開始開始慣性（inertia）§1-4牛頓運(yùn)動定律

任何物體都保持自己的靜止或勻速運(yùn)動狀態(tài)，直到作用在物體上的外力迫使它改變這種狀態(tài)為止?；虮硎鰹椋鹤杂闪Ｗ幼鰟蛩僦本€運(yùn)動或保持靜止。質(zhì)點(diǎn)處于靜止或勻速直線運(yùn)動狀態(tài)時：(靜力學(xué)基本方程

)推廣：任何質(zhì)點(diǎn)只要其它物體作用于它的合力為零，則該質(zhì)點(diǎn)保持靜止或勻速直線運(yùn)動狀態(tài)。1.4.1

牛頓第一定律（慣性定律）慣性參考系（慣性系）

總能找到特殊的物體群（參考系），慣性定律在其中嚴(yán)格成立，稱為慣性參考系

相對一個慣性系作勻速直線運(yùn)動的另一個參考系也是慣性系。

慣性參考系是相對靜止或作勻速直線運(yùn)動的參考系

在相對于地面做勻速直線運(yùn)動的船艙里進(jìn)行的力學(xué)實(shí)驗(yàn)和觀測中，與地面上的力學(xué)實(shí)驗(yàn)和觀測，結(jié)果并沒有差異。這就是說，以相對于地面做勻速直線運(yùn)動的物體作為參考系，牛頓運(yùn)動定律也成立的。牛頓第一、二定律只在慣性系中成立。

在相對于地面做變速運(yùn)動的參考系中，牛頓運(yùn)動定律是否成立呢？

先假設(shè)有一輛做勻速直線運(yùn)動的車廂，車廂里的桌面上放一個小球。相對于車廂參考系來說，小球保持靜止，小球所受外力為零，符合牛頓運(yùn)動定律。

假設(shè)車廂開始做向右做加速運(yùn)動，在車廂中觀察小球的運(yùn)動。a

車廂里的小球?qū)⑾蜃笞黾铀龠\(yùn)動，而小球并沒有受到其他物體的作用力，所受合力仍為零。這說明：在相對于地面做變速運(yùn)動的車廂里，牛頓運(yùn)動定律不再成立。a在運(yùn)動學(xué)中，研究質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動時，按研究問題的方便，參照系可以任意選取。在動力學(xué)中，應(yīng)用牛頓定律研究問題時，參考系不能隨意選取。1、FK4系：以1535顆恒星平均靜止位形作為基準(zhǔn)—目前最好。2、太陽系：太陽中心為原點(diǎn)，坐標(biāo)軸指向恒星—繞銀河中心的向心加速度～1.8

10-10m/s23、地心系：地心為原點(diǎn)，坐標(biāo)軸指向恒星—繞太陽的向心加速度～6

10-3m/s24、地面系（實(shí)驗(yàn)室系）：坐標(biāo)軸固定在地面上—赤道處自轉(zhuǎn)向心加速度～3.4

10-2m/s2實(shí)用的慣性系：1.4.2牛頓第二定律(加速度定律)牛頓第二定律的表述：物體受到外力作用時，物體的動量隨時間的變化率大小與合外力的大小成正比并與物體的質(zhì)量成反比，動量變化率的方向與合外力的方向相同。其表達(dá)式為

當(dāng)宏觀物體在低速情況下運(yùn)動時，即V<<C時，上式可寫成:相對論質(zhì)速關(guān)系1.4.3牛頓第三定律

兩個物體之間的作用力與反作用力大小相等、方向相反，分別作用在不同物體上。作用力和反作用力具有的特點(diǎn)：（1）作用力和反作用力總是成對出現(xiàn)，同時存在，同時消失，任何一方都不能孤立地存在。（2）作用力和反作用力是分別作用在兩個物體上的力，不能相互抵消。（3）作用力和反作用力是屬于同種性質(zhì)的力。牛頓運(yùn)動定律的適用范圍1.牛頓運(yùn)動定律僅適用于慣性系。2.牛頓運(yùn)動定律僅適用于運(yùn)動速度遠(yuǎn)小于光速的所謂低速運(yùn)動物體。3.牛頓運(yùn)動定律僅適用于宏觀物體。4.牛頓運(yùn)動定律僅適用于實(shí)物，不完全適用于場。

力以有限速度傳遞，物體1運(yùn)動，由于“延遲”效應(yīng)，t時刻作用力和反作用力不相等。12靜止ttt一.微分問題二

.積分問題已知運(yùn)動狀態(tài)，求質(zhì)點(diǎn)受到的合力已知質(zhì)點(diǎn)受到的合力，求運(yùn)動狀態(tài)。與質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動學(xué)相似，質(zhì)點(diǎn)動力學(xué)問題大體可分為兩類問題。四、牛頓定律應(yīng)用舉例牛頓定律解題步驟

1.選取研究對象系統(tǒng)

------------

物質(zhì)

2.選取參考系（建立適當(dāng)坐標(biāo)系）---時空

3.受力分析（隔離物體法）--------作用

4.確定運(yùn)動狀態(tài)

----------------運(yùn)動

5.建立牛頓動力學(xué)方程

6.解方程

7.討論

拉力的沿兩軸進(jìn)行分解，豎直方向的分量與重力平衡，水平方向的分力提供向心力。利用牛頓定律，列方程：例題1-1

一重物m用繩懸起，繩的另一端系在天花板上，繩長l=0.5m，重物經(jīng)推動后，在一水平面內(nèi)作勻速率圓周運(yùn)動，轉(zhuǎn)速n=1r/s。這種裝置叫做圓錐擺。求這時繩和豎直方向所成的角度。oxym解：繩以小球?yàn)檠芯繉ο?，對其進(jìn)行受力分析：

小球的運(yùn)動情況，豎直方向平衡，水平方向作勻速圓周運(yùn)動，建立坐標(biāo)系如圖x方向y方向由轉(zhuǎn)速可求出角速度：求出拉力：

可以看出，物體的轉(zhuǎn)速n愈大，

也愈大，而與重物的質(zhì)量m無關(guān)。例題1-2設(shè)一高速運(yùn)動的帶電粒子沿豎直方向以

v0

向上運(yùn)動，從時刻

t=0

開始粒子受到

F=F0t

水平力的作用，F(xiàn)0為常量，粒子質(zhì)量為

m

。解：以帶電粒子為研究對象，以地面為慣性系，建立坐標(biāo)如圖所示求粒子的運(yùn)動軌跡。思路2.變力作用下的單體問題運(yùn)動軌跡為豎直方向有水平方向有例題1-3以初速度v0

豎直向上拋出一質(zhì)量為m的小球，小球除受重力外，還受一個大小為αmv

2

的粘滯阻力。解：以小球?yàn)檠芯繉ο?，取地面為慣性系，建立坐標(biāo)如圖求小球上升的最大高度。