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1、力牛顿运动定律第1页，共18页，编辑于2022年，星期五第二章第二章 牛顿运动定律牛顿运动定律2.1 2.1 牛顿运动定律牛顿运动定律2.22.2常见力常见力2.32.3基本自然力基本自然力2.4 2.4 应用牛顿定律解题应用牛顿定律解题2.5 2.5 非惯性系与惯性力非惯性系与惯性力第2页，共18页，编辑于2022年，星期五2.1 2.1 牛顿运动定律牛顿运动定律一一.牛顿第一定律（惯性定律）和惯性系牛顿第一定律（惯性定律）和惯性系任何物体如果没有力作用在它上面，都将保持静止的或任何物体如果没有力作用在它上面，都将保持静止的或作匀速直线运动的状态。作匀速直线运动的状态。1.1.定义了惯性参考
2、系定义了惯性参考系 静止或运动相对谁静止或运动相对谁?宇宙只有一个物体如何宇宙只有一个物体如何?2.2.定义了物体的定义了物体的惯性惯性和说明了力的作用和说明了力的作用 保持保持运动状态和运动状态和改变改变运动状态运动状态惯性系惯性系惯性惯性力力地面参考系，自转地面参考系，自转a an n 地心参考系，公转地心参考系，公转a an n太阳参考系，绕银河系太阳参考系，绕银河系a an na 3.4a 3.4 cm/s cm/s2 2a 1.8 a 1.8 1010-8-8 cm/s cm/s2 2a 0.6 a 0.6 cm/s cm/s2 2第3页，共18页，编辑于2022年，星期五二二.牛顿
3、第二定律牛顿第二定律力的叠加原理，力的叠加原理，m m 为惯性质量为惯性质量三三.牛顿第三定律牛顿第三定律(作用力与反作用力作用力与反作用力)作用力与反作用力大小相等、方向相反，作用在不同物体作用力与反作用力大小相等、方向相反，作用在不同物体上上.*第二、第三定律只在惯性系第二、第三定律只在惯性系成立成立 普遍性（高低速）普遍性（高低速）低速低速实际应用中的分量式:第4页，共18页，编辑于2022年，星期五四、四、SISI单位和量纲单位和量纲Standard InstitutionStandard Institution (标准制）标准制）一）、量纲一）、量纲：L L(engthength)表
4、示长度表示长度 M M(assass)表示质量表示质量 T T(imeime)表示时间表示时间例：速度例：速度 v:LTv:LT-1-1 力力F F：MLTMLT-2-2二）、量纲的意义：二）、量纲的意义：如果F=mv2,则左边的量纲MLT-2，右边的量纲ML2T-2,由于两者不符合，这结果错误。第5页，共18页，编辑于2022年，星期五2.2 2.2 技术中常见的几种力（自学）技术中常见的几种力（自学）1 1、重力、重力（gravity)gravity)2 2、弹性力、弹性力（与形变成正比）（与形变成正比）恢复力恢复力2 2）、张力）、张力各点张力相等各点张力相等1 1）、正压力）、正压力
5、、拉力、拉力3 3）、弹簧力）、弹簧力NN N与支持面垂直与支持面垂直第6页，共18页，编辑于2022年，星期五3 3、摩擦力、摩擦力静摩擦力静摩擦力（与相对滑动趋势有关）（与相对滑动趋势有关）最大静摩擦力最大静摩擦力滑动摩擦力滑动摩擦力（电 磁 力）4 4、流体力、流体力5 5、表面张力、表面张力相对速率低的时候，与速率成正比。相对速率低的时候，与速率成正比。相对速率高时，与速率平方成正比。相对速率高时，与速率平方成正比。第7页，共18页，编辑于2022年，星期五 2.3 2.3 基本的自然力（自学）基本的自然力（自学）常见的力是基本自然力的不同表现常见的力是基本自然力的不同表现一、万有引力
