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第2章牛顿定律

牛顿

IssacNewton（1643－1727）杰出的英国物理学家,经典物理学的奠基人.他的不朽巨著《自然哲学的数学原理》总结了前人和自己关于力学以及微积分学方面的研究成果.他在光学、热学和天文学等学科都有重大发现.

2-1

牛顿定律

数学形式：时，恒矢量

定义了物体的惯性任何物体都有保持其运动状态不变的性质,这一性质叫惯性.

任何物体都要保持静止或匀速直线运动状态，直到外力迫使它改变运动状态为止.

定义了力力是物体运动状态发生变化的原因.

定义了惯性参照系物体在某参考系中,不受其他物体作用而保持静止或匀速直线运动状态,这个参考系称为惯性系

.相对惯性系静止或匀速直线运动的参照系也是惯性系.一牛顿第一定律力是维持物体运动状态的原因。×当时，为常量

力的叠加原理牛顿第二定律只适用于质点的运动.

二牛顿第二定律

质点受到合外力与获得的加速度为瞬时对应关系一般的表示直角坐标表示自然坐标表示牛顿第二定律的数学表达式变速圆周运动

两个物体之间作用力和反作用力

,沿同一直线,大小相等,方向相反,分别作用在两个物体上.

（物体间相互作用规律）三牛顿第三定律地球3.

砝码所受重力的反作用力是什么?1.

的反作用力是什么?2.

能否说就是砝码的重力传下来的,它们是一回事吗?

作用力和反作用力应是同一种力.注意

牛顿三定律的研究对象是单个物体(质点).若研究对象较复杂，必须将它各部分隔离开来,分别进行研究.讨论地球

1m

是光在真空中在（1/299792458s）内所经过的距离.力学的基本单位

1984年2月27日，我国国务院颁布实行以国际单位制（SI）为基础的法定单位制.

1s

是铯的一种同位素133Cs原子发出的一个特征频率光波周期的9192631770倍.

“千克标准原器”

是用铂铱合金制造的一个金属圆柱体，保存在巴黎度量衡局中.物理量单位名称符号长度米质量千克时间秒2-2

物理量的单位和量纲速率导出量力功

量纲作用1）可定出同一物理量不同单位间的换算关系

.3）从量纲分析中定出方程中比例系数的量纲和单位

.2）量纲可检验文字结果的正误

.量纲某一物理量

的量纲(给出导出量与基本量之间的关系)

物体间的万有引力：万有引力常数：一万有引力

万有引力定律适用于两个质点.“从运动的现象去研究自然界中的力，然后从这些力去说明其他现象”.牛顿定律是以力的概念为核心的.

重力:地球对地面附近物体的万有引力.2-3

几种常见的力二弹性力:（压力、支持力、张力、弹簧弹性力等）

在弹性限度内弹性力遵从胡克定律

物体在受力形变时,有恢复原状的趋势,这种抵抗外力,力图恢复原状的的力就是弹性力.绳静止时若线密度绳各处张力相等.P绳加速时

滑动摩擦力

静摩擦力三摩擦力

当相互接触的物体作相对运动或有相对运动的趋势时,它们中间所产生的阻碍相对运动的力称为摩擦力.

干摩擦:固体表面之间的摩擦.（滑动摩擦、静摩擦、滚动摩擦）

湿摩擦:液体内部或液体和固体表面的摩擦.最大静摩擦一般情况

滑动摩擦系数静摩擦系数接触面间正压力

讨论：胖子和瘦子拔河,两人彼此之间施与的力是一对作用力和反作用力（绳子质量可略），大小相等，方向相反，那么他们的输赢与什么有关？50kg胜负的关键在于脚下的摩擦力.1）确定研究对象进行受力分析；（隔离物体，画受力图，不要画力的分解图.）2）取坐标系；3）列方程（一般用分量式,用文字符号列方程式）；4）利用其它的约束条件列补充方程；5）先用文字符号求解，后代入数据计算结果.解题的基本思路2-4

牛顿定律的应用举例例1,例3,例4，例5自学解汽车的加速度

例2

设有一质量为m=2500kg的汽车,在平直的高速公里上以每小时120km

的速度行驶.若欲使汽车平稳地停下来,驾驶员启动刹车装置,刹车阻力是随时间线性增加的,即,其中b=3500N·s.试问此车经过多长时间停下来.t时刻，汽车停下来注意：要将初速度换算到国际单位制

例6

如图所示（圆锥摆），长为的细绳一端固定在天花板上，另一端悬挂质量为的小球，小球经推动后，在水平面内绕通过圆心O

的铅直轴作角速度为的匀速率圆周运动

.问绳和铅直方向所成的角度为多少？空气阻力不计.解:越大，也越大利用此原理，可制成蒸汽机的调速器（如图所示）.