第2章牛頓定律

牛頓

IssacNewton（1643－1727）杰出的英國(guó)物理學(xué)家,經(jīng)典物理學(xué)的奠基人.他的不朽巨著《自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理》總結(jié)了前人和自己關(guān)于力學(xué)以及微積分學(xué)方面的研究成果.他在光學(xué)、熱學(xué)和天文學(xué)等學(xué)科都有重大發(fā)現(xiàn).

2-1

牛頓定律

數(shù)學(xué)形式：時(shí)，恒矢量

定義了物體的慣性任何物體都有保持其運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不變的性質(zhì),這一性質(zhì)叫慣性.

任何物體都要保持靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，直到外力迫使它改變運(yùn)動(dòng)狀態(tài)為止.

定義了力力是物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)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(yùn)動(dòng)狀態(tài),這個(gè)參考系稱(chēng)為慣性系

.相對(duì)慣性系靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)的參照系也是慣性系.一牛頓第一定律力是維持物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因?！廉?dāng)時(shí)，為常量

力的疊加原理牛頓第二定律只適用于質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng).

二牛頓第二定律

質(zhì)點(diǎn)受到合外力與獲得的加速度為瞬時(shí)對(duì)應(yīng)關(guān)系一般的表示直角坐標(biāo)表示自然坐標(biāo)表示牛頓第二定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式變速圓周運(yùn)動(dòng)

兩個(gè)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(gè)物體上.

（物體間相互作用規(guī)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(shuō)就是砝碼的重力傳下來(lái)的,它們是一回事嗎?

作用力和反作用力應(yīng)是同一種力.注意

牛頓三定律的研究對(duì)象是單個(gè)物體(質(zhì)點(diǎn)).若研究對(duì)象較復(fù)雜，必須將它各部分隔離開(kāi)來(lái),分別進(jìn)行研究.討論地球

1m

是光在真空中在（1/299792458s）內(nèi)所經(jīng)過(guò)的距離.力學(xué)的基本單位

1984年2月27日，我國(guó)國(guó)務(wù)院頒布實(shí)行以國(guó)際單位制（SI）為基礎(chǔ)的法定單位制.

1s

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

“千克標(biāo)準(zhǔn)原器”

是用鉑銥合金制造的一個(gè)金屬圓柱體，保存在巴黎度量衡局中.物理量單位名稱(chēng)符號(hào)長(zhǎng)度米質(zhì)量千克時(shí)間秒2-2

物理量的單位和量綱速率導(dǎo)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(guān)系

.3）從量綱分析中定出方程中比例系數(shù)的量綱和單位

.2）量綱可檢驗(yàn)文字結(jié)果的正誤

.量綱某一物理量

的量綱(給出導(dǎo)出量與基本量之間的關(guān)系)

物體間的萬(wàn)有引力：萬(wàn)有引力常數(shù)：一萬(wàn)有引力

萬(wàn)有引力定律適用于兩個(gè)質(zhì)點(diǎn).“從運(yùn)動(dòng)的現(xiàn)象去研究自然界中的力，然后從這些力去說(shuō)明其他現(xiàn)象”.牛頓定律是以力的概念為核心的.

重力:地球?qū)Φ孛娓浇矬w的萬(wàn)有引力.2-3

幾種常見(jiàn)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(nèi)彈性力遵從胡克定律

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

滑動(dòng)摩擦力

靜摩擦力三摩擦力

當(dāng)相互接觸的物體作相對(duì)運(yùn)動(dòng)或有相對(duì)運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)時(shí),它們中間所產(chǎn)生的阻礙相對(duì)運(yùn)動(dòng)的力稱(chēng)為摩擦力.

干摩擦:固體表面之間的摩擦.（滑動(dòng)摩擦、靜摩擦、滾動(dòng)摩擦）

濕摩擦:液體內(nèi)部或液體和固體表面的摩擦.最大靜摩擦一般情況

滑動(dòng)摩擦系數(shù)靜摩擦系數(shù)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(duì)作用力和反作用力（繩子質(zhì)量可略），大小相等，方向相反，那么他們的輸贏與什么有關(guān)？50kg勝負(fù)的關(guān)鍵在于腳下的摩擦力.1）確定研究對(duì)象進(jìn)行受力分析；（隔離物體，畫(huà)受力圖，不要畫(huà)力的分解圖.）2）取坐標(biāo)系；3）列方程（一般用分量式,用文字符號(hào)列方程式）；4）利用其它的約束條件列補(bǔ)充方程；5）先用文字符號(hào)求解，后代入數(shù)據(jù)計(jì)算結(jié)果.解題的基本思路2-4

牛頓定律的應(yīng)用舉例例1,例3,例4，例5自學(xué)解汽車(chē)的加速度

例2

設(shè)有一質(zhì)量為m=2500kg的汽車(chē),在平直的高速公里上以每小時(shí)120km

的速度行駛.若欲使汽車(chē)平穩(wěn)地停下來(lái),駕駛員啟動(dòng)剎車(chē)裝置,剎車(chē)阻力是隨時(shí)間線性增加的,即,其中b=3500N·s.試問(wèn)此車(chē)經(jīng)過(guò)多長(zhǎng)時(shí)間停下來(lái).t時(shí)刻，汽車(chē)停下來(lái)注意：要將初速度換算到國(guó)際單位制

例6

如圖所示（圓錐擺），長(zhǎng)為的細(xì)繩一端固定在天花板上，另一端懸