英國偉大的物理學(xué)家、數(shù)學(xué)家、天文學(xué)家。恩格斯說：“牛頓由于發(fā)現(xiàn)了萬有引力定律而創(chuàng)立了天文學(xué)，由于進(jìn)行光的分解而創(chuàng)立了科學(xué)的光學(xué)，由于創(chuàng)立了二項式定理和無限理論而創(chuàng)立了科學(xué)的數(shù)學(xué)，由于認(rèn)識了力學(xué)的本性而創(chuàng)立了科學(xué)的力學(xué)。”的確，牛頓在自然科學(xué)領(lǐng)域里作了奠基的貢獻(xiàn)，堪稱科學(xué)巨匠。牛頓出生于英國北部林肯郡的一個農(nóng)民家庭。1661年考上劍橋大學(xué)特里尼蒂學(xué)校，1665年畢業(yè)，這是正趕上鼠疫，牛頓回家避疫兩年，期間幾乎考慮了他一生中所研究的各個方面，特別是他一生中的幾個重要貢獻(xiàn)：萬有引力定律、經(jīng)典力學(xué)、微積分和光學(xué)。牛頓(IsaacNewton,1642―1727)

伽利略(1564―1642)

著名意大利數(shù)學(xué)家、天文學(xué)家、物理學(xué)家、哲學(xué)家，是首先在科學(xué)實驗的基礎(chǔ)上融合貫通了數(shù)學(xué)、天文學(xué)、物理學(xué)三門科學(xué)的科學(xué)巨人。加利略是科學(xué)革命的先驅(qū)，畢生把哥白尼、開普勒開創(chuàng)的新世界觀加以證明和廣泛宣傳，并以自己在教會迫害下的犧牲喚起人們對日心說的公認(rèn)，在人類思想解放和文明發(fā)展的過程中作出了劃時代的貢獻(xiàn)。

300多年后的1979年11月10日，羅馬教皇才公開承認(rèn)對加利略審判的不公正，1980年十月，世界主教會再一次聲明，為科學(xué)巨人加利略沉冤昭雪。一掌握牛頓定律的基本內(nèi)容及其適用條件.

二熟練掌握用隔離體法分析物體的受力情況,能用微積分方法求解變力作用下的簡單質(zhì)點動力學(xué)問題.教學(xué)基本要求1.7.1

牛頓第一定律（慣性定律）

任何物體都保持靜止或勻速直線運動的狀態(tài)，直到受到力的作用迫使它改變這種狀態(tài)為止?！?.7牛頓運動定律2、質(zhì)量:是慣性大小的量度（慣性質(zhì)量）。1、慣性：物體保持靜止或勻速直線運動狀態(tài)的性質(zhì)，稱為慣性。3、力:是物體間的相互作用，即為了改變一物體的靜止或勻速直線運動狀態(tài)，其它物體對它的作用。1.7.2牛頓第二定律

在受到外力作用時，物體所獲得的加速度的大小與外力成正比，與物體的質(zhì)量成反比；加速度的方向與外力的矢量和的方向相同。在SI制中，質(zhì)量的單位為kg，加速度的單位為m/s2，力的單位為牛頓（N）。1、瞬時性：力和加速度同時存在、同時改變、同時消失。2、矢量性：直角坐標(biāo)系自然坐標(biāo)系3、疊加性：4、平衡狀態(tài)：1.7.3牛頓第三定律

兩個物體之間對各自對方的相互作用總是相等的，而且指向相反的方向。1、二作用力為同時出現(xiàn)、同時消失；2、二力為同性質(zhì)的力；3、二力不是平衡力。地球1.7.4

