2 牛顿运动定律——【大学物理课件】
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本节内容结束
我不知道在别人看来，我
是什么样的人；但在我自己
看来，我不过就象是一个在
本 节 内海现滨比容玩寻结耍常束的更小为孩 光， 滑为 的不 一时 块发 卵
石或比寻常更为美丽的一片
贝壳沾沾自喜，而对于展现
在我面前的浩瀚的真理海洋
经典物理大师牛顿 ，却全然没有发现。
(1643—1727)
— 牛顿
2.1 牛顿运动定律
0 f fmax 0为静摩擦系数
2.滑动摩擦力： 当物体相对于接触面
滑动时，所受的接触面对它的阻力。
其方向与滑动方向相反。
f N
为滑动摩擦系数
万有引力是非接触力，其大小只随两物体距离而变；弹 性力和摩擦力均属接触力，其大小随物体运动状态而变。
（2）太阳系：太阳中心为原点，坐标轴指向恒 星 — 绕 银 河 中 心 的 向 心 加 速 度 ～ 1.8 1010m/s2。 —稍好点的惯性系
一般工程上可用的惯性系：
（3）地心系：地心为原点，坐标轴指向恒 星—绕太阳的向心加速度～6 10-3m/s2。
（4）地面系（本实节验室内系容）结：束坐标轴固定在地
万有引力、弹性力、摩擦力
一、万有引力 (universal gravitation)
F G m1m2
用矢量形式表r示2 本F节内G容m结r1m2束2 er
(G 6.67 1011N m 2 kg 2 )
er
m1
F m2
r
重力 P mg 矢量式 P mg
g 重力加速度
比
本节内容结束
萨 斜
力学基本量（单位）本: 节长度内(容m)结,质束量(kg),时间(s)
导出量（单位）: 速度(m/s),加速度(m/s2),力(N)等
②量纲
导出单位是基本单位的组合。
将一个物理量用若干基本量的幂次组合的式子，称为 该物理量的量纲.
·基本量以 T、L和M表示 e.g. [v]=LT-1
·导出量可用T、L和M的 幂次组合表示
2. 肯定了力的存在，并说明力是改变物体运动状态
的原因，不是维持运动的原因。
质点所受的合力为零，该质点就保持静止或者匀速直线 运动状态不变。
重要概念 1）惯性 维持原运动状态的属性 2）惯性系 惯性定律在其中严格成立的参考
系叫惯性参考系，简称惯性系
本节内容结束
目前惯性系的认识情况是
（1）FK4系：以1535颗恒星平均静止位形作为 基准—最好的惯性系。
塔
重力加速度和质量无关
F
G
Mm
R2
P mg
g
G
M R2
9.80m/s2
讨论：
❖万有引力公式只适用于两 质点。
❖一般物体万有引力很小， 但在天体运动中却起支配 作用。
‹# ›
二、弹性力 (elastic force) 物体发生弹性变形后，内部产生欲恢复形变的力。 常见的有：弹簧的弹力、绳索间的张力、压力、支
N ◆ 支撑力(正压力) ： 垂直于接触面，指向受力物体。
三、摩擦力：阻止两个相互接触的物体相对运动或相 对运动趋势的力。方向沿两物体的接触面。
1.静摩擦力： 当物体与接触面有相对滑动趋势时，所 受
注意接：触静面摩对擦它力的的阻大力小。随其外方力向的与变相化对而滑变动化趋。势方向相反。
最大静摩擦力：本f节max 内 容0 N结束
面 上 — 赤 道 处 自 转 向 心 加 速 度 ～ 3.4 102m/s2
二La、w)牛顿第二定定义律质(点Ne的w动to量n’：s SPecomnd
动量为 mv 的质点，在合外力的作用下，其动量
随时间的变化率等于作用于物体的合外力。
表达式：
F合本外节内dd容pt 结或束：
F合外 ma
当
v
c
撑力等。
本节内容结束
◆ 弹簧的弹性力：
F k x
x 表示弹簧的形变量，负号表示弹簧作用于物体
的弹性力总是要使物体回复至平衡位置，通常叫做
－－弹性回复力。
◆ 张力T ：
F′
F
拉紧的绳中任一截面两侧 的两部分之间的相互作用 力称为该截面处的张力。
方向沿绳长本。节内容结束
轻绳中各处张力的大小相等，且 T =F =F′
[a]=LT-2 [F]=MLT-2
·量纲应用
……
本节内容结束
量纲分析——利用量纲来检验文字结果正
确性的方法.
