北京石油化工学院：《大学物理》课程PPT教学课件（讲稿）第一篇 力学 第二章 牛顿运动定律

第二章牛顿运动定律 §2-1牛顿运动定律力的概念 惯性参照系 §22力学单位制和量纲 §2-3牛顿运动定律应用举例

§2-1 牛顿运动定律 力的概念 惯性参照系 §2-2 力学单位制和量纲 §2-3 牛顿运动定律应用举例 第二章 牛顿运动定律

学要求 掌握牛顿运动定律及其适用条件, 能用微积分方法求解一维变力作用 下的简单质点动力学问题

掌握牛顿运动定律及其适用条件， 能用微积分方法求解一维变力作用 下的简单质点动力学问题. 教 学 要 求

§2-1顿运动定律力的概念惯性参照系 牛顿运动定律: 牛顿首先在他1687年出版的名著《自然哲学的 数学原理》一书中,提出三条定律做为动力学 的基础。这三条定律统一称为牛顿运动定律。 以牛顿运动定律为基础建立起来的力学理论 做牛顿力学或经典力学。牛顿所叙述的三条定 律如下:

§2-1牛顿运动定律 力的概念 惯性参照系 • 一、牛顿运动定律： • 牛顿首先在他1687年出版的名著《自然哲学的 数学原理》一书中，提出三条定律做为动力学 的基础。这三条定律统一称为牛顿运动定律。 以牛顿运动定律为基础建立起来的力学理论叫 做牛顿力学或经典力学。牛顿所叙述的三条定 律如下：

第一定律:任何物体都保持静止或匀速直线运 动的状态,直到其它物体所作用的力迫使它改 变这种状态为止。 第一定律的意义: 1、说明了物体具有保持原有运动 状态的特性,称为惯性。故第 定律又称为“惯性定律” 惯性:物体具有保持原有运动 状态不变的性质

惯性：物体具有保持原有运动 状态不变的性质。 1、说明了物体具有保持原有运动 状态的特性，称为惯性。故第 一定律又称为“惯性定律”。 第一定律的意义： • 第一定律：任何物体都保持静止或匀速直线运 动的状态，直到其它物体所作用的力迫使它改 变这种状态为止。 v 

2、肯定了力的概念。 力是两物体间的相互作用,力是改变物体运动状 态(或形状)的原因。 力:迫使一物体运动状态(或形状)改变时其它物体 对该物体的作用,即:使物体产生加速度的原因。 3、条文中的“物体”指的是质点,运动是平动, 惯性是平动惯性

力：迫使一物体运动状态（或形状）改变时其它物体 对该物体的作用，即：使物体产生加速度的原因。 2、肯定了力的概念。 力是两物体间的相互作用，力是改变物体运动状 态（或形状）的原因。 3、条文中的“物体”指的是质点，运动是平动， 惯性是平动惯性

4、第一定律是大量实验事实的抽象概括,不能用实验直接 证明。孤立物体是不存在的,所以,只要物体所受合力 为零,就相当于物体没有受到其它物体的作用。 5、凡是符合牛顿第一定律的参照系,称为惯性系。否则, 就是非惯性系。凡是相对于一个惯性系静止或作匀速直 线运动的参照系也是惯性系。故惯性系有无限多个

4、第一定律是大量实验事实的抽象概括，不能用实验直接 证明。孤立物体是不存在的，所以，只要物体所受合力 为零，就相当于物体没有受到其它物体的作用。 5、凡是符合牛顿第一定律的参照系，称为惯性系。否则， 就是非惯性系。凡是相对于一个惯性系静止或作匀速直 线运动的参照系也是惯性系。故惯性系有无限多个。 a  v 

第二定律:物体受到外力作用时,物体所获得的加速度的 大小与合外力成正比,并与物体的质量成反比; 加速度的方向与合外力的方向相同。 以a表示在合外力F作用下获得的加速度的大小, m表示物体的质量,则第二定律可写为 或F=kmd 选用国际单位制:k=1,有F=md 第二定律指出: 1、力的瞬时作用规律。 2、质量是物体平动惯性大小的量度

a  m F a    表示在合外力F 作用下获得的加速度的大小， m表示物体的质量，则第二定律可写为： 以 F ma   = F kma   = 选用国际单位制：k =1，有 或 第二定律：物体受到外力作用时，物体所获得的加速度的 大小与合外力成正比，并与物体的质量成反比； 加速度的方向与合外力的方向相同。 1、力的瞬时作用规律。 ２、质量是物体平动惯性大小的量度。 第二定律指出：

使用牛顿第二定律时注意: 只适用于质点或可视为质点的物体,而且只适用于惯 性系。 较严格地说,太阳是惯性系。但在不考虑地球自转 和公转或物体在短暂时间内运动时,地球也可以视为惯 性系。 实验指出,对一般力学现象来说,地面参照系是较好 的惯性系。 牛二律适用范围:质点、惯性系、低速(v<<c光速) 宏观运动(103cm以上)

使用牛顿第二定律时注意： 1、 只适用于质点或可视为质点的物体，而且只适用于惯 性系。 较严格地说，太阳是惯性系。但在不考虑地球自转 和公转或物体在短暂时间内运动时，地球也可以视为惯 性系。 实验指出，对一般力学现象来说，地面参照系是较好 的惯性系。 牛二律适用范围：质点、惯性系、低速（v <<c 光速）、 宏观运动（10-8cm以上）

2、F指物体所受合外力 F=∑F=m 3、力的独立性原理:如:F使质点产生加速度a = na 则∑F=m∑可 有: ∑ 牛二定律表示瞬时关系 F,a的方向相同,且是同一时刻的瞬时量; md不是力,只是运动的改变量;

2、 指物体所受合外力 3、力的独立性原理：如： Fi  使质点产生加速度 i a  Fi mai   = 则 有： 4、牛二定律表示瞬时关系  i =  i F m a   的方向相同，且是同一时刻的瞬时量； 不是力，只是运动的改变量； F a   , ma  F  F = Fi = ma    m F1  F2  F  a = ai  

5、解题时要用分量形式 对直角坐标: 2 F d-x F d y 对自然坐标: do F F= ma = m

对自然坐标： dt d Ft mat m v = = r Fn ma n m 2 v = = 2 2 dt d x Fx = m 5、解题时要用分量形式： 对直角坐标： 2 2 dt d y Fy = m m x y F  Fx  Fy  N t F 