质点动力学简
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
Galileo Galilei (1564~1642)：力学、天文学、哲学; Johannes Kepler (1571~1630)：天文学; RenéDescartes (1596~1650)：哲学、数学、物理学; Leonardo da Vinci (1452~1519)：美术、物理学、数
学、天文、建筑、 生物、生理、地质、气象； Christiaan Huygens (1629~1695)：力学、光学； Gottfried W. Leibnitz (1646~1716): 数学, 力学, 哲学...
1、牛顿第一定律 (Newton’s First Law)
任何物体都要保持其静止或匀速直线运动状态，直到其
他物体对F它v 作0用(的不力受迫力使)时它，改变vr这种恒运矢动量状态为止。
[注]：
(1) 表明任何物体都有保持其运动状态不变的性质—— 惯性(inertia)；故又称“惯性定律”。
［惯性的表征：质量。(质量的来源仍在研究)］
(2) 指出了力是改变物体运动状态的原因。
［力的起源：物体间的相互作用］
(3) 定义了惯性系 (inertial reference frame)。
［王：如果在某参考系中，一个不受力作用 (或所 受合外力为0)的物体能保持其静止或匀速直线运动 状态, 则该参考系为惯性参考系］
2、牛顿第二定律 (Newton’s Second Law) r
(6) 牛顿第二定律只适用于惯性参考系。
3、牛顿第三定律 (Newton’s Third Law)
作用力和反作用力总是沿同一条直线，大小相等、
方向相反，分别作用在两个物体上。 r r
注：
F12 F21
(1) 作用力总是成对出现；
力的作用是相互的；“同时存在，同时消失”。 ［王注：在微观量子场理论中，力的概念将被淡化，且相 互作用的传递需要时间，不是超距、瞬间完成的。］
牛顿运动定律指出了物体运动状态变化的原因——力 的作用，并给出了定量关系和规律。 牛顿运动定律是在多人的实验基础上总结出来的；针 对质点的运动提出，也可应用于质点系和刚体。
牛顿运动定律只适用于惯性参考系（在非惯性系下， 还需引入惯性力——等效于一种引力）。 牛顿运动定律只适用于低速（远小于光速）运动的宏 观（非量子）体系；不过它的某些基本思想在Euler、 Lagrange和Hamilton的一般推广形式下，可借鉴应用 于微观量子系统。
(2) 作用在不同的物体上；
[作用力和反作用力不是一对平衡力!]
(3) 作用性质相同，但作用效果不同。[“打”与“被打”]
(4) 仅适用于惯性系、质点
牛顿定律的应用（略；附后，不讲解）
§2.2 惯性系与非惯性系 （略；不作要求）
§2.3 物理量的单位与量纲 （建议了解）
Friedrich Engels：“牛顿由于发现了万有引力定律 而创立了天文学，由于进行光的分解而创立了科学的光 学，由于创立了二项式定理和无限理论而创立了科学的 数学，由于认识了力学的本性而创立了科学的力学。”
Newton：“如果说我比别人看得更远些，那是因为我站 在了巨人的肩上。” 牛顿力学不只是牛顿一人的贡献，还包括这些“巨人” ：
[在经典力学中，人们认为物体质量始终保持不变。]
r F
dpr
d (mvr )
m dvr
mar
dt dt
dt
注：
(1)ห้องสมุดไป่ตู้牛顿第二定律建立起了物体受力与物体运动之间 的定量关系；
(2) 确立了物体惯性的量度方法——质量； [物体质量越大, 惯性越大, 越不易改变运动状态]
定义了惯性质量(inertial mass): 牛顿第二定律中
发展：Leonhard Euler (1707~1783), J.R. d‘Alembert (1717~1783),
J.-L. Lagrange (1735~1813), Sir W. R. Hamilton (1805~1865), ……
质点动力学 概要
一、牛顿三定律的基本内涵及其适用条件；
惯性系、量纲概念。
牛顿
Issac Newton （1643.1.4－ 1727.3.20） 英国物理学家, 经典力学奠基 人、集大成者.