幾種常見力1、重力：由于地球吸引使物體所受的力。大小為質(zhì)量與重力加速度的乘積，方向豎直向下。

F=mgg=9.8m/s22、摩擦力：當(dāng)兩個物體有相對運動或相對運動趨勢時，在接觸面上產(chǎn)生的阻礙相對運動的力。分為滑動摩擦力和靜摩擦力。大小分別為:fk=

kN及fsmax=sN。其中N為二物體間垂直接觸面的正壓力。

3、彈力：發(fā)生形變的物體，由于力圖恢復(fù)原狀，對與它接觸的物體產(chǎn)生的作用力。如壓力、張力、拉力、支持力、彈簧的彈力。（1）彈簧的彈力在彈性限度內(nèi)，滿足胡克定律f=-kx，彈力的方向總是與形變的方向相反。（2）繩內(nèi)的張力當(dāng)繩的質(zhì)量可以忽略時，繩內(nèi)的張力處處相等，且等于繩兩端的拉力。（3）正壓力當(dāng)二物體接觸時，若二者由于相互擠壓而發(fā)生形變，所產(chǎn)生的垂直于二接觸面作用力。1.7.5基本的自然力1、萬有引力：大小G=6.6710-11Nm2/kg2方向：例、地球?qū)ξ矬w的引力P＝mg=GMm/R2

所以g=GM/R2

2、電磁力：（庫侖力）f=kq1q2/r2k=9109Nm2/C2注意：電磁力遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于萬有引力！3、強(qiáng)力：粒子之間的一種相互作用，作用范圍在

0.410-15米至10-15米。4、弱力：粒子之間的另一種作用力，力程短、力弱（10－2牛頓）＊以距源處強(qiáng)相互作用的力強(qiáng)度為1四種基本相互作用比較力的種類相互作用的物體力的強(qiáng)度力程萬有引力一切質(zhì)點無限遠(yuǎn)弱力大多數(shù)粒子小于電磁力電荷無限遠(yuǎn)強(qiáng)力核子、介子等＊溫伯格薩拉姆格拉肖弱相互作用電磁相互作用電弱相互作用理論三人于1979年榮獲諾貝爾物理學(xué)獎

.

魯比亞,范德米爾實驗證明電弱相互作用，1984年獲諾貝爾獎

.電弱相互作用強(qiáng)相互作用萬有引力作用“大統(tǒng)一”（尚待實現(xiàn)）§1.8力學(xué)的相對性原理

不可能在慣性系內(nèi)部進(jìn)行任何的力學(xué)實驗來確定該系統(tǒng)作勻速直線運動的速度。

慣性系：牛頓定律成立的參照系，稱為慣性系。力學(xué)規(guī)律對于所有的慣性系都是等價的。單位制、量綱、慣性系與非慣性系問題：1.慣性系地面參考系：（小球保持勻速運動）車廂參考系：

定義：適用牛頓運動定律的參考系叫做慣性參考系；反之，叫做非慣性參考系

.

（在研究地面上物體的運動時，地球可近似地看成是慣性參考系

.）（小球加速度為）車廂由勻速變?yōu)榧铀龠\動二力學(xué)相對性原理

2）對于不同慣性系，牛頓力學(xué)的規(guī)律都具有相同的形式，與慣性系的運動無關(guān)

.

1）凡相對于慣性系作勻速直線運動的一切參考系都是慣性系

.伽利略相對性原理

結(jié)論為常量

1m

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

1984年2月27日，我國國務(wù)院頒布實行以國際單位制（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(zhì)量千克時間秒2.單位制速率導(dǎo)出量力功實際時間過程的時間宇宙年齡約（140億年）地球公轉(zhuǎn)周期

人脈搏周期

約最短粒子壽命實際長度實際質(zhì)量可觀察宇宙半徑宇宙地球半徑太陽說話聲波波長地球可見光波波長宇宙飛船原子半徑最小病毒質(zhì)子半徑電子夸克半徑光子，中微子（靜）

定義：表示一個物理量如何由基本量的組合所形成的式子

.