e.g. [F]=MLT-2 ≠ [MV2]=ML2T-
检验等式---一个等式中各2项的量纲均应相同。
例如
x x0 0t
正确与否？
1 2
at
2
各项量纲均为 [L] 正确
2.2 力学中常见的几种力
F合外
时ddPt，mddt为m常v 量 ，m 则ddvt
v
dm
dm dt
0
dt ma
牛二律表明：力是一个物体对另一个物体的作用，
这种作用迫使物体改变其运动状态，即产生加速度。
牛二定义了物体的“惯性质量”(m：惯性大小的度量)
应用牛顿第二定律应注意：
1. 牛顿定律的研究对象是单个物体，即质点。
方向相反，作 用在同一条直线上。 F12 F21
1. 作用力与反作用本力节总内是成容对结出束现。
2. 力的性质（类型）相同。 3. 分别作用于两个物体，不能抵消。 4. 注意区别于一对平衡力。
m
T＇ T
m P P＇
地球
四、惯性参考系（惯性系） 惯性定律（牛顿第一定律）在其中严格
成立的参考系叫惯性系，否则为非惯性系。
一、牛顿第一定律（惯性定律）(Newton’s First Law 任何质点都要保持其静止或匀速直线运动的状
态，直到外力迫使它改变这种状态为止。
1. 反性映）了 这任 一何 固物 有体属本都性节具。内有所惯以容性牛结（顿维第束持一原定运律动又状称态为的惯属性
定律。 2. “自由粒子”总保持静止或匀速直线运动状态。
2.
即合外：力F与与a加同速时度存的在 关系、
F
改
ma，是瞬时关系，
变、消失
3. F是合 力。 力本的节叠加内原容理结：束
F
a
F 1 a1
aF22aF3 3
Fi ai
ຫໍສະໝຸດ Baidu
4.此式为矢量关系，通常要用分量式：
Fx ma x
Fy ma y
F ma
Fn man
三、牛顿第三定律 (Newton’s Third Law作) 用力与反作用力总是大小相等、
哪些参考系是惯本性节系内呢容?—结只束能靠实验来确定。
相对惯性系作匀速运动的参考系也是惯性系。 马赫曾经指出：“所谓惯性系，其实是相对整 个宇宙的平均速度为零的参考系”。
牛顿第一、二定律只在惯性系中成立。
五、SI单位和量纲
①SI单位 SI(System International)——国际单位制
1960年第11届国际计量大会通过
我不知道在别人看来，我
是什么样的人；但在我自己
看来，我不过就象是一个在
本 节 内海现滨比容玩寻结耍常束的更小为孩 光， 滑为 的不 一时 块发 卵
石或比寻常更为美丽的一片
贝壳沾沾自喜，而对于展现
在我面前的浩瀚的真理海洋
经典物理大师牛顿 ，却全然没有发现。
(1643—1727)
— 牛顿
2.1 牛顿运动定律
0 f fmax 0为静摩擦系数
2.滑动摩擦力： 当物体相对于接触面
滑动时，所受的接触面对它的阻力。
其方向与滑动方向相反。
f N
为滑动摩擦系数
万有引力是非接触力，其大小只随两物体距离而变；弹 性力和摩擦力均属接触力，其大小随物体运动状态而变。
（2）太阳系：太阳中心为原点，坐标轴指向恒 星 — 绕 银 河 中 心 的 向 心 加 速 度 ～ 1.8 1010m/s2。 —稍好点的惯性系
一般工程上可用的惯性系：
（3）地心系：地心为原点，坐标轴指向恒 星—绕太阳的向心加速度～6 10-3m/s2。
（4）地面系（本实节验室内系容）结：束坐标轴固定在地
万有引力、弹性力、摩擦力
一、万有引力 (universal gravitation)
F G m1m2
用矢量形式表r示2 本F节内G容m结r1m2束2 er
(G 6.67 1011N m 2 kg 2 )
er
m1
F m2
r
重力 P mg 矢量式 P mg
g 重力加速度
比
本节内容结束
萨 斜
力学基本量（单位）本: 节长度内(容m)结,质束量(kg),时间(s)
导出量（单位）: 速度(m/s),加速度(m/s2),力(N)等
②量纲
导出单位是基本单位的组合。
将一个物理量用若干基本量的幂次组合的式子，称为 该物理量的量纲.
