最新二章节牛顿运动定律
第2章 牛顿运动定律
分离变量求定积分，并考虑到初始条件：t=0时v=v0，则有
v dv t μ
dt
v v0
2
0R
即
v
1
v0
v0t
R
将上式对时间积分，并利用初始条件t=0时，s=0得
s
R μ
ln 1
μ R
v0t
15
例题2-2 一条长为l质量均匀分布的细链条AB，挂在半径 可忽略的光滑钉子上，开始时处于静止状态。已知BC段 长为L（l/2<L<2l/3），释放后链条做加速运动，如图所示。 试求BC=2l/3时，链条的加速度和速度。
a0
a0
mg
T -ma0
mg
讨论一种非惯性系，做直线运动的加速参考系，在以恒定
加速度 沿a直0 线前进的车厢中，用绳子悬挂一物体。在地面
上的惯性参考系中观察，牛顿运动定律成立。 在车厢中的参考系（非惯性系）内观察，虽然物体所受张
f μN
µ为滑动摩擦系数，它与接触面的材料和表面状态（如 粗糙程度、干湿程度等）有关；其数值可查有关手册。
10
2.2.2 力学中常见的几种力
3、摩擦力。
当两个相互接触的物体虽未发生相对运动，但沿接触面有 相对运动的趋势时，在接触面间产生的摩擦力为静摩擦力。 静摩擦力的大小可以发生变化。
如图所示，用一水平力F推一放置在粗糙水平面上的木箱，
解：取被抛物体为研究对象，物体运动过程
中只受万有引力作用。取地球为参考系，垂 直地面向上为正方向。物体运动的初始条件
v0
是：t=0时，r0=R，速度是v0。略去地球的公 转与自转的影响，则物体在离地心r处的万有
m
引力F与地面处的重力P之间的关系为
第2章牛顿运动定律
解 以小球为研究对象，受重力G，拉力F如图示，由于小球 在竖直面内作圆周运动，可选择自然坐标系并标示如图，此 题也是已知物体的受力情况求解运动状态，可直接建立牛顿 第二定律的微分形式方程。在切线方向上：
况下，通常取地面参照系为惯性参照系。
(2) 相对于一惯性系作匀速直线运动的参照系都是惯性系。
f
lL
G
l
mM Lx2
dx
G
mM L
lL dx G mM l x2 l(l L)
当
l >>L
时
G mM l(l L)
G
mM l2
(3) 重力是地球对其表面附近物体万有引力的分力
设地球半经为R ，质量为M ，物体质量为m ，考虑地
球自转后物体重力为
为物体所处的地理纬度角
P
G
Mm R2
(1
v2 2gR2 gR r
v 2gR2 gR r R v gR r
F力u学为相v常m对量a§性v原2＇.F4理au牛m顿aa运＇ 动定oy律ut的oy＇＇适ux用x＇范围Px x＇
结论
z z＇
1）凡相对于惯性系作匀速直线运动的一切参考 系都是惯性系 .
2）对于不同惯性系，牛顿力学的规律都具有相 同的形式，与惯性系的运动无关 .
l
λ Δ lG
T (l)
T
N f2
四. 摩擦力
1. 静摩擦力 当两相互接触的物体彼此之间保持相对静止，且沿接触面有 相对运动趋势时，在接触面之间会产生一对阻止上述运动趋 势的力，称为静摩擦力。
说明
静摩擦力的大小随引起相对运动趋势的外力而变化。最大 静摩擦力为 fmax=µ0 N ( µ0 为最大静摩擦系数，N 为正压力) 2. 滑动摩擦力 两物体相互接触，并有相对滑动时，在两物体接触处出现 的相互作用的摩擦力，称为滑动摩擦力。
2牛顿运动定律
第二章 牛顿运动定律（Newton’s Laws of Motion ）§1 牛顿运动定律▲第一定律(惯性定律)(First law ，Inertia law ): 任何物体都保持静止或作匀速直线运动的状态，除非作用在它上面的力迫使它改变这种状态。
⎩⎨⎧概念定性给出了力与惯性的定义了“惯性系” 惯性系（inertial frame ）：牛顿第一定律成立的参考系。
力是改变物体运动状态的原因，而并非维持物体运动状态的原因。
▲第二定律（Second lawF ρ：物体所受的合外力。
m ：质量（mass ），它是物体惯性大小的量度，也称惯性质量（inertial mass ）。
若m = const. ，则有：a m F ρρ= a ρ：物体的加速度。
第一定律▲第三定律（Third Law ）：2112F F ρρ-=说明：1.牛顿定律只适用于惯性系；2.牛顿定律是对质点而言的，而一般物体可认为是质点的集合，故牛顿定律具有普遍意义。
Δ§2 SI 单位和量纲（书第二章第2节）Δ§3 技术中常见的几种力（书第二章第3节）Δ§4基本自然力（书第二章第4节）m 1 m 2 F 12 F 21§5 牛顿定律应用举例书第二章第2节的各个例题一定要认真看，下面再补充一例，同时说明作题要求。
已知:桶绕z轴转动，ω= const.水对桶静止。
