东南大学：《大学物理学》课程教学资源（PPT课件讲稿）第二章 牛顿定律（2.1）牛顿定律

物理学 第五版 2-1牛顿定律 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,其中含有三 条牛顿运动定律和万有引力定律, 以及质量、动量、力和加速度等 牛顿 ssac Newton概念在光学方面,他说明了色 (1643-1727)散的起因,发现了色差及牛顿环, 他还提出了光的微粒说. 第二章牛顿定律 1/16

第二章 牛顿定律 物理学 第五版 2-1 牛顿定律 1/16 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，其中含有三 条牛顿运动定律和万有引力定律, 以及质量、动量、力和加速度等 概念．在光学方面，他说明了色 散的起因，发现了色差及牛顿环， 他还提出了光的微粒说． 牛顿 Issac Newton （1643－1727）

物理学 第五版 牛顿第一定律 2-1牛顿定律 Newton first law)惯性定律( Law of inertia) 任何物体都要保持其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 Any object would stay at rest or remain in motion on a straight line with a constant velocity, until an external force made it change its state of motion. 大F=0,7=C ★惯性和力的概念( The concept ofinertia& force) 1、惯性( neria): 任何物体都具有保持原有运动状态的特性 Any object has the property of keeping its motion state unchanged 第二章牛顿定律 2/16

第二章 牛顿定律 物理学 第五版 2-1 牛顿定律 2/16 任何物体都要保持其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 . F  0,  C   v 惯性定律(Law of inertia ) 一 牛顿第一定律 (Newton first law) Any object would stay at rest or remain in motion on a straight line with a constant velocity, until an external force made it change its state of motion. 惯性和力的概念(The concept of inertia & force) 1、惯性(Inertia)： 任何物体都具有保持原有运动状态的特性。 Any object has the property of keeping its motion state unchanged

物理学 第五版 2-1牛顿定律 2、力( Force):力是物体间的相互作用。 Force is a interaction between objects 力的效果是使物体发生状态变化或发生形变。 The effect of force is to make object moving state of changed or object shape deformated (1)力的三要素( Three elements offorce) 大小方向作用点 Size Direction Point of role (2)力的种类( The type offorces)(2-3) 根据力的性质 According to the character of/0 rces 万有引力弹性力摩擦力 Universal gravity Elastic force Friction force 第二章牛顿定律 3/16

第二章 牛顿定律 物理学 第五版 2-1 牛顿定律 3/16 2、力(Force) ：力是物体间的相互作用。 力的效果是使物体发生状态变化或发生形变。 大小 方向 作用点 (1)力的三要素(Three elements of force): (2)力的种类(The type of forces)(2-3): 万有引力 弹性力 摩擦力 Force is a interaction between objects The ef ect of force is to make object moving state of changed or object shape deformated Size Direction Point of role 根据力的性质 According to the character of forces Universal gravity Elastic force Friction force

物理学 第五版 2-1牛顿定律 牛顿第二定律 运动定律( Law of motion) (Newton second law) 动量为p的物体,在合外力F=∑F的作用下,其动 量随时间的变化率应当等于作用于物体的合外力 When the momentum of an object is p, the rate of change of the momentum with respect to time is equal to the le total force F=2 Fi, acting on the object. ★F(0)=9(,()=ma() dt ★当<c时,m为常量F(t)=ma(t) 第二章牛顿定律 4/16

第二章 牛顿定律 物理学 第五版 2-1 牛顿定律 4/16 d ( ) ( ) , ( ) ( ) d p t F t p t m t t      v 二 牛顿第二定律 (Newton second law) 动量为p的物体，在合外力F=∑Fi的作用下，其动 量随时间的变化率应当等于作用于物体的合外力 . 运动定律(Law of motion ) When the momentum of an object is p, the rate of change of the momentum with respect to time is equal to the total force F= ∑ Fi , acting on the object. 当v<<c时，m为常量 F(t) ma(t)   

物理学 第五版 2-1牛顿定律 当物体的质量一定时,加速度大小与力成正比 When mass of object is constant, the size of acceleration is proportional to force m=C,a FI 2、当力恒定时,加速度大小与质量成反比。 When force is constant, the size ofacceleration is inversely proportional to mass of object 2 a∞ 质量是描述物体惯性大小的量度。 Mass is measurement described for the size ofobject inertia 第二章牛顿定律 5/16

