 電流 安培 A 溫度 開 K 物質(zhì)的量 摩 mol 發(fā)光強(qiáng)度 坎 cd Le Systme Internation

5、al dUnites長度長度:運(yùn)動(dòng)物體長度的丈量運(yùn)動(dòng)物體長度的丈量?“一尺之杵，日取其半，萬世無窮一尺之杵，日取其半，萬世無窮典型的長度典型的長度: 表表 2.2空間量子化空間量子化 根本長度根本長度Kr86sm458792299c規(guī)范米規(guī)范米1960 原子規(guī)范原子規(guī)范198310-151024質(zhì)量質(zhì)量規(guī)范千克規(guī)范千克引力質(zhì)量和慣性質(zhì)量引力質(zhì)量和慣性質(zhì)量以光速以光速 c 運(yùn)動(dòng)粒子運(yùn)動(dòng)粒子00mC12121u1m一致原子質(zhì)量單位一致原子質(zhì)量單位0m靜止質(zhì)量靜止質(zhì)量裂變和聚變裂變和聚變質(zhì)量與運(yùn)動(dòng)有關(guān)質(zhì)量與運(yùn)動(dòng)有關(guān);靜止質(zhì)量守恒靜止質(zhì)量守恒?時(shí)間時(shí)間1second = (1/86400) 平均太陽日

6、平均太陽日Cs133原子規(guī)范原子規(guī)范1/31556925.9747 of 規(guī)范回歸年規(guī)范回歸年1900孿生子佯謬孿生子佯謬鐘表記錄反復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)間鐘表記錄反復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)間.運(yùn)動(dòng)時(shí)鐘變慢運(yùn)動(dòng)時(shí)鐘變慢.時(shí)間單向性、時(shí)間之矢時(shí)間單向性、時(shí)間之矢量綱和量綱分析量綱和量綱分析幾何學(xué)中幾何學(xué)中 面積面積 (長度長度)2 體積體積 (長度長度)3e.g. dim 速度速度 L1T1 力學(xué)量力學(xué)量 L LM MT T物理量物理量 (根本量根本量)d量綱量綱 ? 單位單位2-3 力學(xué)中常見的三種力的特性2.3.1 萬有引力221rmmGF G=6. 6710-11Nm2kg-2 PPg通常把地球?qū)Φ孛娓浇矬w的萬有引力

7、叫做重力 ,其方向通常是指向地球中心的。重力的大小又叫分量。在重力的作用下，物體具有的加速度叫重力加速度2RGmgE2.3.2 彈性力減少還是添加減少還是添加?復(fù)雜復(fù)雜 不是根本力不是根本力近似、閱歷定律近似、閱歷定律 耗散耗散工業(yè)和技術(shù)工業(yè)和技術(shù) 摩擦學(xué)摩擦學(xué)(Tribology)根本研討根本研討 沙堆模型沙堆模型 (de Gennes) 自組織臨界景象自組織臨界景象2.3.3 摩擦力 資料的性質(zhì)資料的性質(zhì) 外表處置外表處置 外表外表 (氧化氧化) 膜膜 污染污染 溫度溫度 外表摩擦依賴于很多要素外表摩擦依賴于很多要素:數(shù)值上數(shù)值上 靜摩擦靜摩擦 正壓正壓力力 Nsf FF滑動(dòng)摩擦滑動(dòng)摩擦

8、正壓力正壓力Nkf FF靜摩擦系數(shù)靜摩擦系數(shù)動(dòng)摩擦系數(shù)動(dòng)摩擦系數(shù)鑄鐵鑄鐵 鑄鐵鑄鐵10. 1s15. 0kTeflon Teflon04. 0ks以下幾種說法能否正確？為什么？ 1物體遭到的摩擦力的方向總是與物體的運(yùn)動(dòng)方向相反 2摩擦力，總是妨礙物體運(yùn)動(dòng)的 3靜摩擦的大小等于 , 為靜摩擦因數(shù)， 為物體的正壓力NF00NF，2-4 牛頓定律的運(yùn)用例3,例5,例82-5 慣性系與非慣性系 在運(yùn)動(dòng)學(xué)中，研討物體的運(yùn)動(dòng)可任選參考系， 在動(dòng)力學(xué)中，運(yùn)用牛頓運(yùn)動(dòng)定律研討物體的運(yùn)動(dòng)時(shí)，參考系還能不能恣意選擇呢？牛頓運(yùn)動(dòng)定律能否對恣意參考系都適用呢？牛頓運(yùn)動(dòng)定律不是對恣意的參考系都適用的。慣性系: 適用牛頓

9、運(yùn)動(dòng)定律的參考系。例如地面以及相對地面作勻速直線運(yùn)動(dòng)的車廂，都是慣性系。非慣性系: 牛頓運(yùn)動(dòng)定律不適用的參考系。例如相對地面作加速運(yùn)動(dòng)的車廂那么是非慣性系。力學(xué)相對性原理力學(xué)相對性原理在一切慣性系中，牛頓運(yùn)動(dòng)定律都是等價(jià)的。 在一慣性系內(nèi)部所作的任何力學(xué)實(shí)驗(yàn)，都不能確定該慣性系相對于其他慣性系能否在運(yùn)動(dòng)。這個(gè)原理叫做力學(xué)相對性原理或伽利略相對性原理。uvvaaFi 稱為慣性力稱為慣性力慣性力是在非慣性系中物體所遭到的一種力，它是由于非慣性系本身的加速運(yùn)動(dòng)所引起的。慣性力不同于物體間相互作用所產(chǎn)生的力，它沒有施力者，當(dāng)然也不存在反作用力。aFFimaaF0mm0)(igagmmP失重失重引力可以

10、被抵消引力可以被抵消我們無法區(qū)別我們無法區(qū)別 引力和慣性力引力和慣性力 引力場和加速參考系引力場和加速參考系等價(jià)性原理等價(jià)性原理廣義相對論廣義相對論igmm ag 當(dāng)當(dāng)在自在下落的電梯中在自在下落的電梯中牛頓Issac Newton，1643-1727，出色的英國物理學(xué)家，經(jīng)典物理學(xué)的奠基人，他的不朽巨著總結(jié)了前人和本人關(guān)于力學(xué)以及微積分學(xué)方面的研討成果，其中含有牛頓三條運(yùn)動(dòng)定律和萬有引力定律，以及質(zhì)量、動(dòng)量、力和加速度等概念。在光學(xué)方面，他闡明了色散的原因，發(fā)現(xiàn)了色差及牛頓環(huán)，他還提出了光的微粒說。本章重點(diǎn)：掌握牛頓定律及其運(yùn)用條件。了解慣性力的概念和非慣性系中運(yùn)用牛頓定律的方法。 明確問題中所求運(yùn)動(dòng)的物體；明確問題中所求運(yùn)動(dòng)的物體； 調(diào)查物體所受的力及其性質(zhì)；調(diào)查物體所受