在Galileo辞世当年，遗腹子I.N. 出生于英 格兰农耕家庭，少时并不起眼，爱动手。18 岁进剑桥大学，1668年获硕士学位，次年任 教授。1672年为皇家学会会员，1703年成终 身会长。1699年任造币局长，两年后辞剑桥 大学工作，1705年被封爵士。在力学领域贡 献最大，其代表作《自然哲学的数学原理》 (1687) 是力学的经典著作；对数学 (微积分, 无穷级数, 二项式定理)、光学(色谱, 几何光学, 干涉与衍射现象, 粒子说)、热学(冷却定律)、 声学、天文学等都有贡献。他的科研方法论 在物理学乃至整个自然科学领域对后世影响 深远；其哲学思想也导致了机械观盛行。 勤奋；理论与实验兼修。与Leibnitz关于微积 分首创权之争是其为人瑕疵。
二、力的时间积累效应：动量定理、动量守恒律；
冲量；碰撞问题。
三、力的空间积累效应：动能定理、功能原理、机 械能守恒定律；功、保守力、势能。
该部分的内容以自学为主，课上只作归纳总结。 作业：自学2-4章；练习3。
牛顿定律 （ §2.1，从简）
运动学：物体运动状态的描述——怎么运动 动力学：物体运动状态改变的原因、条件、规律性
对比于引力质量(gravitational mass): 万有引力定律中
［实验上：二者相等，故常不区分；Einstein广义相
对论引力理论中，则把这当成了基本原理。］
r
(3) 其中 F 是物体所受的合外力；
(4)
F
ma
是矢量关系；
r
r
F Fi
i
(5)
F
ma
是瞬时性关系；一般，力因时空而变。
表述一：物体受到外力作用时，所获 得的加速度的大小与合外力成正比，
ar F m
与物体的质量成反比，加速度的方向 特定单位制(SI)下，
与合外力的方向相同。
r F
mar
表述二：动量为
pv
的物体，在合外力
v F
(牛顿运动方程)
的作用下，其
动量随时间Fr 的 变ddprt化率应等于[注作] 用但其于更实物具此有表体一述的般是合性后外。提力出。的，
学、天文、建筑、 生物、生理、地质、气象； Christiaan Huygens (1629~1695)：力学、光学； Gottfried W. Leibnitz (1646~1716): 数学, 力学, 哲学...
1、牛顿第一定律 (Newton’s First Law)
任何物体都要保持其静止或匀速直线运动状态，直到其
他物体对F它v 作0用(的不力受迫力使)时它，改变vr这种恒运矢动量状态为止。
[注]：
(1) 表明任何物体都有保持其运动状态不变的性质—— 惯性(inertia)；故又称“惯性定律”。
［惯性的表征：质量。(质量的来源仍在研究)］
(2) 指出了力是改变物体运动状态的原因。
［力的起源：物体间的相互作用］
(3) 定义了惯性系 (inertial reference frame)。
［王：如果在某参考系中，一个不受力作用 (或所 受合外力为0)的物体能保持其静止或匀速直线运动 状态, 则该参考系为惯性参考系］
2、牛顿第二定律 (Newton’s Second Law) r
(6) 牛顿第二定律只适用于惯性参考系。
3、牛顿第三定律 (Newton’s Third Law)
作用力和反作用力总是沿同一条直线，大小相等、
方向相反，分别作用在两个物体上。 r r
注：
F12 F21
(1) 作用力总是成对出现；
力的作用是相互的；“同时存在，同时消失”。 ［王注：在微观量子场理论中，力的概念将被淡化，且相 互作用的传递需要时间，不是超距、瞬间完成的。］
牛顿运动定律指出了物体运动状态变化的原因——力 的作用，并给出了定量关系和规律。 牛顿运动定律是在多人的实验基础上总结出来的；针 对质点的运动提出，也可应用于质点系和刚体。
牛顿运动定律只适用于惯性参考系（在非惯性系下， 还需引入惯性力——等效于一种引力）。 牛顿运动定律只适用于低速（远小于光速）运动的宏 观（非量子）体系；不过它的某些基本思想在Euler、 Lagrange和Hamilton的一般推广形式下，可借鉴应用 于微观量子系统。
(2) 作用在不同的物体上；
[作用力和反作用力不是一对平衡力!]