求：水面形状（z - r关系）解：▲选对象：任选表面上一小块水为隔离体m ；▲看运动：m作匀速率圆周运动raρρ2ω-=；▲查受力：受力gmρ及Nρ，水面⊥Nρ（∵稳定时m受周围水及空气的切向合力为零）；▲列方程：⎩⎨⎧-=-=-)2(sin)1(cos2rmNrmgNzωθθ向：向：θtg为z（r）曲线的斜率，由导数关系知：rzddtg=θ(3)由(1)(2)(3)得：rgrz2ddtgωθ==分离变量： r r gz d d 2ω= 积分： ⎰⎰=zz rr r g z 002d d ω得： 0222z r g z +=ω（旋转抛物面） 若已知不旋转时水深为h ，桶半径为R ,则由旋转前后水的体积不变，有： ⎰=⋅R h R r r z 02d 2ππ⎰=+Rh R r r z r g 02022d 2)2(ππω 得 g R h z 4220ω-=▲验结果： 0222z r g z +=ω ·单位：[2ω]=1/s 2 ，[r ]=m ，[g ]=m/s 2][m m/sm )/s 1(]2[2222z g ==⋅=ω，正确。
第二章牛顿运动定律精品PPT课件
此种方法更简单。
N
m oM
F
mg
则外力 F (m M )a (m M )gtg
由牛顿第三定律，m对M的压力与N大小
相等方向相反，数值为 N mg / co。s
第二类问题：求极值问题。
例：质量为m的物体在摩擦系数为 的平
面上作匀速直线运动，问当力与水平面所
成角多大时最省力？
解：受力分析， 建立坐标系，物 体受重力，地面 的弹力，外力和 摩擦力，列受力 方程。
则，合力与动量的变化率有关系：
F
dP dt
F
dP dt
两式统一 的证明
在 与运牛动顿力无学关范，围所F内以 由常ma于见质到关量测系量是：FmdddddvdtPttmvv
dm dt
dm
dt
0
F ma
三、牛顿第三定律
内容 作用与反作用
重要概念
施力与受力同时出现同时消失
对参考系无特殊要求(由牛顿创造性发现的) 四、牛顿定律适用范围
由牛顿第二定律
F
ma
m
dv dt
Fn
ma n
m v2 r
on T
l P
mg v0
mg sin ma
有
T mg cos ma
由（1）式右边上下同乘
n
m dv
dt mv
2
r
d
(1) (2)
mg sin m dv d dt d
其中： d , v l
dt
两边同乘l: vdv gl sin d
例：质量为 m 的物体，在 F=F0kt 的外 力作用下沿 x 轴运动，已知 t=0 时， x0=0,v0=0, 求：物体在任意时刻的加速度 a，速度 v 和位移 x 。 解： F ma a F F0 kt dv
《牛顿第二运动定律》牛顿运动定律 图文
第5章 牛顿运动定律
“绳”或“线”类
“弹簧”或“橡皮筋”类
质量和重力均可忽略不计，同一根绳、线、弹簧或橡皮筋 相同
两端及中间各点的弹力大小相等
栏目 导引
2.解决此类问题的基本方法
第5章 牛顿运动定律
(1)分析原状态(给定状态)下物体的受力情况，求出各力大小(若物
体处于平衡状态，则利用平衡条件；若处于加速状态，则利用牛
栏目 导引
第5章 牛顿运动定律
[解析] 在抽出木板的瞬间，物块 1、2 与刚性轻杆接触处的形 变立即消失，受到的合力均等于各自重力，所以由牛顿第二运 动定律知，a1＝a2＝g；而物块 3、4 间的轻质弹簧的形变还来不 及改变，此时弹簧对 3 向上的弹力大小和对物块 4 向下的弹力 大小仍为 mg，因此物块 3 满足 mg＝F，a3＝0，由牛顿第二运 动定律得物块 4 满足 a4＝F＋MMg＝M＋ M mg.所以 C 对． [答案] C
栏目 导引
第5章 牛顿运动定律
二、国际单位制 1．国际单位 (1)基本单位：在力学中有__米__(m__)___ (长度单位)、_千__克__(_k_g_)_ (质 量单位)、____秒__(_s)__ (时间单位)． (2)导出单位：在力学中利用___物__理__公__式____从三个基本单位导出 的其他单位．
第3节 牛顿第二运动定律
学习目标 1.知道牛顿第二运动定律的内 容、表达式的确切含义． 2．知道国际单位制中力的单位 “牛顿”是怎样定义的． 3．能应用牛顿第二运动定律解 决简单的动力学问题． 4．知道基本单位、导出单位和 单位制，知道力学中的三个基本 单位．
第5章 牛顿运动定律
核心素养形成脉络
第5章 牛顿运动定律
栏目 导引
2：牛顿运动定律[28页]
![2：牛顿运动定律[28页]](https://img.taocdn.com/s3/m/d07081bbb84ae45c3a358c3e.png)
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。
1. 定义了惯性参考系
静止或运动相对谁? 宇宙只有一个物体如何?