6、一、万有引力引力质量引力质量g=GM/R2二、电磁力二、电磁力静电场力静电场力磁力和电力有同一本源，以光子为传媒磁力和电力有同一本源，以光子为传媒三、强力三、强力：0.4100.410-15-15 r r 1010-15-15 m m 引力起主导作用引力起主导作用 四、弱力四、弱力：10mmB B+m+mA A。解：解：图2AT2xNAmAgyBT1T2mBgCNCT1xy mcg第10页，共18页，编辑于2022年，星期五a例例2.2.求系统的加速度求系统的加速度a忽略滑轮和绳子的质量忽略滑轮和绳子的质量,绳子不能伸长。绳子不能伸长。T2m2gT1=T2=Ta1=a2=aT1m1g对对m m
7、1 1：对对m m2 2：解：第11页，共18页，编辑于2022年，星期五例例3.3.求速率求速率v和线的张力和线的张力T。l统一变量统一变量T Tmgmgmdsdsds=l dq课堂练习：习题课堂练习：习题 2.132.13第12页，共18页，编辑于2022年，星期五非惯性系包括：非惯性系包括：平动加速系、转动系平动加速系、转动系2.6 2.6 非惯性系、惯性力非惯性系、惯性力一、平动加速系中的惯性力一、平动加速系中的惯性力惯性系，牛顿定律成立。惯性系，牛顿定律成立。水平方向小球不受力水平方向小球不受力若若用用牛牛顿顿定定律律思思考考，则则必必认认为为小小球球受受力力为为小车是非惯性系小车是
8、非惯性系牛顿定律不成立！牛顿定律不成立！小球加速小球加速a0mma0a0S系系小球静止小球静止a0mS 系系第13页，共18页，编辑于2022年，星期五F F 真实力真实力 ，a a 质点的加速度。质点的加速度。在在S S 系（非惯性系（非惯性系）中设质点的加速度为系）中设质点的加速度为 a a惯性力惯性力代入代入中得中得，即即S系中系中形式上的牛顿第二定律：形式上的牛顿第二定律：设设S S 系相对系相对惯性系惯性系S S以加速度以加速度a a0 0平动。在平动。在S S系系中牛顿第二定律成立中牛顿第二定律成立 第14页，共18页，编辑于2022年，星期五*惯性力可以有真实的效果。惯性力可以有
9、真实的效果。2 2、牛牛顿顿力力学学认认为为惯惯性性力力是是“假假想想力力”，不不是是 物物体体间的相互作用，没有反作用力。间的相互作用，没有反作用力。1 1、惯性力与质点的位置无关，各处均匀。、惯性力与质点的位置无关，各处均匀。质质点点所所受受惯惯性性力力的的大大小小，等等于于质质点点的的质质量量和和此此非非惯惯性性系系整整体体相相对对惯惯性性系系的的加加速速度的乘积，方向与此加速度的方向相反度的乘积，方向与此加速度的方向相反3 3、是物体的惯性在非惯性系中的表现。、是物体的惯性在非惯性系中的表现。第15页，共18页，编辑于2022年，星期五二战中的小故事：二战中的小故事：美美TinosaT
10、inosa号号潜潜艇艇携携带带1616枚枚鱼鱼雷雷，在在太太平平洋洋离离敌舰敌舰40004000码斜向攻击，发射码斜向攻击，发射4 4枚，使敌舰停航。枚，使敌舰停航。敌敌舰舰体体近距离、垂直攻击近距离、垂直攻击 滑块受摩擦滑块受摩擦力大力大 雷管不能被触发！雷管不能被触发！但离敌舰但离敌舰875875码垂直攻击发射码垂直攻击发射1111枚，枚，均未爆炸。均未爆炸。问题出在惯性力上问题出在惯性力上!撞针滑块撞针滑块雷管雷管导板导板鱼雷鱼雷SS第16页，共18页，编辑于2022年，星期五例例1 1：一匀加速运动的车厢内，观察单摆，平衡位一匀加速运动的车厢内，观察单摆，平衡位置和振动周期如何变化？置和振动周期如何变化？（加速度（加速度 a a0 0 ，摆长，摆长 l l，质量质量 m m）a0SS 解：在解：在 S 系系平衡位置平衡位置周期周期 mg比较用比较用S系求解！系求解！第17页，共18页，编辑于2022年，星期五弹力弹力真实弹力真实弹力还受惯性力还受惯性力惯性离心力惯性离心力惯性系惯性系S设圆盘匀速转动，物体设圆盘匀速转动，物体m m相对圆盘相对圆盘静止静止二、转动系中的惯性力二、转动系中的惯性力转动系转动系S这时，惯性力只是惯性离心力。这时，惯性力只是惯性离心力。第18页，共18页，编辑于2022年，星期五