(3) 作用性质相同，但作用效果不同。[“打”与“被打”]
(4) 仅适用于惯性系、质点
牛顿定律的应用（略；附后，不讲解）
§2.2 惯性系与非惯性系 （略；不作要求）
§2.3 物理量的单位与量纲 （建议了解）
Friedrich Engels：“牛顿由于发现了万有引力定律 而创立了天文学，由于进行光的分解而创立了科学的光 学，由于创立了二项式定理和无限理论而创立了科学的 数学，由于认识了力学的本性而创立了科学的力学。”
Newton：“如果说我比别人看得更远些，那是因为我站 在了巨人的肩上。” 牛顿力学不只是牛顿一人的贡献，还包括这些“巨人” ：
[在经典力学中，人们认为物体质量始终保持不变。]
r F
dpr
d (mvr )
m dvr
mar
dt dt
dt
注：
(1)ห้องสมุดไป่ตู้牛顿第二定律建立起了物体受力与物体运动之间 的定量关系；
(2) 确立了物体惯性的量度方法——质量； [物体质量越大, 惯性越大, 越不易改变运动状态]
定义了惯性质量(inertial mass): 牛顿第二定律中
发展：Leonhard Euler (1707~1783), J.R. d‘Alembert (1717~1783),
J.-L. Lagrange (1735~1813), Sir W. R. Hamilton (1805~1865), ……
质点动力学 概要
一、牛顿三定律的基本内涵及其适用条件；
惯性系、量纲概念。
牛顿
Issac Newton （1643.1.4－ 1727.3.20） 英国物理学家, 经典力学奠基 人、集大成者.
在Galileo辞世当年，遗腹子I.N. 出生于英 格兰农耕家庭，少时并不起眼，爱动手。18 岁进剑桥大学，1668年获硕士学位，次年任 教授。1672年为皇家学会会员，1703年成终 身会长。1699年任造币局长，两年后辞剑桥 大学工作，1705年被封爵士。在力学领域贡 献最大，其代表作《自然哲学的数学原理》 (1687) 是力学的经典著作；对数学 (微积分, 无穷级数, 二项式定理)、光学(色谱, 几何光学, 干涉与衍射现象, 粒子说)、热学(冷却定律)、 声学、天文学等都有贡献。他的科研方法论 在物理学乃至整个自然科学领域对后世影响 深远；其哲学思想也导致了机械观盛行。 勤奋；理论与实验兼修。与Leibnitz关于微积 分首创权之争是其为人瑕疵。
二、力的时间积累效应：动量定理、动量守恒律；
冲量；碰撞问题。
三、力的空间积累效应：动能定理、功能原理、机 械能守恒定律；功、保守力、势能。
该部分的内容以自学为主，课上只作归纳总结。 作业：自学2-4章；练习3。
牛顿定律 （ §2.1，从简）
运动学：物体运动状态的描述——怎么运动 动力学：物体运动状态改变的原因、条件、规律性
对比于引力质量(gravitational mass): 万有引力定律中
［实验上：二者相等，故常不区分；Einstein广义相
对论引力理论中，则把这当成了基本原理。］
r
(3) 其中 F 是物体所受的合外力；
(4)
F
ma
是矢量关系；
r
r
F Fi
i
(5)
F
ma
是瞬时性关系；一般，力因时空而变。
表述一：物体受到外力作用时，所获 得的加速度的大小与合外力成正比，
ar F m
与物体的质量成反比，加速度的方向 特定单位制(SI)下，
与合外力的方向相同。
r F
mar
表述二：动量为
pv
的物体，在合外力
v F
(牛顿运动方程)
的作用下，其
动量随时间Fr 的 变ddprt化率应等于[注作] 用但其于更实物具此有表体一述的般是合性后外。提力出。的，