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）量綱可檢驗文字結(jié)果的正誤

.3.量綱某一物理量

的量綱§1.9牛頓定律的應(yīng)用1）確定研究對象進(jìn)行受力分析；（隔離物體，畫受力圖）2）取坐標(biāo)系；3）列方程（一般用分量式）；4）利用其它的約束條件列補(bǔ)充方程；5）先用文字符號求解，后帶入數(shù)據(jù)計算結(jié)果.解題的基本思路

（1）如圖所示滑輪和繩子的質(zhì)量均不計，滑輪與繩間的摩擦力以及滑輪與軸間的摩擦力均不計.且.求重物釋放后，物體的加速度和繩的張力.解:

以地面為參考系畫受力圖、選取坐標(biāo)如圖例1阿特伍德機(jī)

（2）若將此裝置置于電梯頂部，當(dāng)電梯以加速度相對地面向上運動時，求兩物體相對電梯的加速度和繩的張力.解:

以地面為參考系

設(shè)兩物體相對于地面的加速度分別為，且相對電梯的加速度為解:

例2

如圖長為的輕繩，一端系質(zhì)量為的小球,另一端系于定點，時小球位于最低位置，并具有水平速度，求小球在任意位置的速率及繩的張力.

例3

如圖所示（圓錐擺），長為的細(xì)繩一端固定在天花板上，另一端懸掛質(zhì)量為的小球，小球經(jīng)推動后，在水平面內(nèi)繞通過圓心的鉛直軸作角速度為的勻速率圓周運動

.問繩和鉛直方向所成的角度為多少？空氣阻力不計.解:越大，也越大利用此原理，可制成蒸汽機(jī)的調(diào)速器（如圖所示）.

例4

設(shè)空氣對拋體的阻力與拋體的速度成正比，即，為比例系數(shù).拋體的質(zhì)量為、初速為、拋射角為.求拋體運動的軌跡方程.解:

取如圖所示的平面坐標(biāo)系解:

取坐標(biāo)如圖令

例5一質(zhì)量

，半徑的球體在水中靜止釋放沉入水底.已知阻力,為粘滯系數(shù)，

求.

為浮力（極限速度）當(dāng)時一般認(rèn)為

若球體在水面上是具有豎直向下的速率，且在水中的重力與浮力相等，即.則球體在水中僅受阻力的作用例6、水平面上有一質(zhì)量為51kg的小車D，其上有一定滑輪C，通過繩在滑輪兩側(cè)分別連有質(zhì)量為m1=5kg和m2=4kg的物體A和B。其中物體A在小車的水平面上，物體B被繩懸掛，系統(tǒng)處于靜止瞬間，如圖所示。各接觸面和滑輪軸均光滑，求以多大力作用在小車上，才能使物體A與小車D之間無相對滑動。（滑輪和繩的質(zhì)量均不計，繩與滑輪間無滑動）DCBAXYO解：建立坐標(biāo)系并作受力分析圖：列方程：解出：=784NAm1gN1Tm1Bm2gTm2DMgN2FTTN1例7、在出發(fā)點O以速度v0豎直向上拋出一質(zhì)量為m的小球。小球運動時，除受重力外還受一大小為f=kmv2

的粘滯阻力，k為常數(shù)，v為小球的速率。求（1）小球能上升的最大高度；（2）當(dāng)小球上升到最高點，然后又回到出發(fā)點時的速率。v0H解（1）取坐標(biāo)，作受力圖。根據(jù)牛頓第二定律，有fvmgayoH（2）下落過程中：此題是一變加速運動，主要涉及積分變量換算！

例8、在光滑的水平面上，固定平放如圖所示的半圓形擋板S，質(zhì)量為m的滑塊以初速度v0

沿切線方向進(jìn)入擋板內(nèi)，滑塊與屏間的摩擦系數(shù)為。求：滑塊沿?fù)醢暹\動時任一時刻的速度v及路程S.v0O解：建立自然坐標(biāo)系，受力分析如圖v0ONvfr