第2章牛頓定律

牛頓

IssacNewton（1643－1727）杰出的英國物理學家,經典物理學的奠基人.他的不朽巨著《自然哲學的數學原理》總結了前人和自己關于力學以及微積分學方面的研究成果.他在光學、熱學和天文學等學科都有重大發現.

2-1

牛頓定律

數學形式：時，恒矢量

定義了物體的慣性任何物體都有保持其運動狀態不變的性質,這一性質叫慣性.

任何物體都要保持靜止或勻速直線運動狀態，直到外力迫使它改變運動狀態為止.

定義了力力是物體運動狀態發生變化的原因.

定義了慣性參照系物體在某參考系中,不受其他物體作用而保持靜止或勻速直線運動狀態,這個參考系稱為慣性系

.相對慣性系靜止或勻速直線運動的參照系也是慣性系.一牛頓第一定律力是維持物體運動狀態的原因。×當時，為常量

力的疊加原理牛頓第二定律只適用于質點的運動.

二牛頓第二定律

質點受到合外力與獲得的加速度為瞬時對應關系一般的表示直角坐標表示自然坐標表示牛頓第二定律的數學表達式變速圓周運動

兩個物體之間作用力和反作用力

,沿同一直線,大小相等,方向相反,分別作用在兩個物體上.

（物體間相互作用規律）三牛頓第三定律地球3.

砝碼所受重力的反作用力是什么?1.

的反作用力是什么?2.

能否說就是砝碼的重力傳下來的,它們是一回事嗎?

作用力和反作用力應是同一種力.注意

牛頓三定律的研究對象是單個物體(質點).若研究對象較復雜，必須將它各部分隔離開來,分別進行研究.討論地球

1m

是光在真空中在（1/299792458s）內所經過的距離.力學的基本單位

1984年2月27日，我國國務院頒布實行以國際單位制（SI）為基礎的法定單位制.

1s

是銫的一種同位素133Cs原子發出的一個特征頻率光波周期的9192631770倍.

“千克標準原器”

是用鉑銥合金制造的一個金屬圓柱體，保存在巴黎度量衡局中.物理量單位名稱符號長度米質量千克時間秒2-2

物理量的單位和量綱速率導出量力功

量綱作用1）可定出同一物理量不同單位間的換算關系

.3）從量綱分析中定出方程中比例系數的量綱和單位

.2）量綱可檢驗文字結果的正誤

.量綱某一物理量

的量綱(給出導出量與基本量之間的關系)

物體間的萬有引力：萬有引力常數：一萬有引力

萬有引力定律適用于兩個質點.“從運動的現象去研究自然界中的力，然后從這些力去說明其他現象”.牛頓定律是以力的概念為核心的.

重力:地球對地面附近物體的萬有引力.2-3

幾種常見的力二彈性力:（壓力、支持力、張力、彈簧彈性力等）

在彈性限度內彈性力遵從胡克定律

物體在受力形變時,有恢復原狀的趨勢,這種抵抗外力,力圖恢復原狀的的力就是彈性力.繩靜止時若線密度繩各處張力相等.P繩加速時

滑動摩擦力

靜摩擦力三摩擦力

當相互接觸的物體作相對運動或有相對運動的趨勢時,它們中間所產生的阻礙相對運動的力稱為摩擦力.

干摩擦:固體表面之間的摩擦.（滑動摩擦、靜摩擦、滾動摩擦）

濕摩擦:液體內部或液體和固體表面的摩擦.最大靜摩擦一般情況

滑動摩擦系數靜摩擦系數接觸面間正壓力

討論：胖子和瘦子拔河,兩人彼此之間施與的力是一對作用力和反作用力（繩子質量可略），大小相等，方向相反，那么他們的輸贏與什么有關？50kg勝負的關鍵在于腳下的摩擦力.1）確定研究對象進行受力分析；（隔離物體，畫受力圖，不要畫力的分解圖.）2）取坐標系；3）列方程（一般用分量式,用文字符號列方程式）；4）利用其它的約束條件列補充方程；5）先用文字符號求解，后代入數據計算結果.解題的基本思路2-4

牛頓定律的應用舉例例1,例3,例4，例5自學解汽車的加速度

例2

設有一質量為m=2500kg的汽車,在平直的高速公里上以每小時120km

的速度行駛.若欲使汽車平穩地停下來,駕駛員啟動剎車裝置,剎車阻力是隨時間線性增加的,即,其中b=3500N·s.試問此車經過多長時間停下來.t時刻，汽車停下來注意：要將初速度換算到國際單位制

例6

如圖所示（圓錐擺），長為的細繩一端固定在天花板上，另一端懸