第二章 牛顿定律 物理学 第五版 2-1 牛顿定律 5/16 1、当物体的质量一定时，加速度大小与力成正比。 质量是描述物体惯性大小的量度。 2、当力恒定时，加速度大小与质量成反比。 When mass of object is constant, the size of acceleration is proportional to force When force is constant, the size of acceleration is inversely proportional to mass of object m  C , | a | | F |   1 F C ,| a | m      Mass is measurement described for the size of object inertia

物理学 第五版 2-1牛顿定律 ★牛顿定律的研究对象是单个物体(质点) The research subjects of Newton's law is single objects Mass point) ★瞬时关系( nstantaneous relationship ★矢量关系( ector relationsh) ☆力的叠加原理( The principle of superposition of force) F=∑F物体所受合外力mh he total external force acting on the object F=F1+F2+F3+ a,+ 2 a2+ 第二章牛顿定律 6/16

第二章 牛顿定律 物理学 第五版 2-1 牛顿定律 6/16 瞬时关系(Instantaneous relationship ) 牛顿定律的研究对象是单个物体（质点） 矢量关系(Vector relationship ) The research subjects of Newton’s law is single objects (Mass point) 力的叠加原理(The principle of superposition of force) F   Fi   物体所受合外力 The total external force acting on the object. 1 2 3 F  F  F  F  ...     1 2 3 a  a  a  a  ...    

物理学 第五版 2-1牛顿定律 ★直角坐标系( Cartesian coordinate system) =Fi+Ej+ek F=maF n a a=aitai+ak F2= ★应用:受力分析隔离体法。 applications: Analyzing the forces on an object Body-isolation method ★a=0∑F=0(平衡条件)质点静力学 (Balance conditions The statics of mass point 第二章牛顿定律 7/16

第二章 牛顿定律 物理学 第五版 2-1 牛顿定律 7/16 x x y y z z F m a F m a F m a F m a           x y z  x y z F F i F j F k a a i a j a k                    直角坐标系(Cartesian coordinate system) 应用：受力分析 隔离体法。 a  0  0 i F   (平衡条件)质点静力学 Applications: Analyzing the forces on an object Body-isolation method (Balance conditions)The statics of mass point

物理学 第五版 2-1牛顿定律 自然坐标系( Natural coordinate system) av F=ma=m(a,+an=m-e+m-e dt = 注:p为4处曲线的曲率半径 Note: p is curvature radius of curve a point 第二章牛顿定律 8/16

第二章 牛顿定律 物理学 第五版 2-1 牛顿定律 8/16 注:ρ为A处曲线的曲率半径． 2 t 2 2 n d d d d s F m m t t F m ρ         v v 自然坐标系(Natural coordinate system) n 2 t n t d d ( ) e ρ e m t F ma m a a m       v v      a  t e  n e  A Note: ρ is curvature radius of curve A point

物理学 第五版 2-1牛顿定律 三牛顿第三定律( Newton third law) 作用与反作用定律( Law of action& reaction) 两个物体之间作用力F12和反作用力F21,沿同 直线,大小相等,方向相反,分别作用在两个物体上 The active force(action) Fn and the reactive force(reaction F2l between two objects act upon each object, respectively, and the forces are equal in magnitude, opposite in direction, and along the same straight line ★F=-F 12 21 (物体间相互作用规律) The interactive law between objects 第二章牛顿定律 9/16

第二章 牛顿定律 物理学 第五版 2-1 牛顿定律 9/16 两个物体之间作用力F12和反作用力F21 , 沿同一 直线, 大小相等, 方向相反,分别作用 在两个物体上 . F12 F21     (物体间相互作用规律) 三牛顿第三定律(Newton third law) 作用与反作用定律(Law of action & reaction) F21  F12  The active force(action) F12 and the reactive force(reaction) F21 between two objects act upon each object, respectively, and the forces are equal in magnitude, opposite in direction, and along the same straight line The interactive law between objects

物理学 第五版 2-1牛顿定律 ★作用力与反作用力分别作用于两个物体, 各产生其效果 Action &e reaction force act upon two objects involed, each have its effect ☆作用在同一物体等大、反向的两个外力(力偶) 定不是作用力与反作用力。 Two external forces(coup le acting on the same object with the same size the opposite direction is definitely not action and reaction force 第二章牛顿定律 10/16

第二章 牛顿定律 物理学 第五版 2-1 牛顿定律 10/16 作用力与反作用力分别作用于两个物体, 各产生其效果。 作用在同一物体等大、反向的两个外力(力偶) 一定不是作用力与反作用力。 Action & reaction force act upon two objects involed, each have its ef ect Two external forces (couple) acting on the same object with the same size & the opposite direction is definitely not action and reaction force