·基本量以 T、L和M表示 e.g. [v]=LT-1
·导出量可用T、L和M的 幂次组合表示
2. 肯定了力的存在，并说明力是改变物体运动状态
的原因，不是维持运动的原因。
质点所受的合力为零，该质点就保持静止或者匀速直线 运动状态不变。
重要概念 1）惯性 维持原运动状态的属性 2）惯性系 惯性定律在其中严格成立的参考
系叫惯性参考系，简称惯性系
本节内容结束
目前惯性系的认识情况是
（1）FK4系：以1535颗恒星平均静止位形作为 基准—最好的惯性系。
塔
重力加速度和质量无关
F
G
Mm
R2
P mg
g
G
M R2
9.80m/s2
讨论：
❖万有引力公式只适用于两 质点。
❖一般物体万有引力很小， 但在天体运动中却起支配 作用。
‹# ›
二、弹性力 (elastic force) 物体发生弹性变形后，内部产生欲恢复形变的力。 常见的有：弹簧的弹力、绳索间的张力、压力、支
N ◆ 支撑力(正压力) ： 垂直于接触面，指向受力物体。
三、摩擦力：阻止两个相互接触的物体相对运动或相 对运动趋势的力。方向沿两物体的接触面。
1.静摩擦力： 当物体与接触面有相对滑动趋势时，所 受
注意接：触静面摩对擦它力的的阻大力小。随其外方力向的与变相化对而滑变动化趋。势方向相反。
最大静摩擦力：本f节max 内 容0 N结束
面 上 — 赤 道 处 自 转 向 心 加 速 度 ～ 3.4 102m/s2
二La、w)牛顿第二定定义律质(点Ne的w动to量n’：s SPecomnd
动量为 mv 的质点，在合外力的作用下，其动量
随时间的变化率等于作用于物体的合外力。
表达式：
F合本外节内dd容pt 结或束：
F合外 ma
当
v
c
撑力等。
本节内容结束
◆ 弹簧的弹性力：
F k x
x 表示弹簧的形变量，负号表示弹簧作用于物体
的弹性力总是要使物体回复至平衡位置，通常叫做
－－弹性回复力。
◆ 张力T ：
F′
F
拉紧的绳中任一截面两侧 的两部分之间的相互作用 力称为该截面处的张力。
方向沿绳长本。节内容结束
轻绳中各处张力的大小相等，且 T =F =F′
[a]=LT-2 [F]=MLT-2
·量纲应用
……
本节内容结束
量纲分析——利用量纲来检验文字结果正
确性的方法.
e.g. [F]=MLT-2 ≠ [MV2]=ML2T-
检验等式---一个等式中各2项的量纲均应相同。
例如
x x0 0t
正确与否？
1 2
at
2
各项量纲均为 [L] 正确
2.2 力学中常见的几种力
F合外
时ddPt，mddt为m常v 量 ，m 则ddvt
v
dm
dm dt
0
dt ma
牛二律表明：力是一个物体对另一个物体的作用，
这种作用迫使物体改变其运动状态，即产生加速度。
牛二定义了物体的“惯性质量”(m：惯性大小的度量)
应用牛顿第二定律应注意：
1. 牛顿定律的研究对象是单个物体，即质点。
方向相反，作 用在同一条直线上。 F12 F21
1. 作用力与反作用本力节总内是成容对结出束现。
2. 力的性质（类型）相同。 3. 分别作用于两个物体，不能抵消。 4. 注意区别于一对平衡力。
m
T＇ T
m P P＇
地球
四、惯性参考系（惯性系） 惯性定律（牛顿第一定律）在其中严格
成立的参考系叫惯性系，否则为非惯性系。
一、牛顿第一定律（惯性定律）(Newton’s First Law 任何质点都要保持其静止或匀速直线运动的状
态，直到外力迫使它改变这种状态为止。
1. 反性映）了 这任 一何 固物 有体属本都性节具。内有所惯以容性牛结（顿维第束持一原定运律动又状称态为的惯属性
定律。 2. “自由粒子”总保持静止或匀速直线运动状态。
2.
即合外：力F与与a加同速时度存的在 关系、
F
改
ma，是瞬时关系，
变、消失
3. F是合 力。 力本的节叠加内原容理结：束
F
a
F 1 a1
aF22aF3 3
Fi ai
ຫໍສະໝຸດ Baidu
4.此式为矢量关系，通常要用分量式：
Fx ma x
Fy ma y
F ma
Fn man
三、牛顿第三定律 (Newton’s Third Law作) 用力与反作用力总是大小相等、
哪些参考系是惯本性节系内呢容?—结只束能靠实验来确定。
相对惯性系作匀速运动的参考系也是惯性系。 马赫曾经指出：“所谓惯性系，其实是相对整 个宇宙的平均速度为零的参考系”。
牛顿第一、二定律只在惯性系中成立。
五、SI单位和量纲
①SI单位 SI(System International)——国际单位制
1960年第11届国际计量大会通过