绝对时空观？
惯性系
遥远的星体作为惯性系 北极的傅科摆 水桶实验
马赫：一切运动都是相对于某种物质实体而言。
2. 定性了物体的惯性和力 保持运动状态和改变运动状态
二. 牛顿第二定律
r F
=
lim
Dpr
=
r dp
=
Hale Waihona Puke r maDt Dt0 dt
力的叠加原理 m 为惯性质量
三. 牛顿第三定律(作用力与反作用力) 作用力与反作用力大小相等、方向相反，作用在不同物体上
只在惯性系成立
§2.5 应用牛顿定律解题
自学书上内容 遇到微积分？
例：一柔软绳长 l ，线密度 r，一端着地开始自由下落， 下落的任意时刻，给地面的压力为多少？
Dt Dt
a = Dr = v 切向
Dt
a = r 2 内法向
r a
=
2vtˆ
r
2 nˆ
在 S 科氏加速度 2v
向心加速度 r 2
在 S`系有两个惯性力，科氏力
和离心力 mr 2
2mv
桌面匀角速转动， 一质点在桌面上的 同心圆环凹槽内， 作无摩擦匀速运动
v
r
在惯性系
f
=
(v r )2
m
r
l y= 2g
y = l 1 gt 2 2
d( yv) = yg v 2 dt
= yg 2(l y)g
N = 3rg(l y)
§2.6 惯性系和非惯性系
S
E
2024年教科版物理八年级上册全册完整课件
2024年教科版物理八年级上册全册完整课件一、教学内容1. 章节一：机械运动与力1.1 速度与速率1.2 力的概念及其作用效果1.3 重力与质量2. 章节二：牛顿运动定律2.1 牛顿第一定律2.2 牛顿第二定律2.3 牛顿第三定律3. 章节三：能量与能源3.1 动能与势能3.2 机械能守恒定律3.3 能源的开发与利用二、教学目标1. 让学生掌握机械运动、力、能量等基本概念，理解物理现象背后的规律。
2. 培养学生运用牛顿运动定律解决实际问题的能力。
3. 提高学生的科学素养，培养学生对能源利用与环境保护的认识。
三、教学难点与重点1. 教学难点：牛顿运动定律的应用、能量守恒定律的理解。
2. 教学重点：基本概念的掌握、物理规律的运用。
四、教具与学具准备1. 教具：多媒体课件、实验器材（滑轮、小车、砝码等）。
2. 学具：笔记本、教材、练习本。
五、教学过程1. 导入：通过生活中的实例，引出机械运动、力、能量等概念。
2. 新课导入：详细讲解教材章节内容，结合实验进行演示。
3. 例题讲解：针对每个知识点，选取典型例题进行讲解。
4. 随堂练习：布置课堂练习，巩固所学知识。
6. 课后作业：布置课后作业，引导学生复习巩固。
六、板书设计1. 2024年教科版物理八年级上册2. 板书内容：各章节、重要概念、定律、公式、典型例题。
七、作业设计1. 作业题目：（1）机械运动的速度与速率的计算。
（2）力的作用效果及其计算。
（3）牛顿运动定律的应用。
（4）能量守恒定律的理解。
2. 答案：见课后附录。
八、课后反思及拓展延伸2. 拓展延伸：引导学生关注物理科学的发展，了解前沿科技动态，激发学生的探究兴趣。
重点和难点解析1. 教学内容的选取与组织2. 教学目标的设定3. 教学难点与重点的区分4. 教学过程的实施5. 作业设计一、教学内容的选取与组织1. 知识点的连贯性：确保各章节内容之间的逻辑关系清晰，形成完整的知识体系。
2. 实践性：注重理论联系实际，引入生活实例，提高学生的学习兴趣。
牛顿运动定律
第二章 牛顿运动定律§2-1牛顿运动定律 力一、牛顿运动定律 1、第一定律0=F时，恒量=V （2-1）说明：⑴反映物体的惯性，故叫做惯性定律。
⑵给出了力的概念，指出了力是改变物体运动状态的原因。
2、第二定律a m F= （2-2）说明：⑴F为合力⑵a m F =为瞬时关系⑶矢量关系 ⑷只适应于质点 ⑸解题时常写成⎪⎩⎪⎨⎧===⇒=zz y yxxm a F m a F m a F a m F （直角坐标系） （2-3） ⎪⎩⎪⎨⎧====⇒=（切向）（法向）dtdvm ma F r v m ma F a m F t t n n 2（自然坐标系） （2-4） 3、第三定律11'F F-= （2-5）说明：⑴1F 、2F在同一直线上，但作用在不同物体上。
⑵1F、2F 同有同无互不抵消。
二、几种常见的力 1、力力是指物体间的相互作用。
2、力学中常见的力 （1）万有引力2210rm m G F = （2-6）即任何二质点都要相互吸引，引力的大小和两个质点的质量1m 、2m 的乘积成正比，和它们距离r 的平方成反比；引力的方向在它们连线方向上。
说明：通常所说的重力就是地面附近物体受地球的引力。
（2）弹性力弹簧被拉伸或压缩时，其内部就产生反抗力，并企图恢复原来的形状，这种力称为弹簧的恢复力。
（3）摩擦力当一物体在另一物体表面上滑动或有滑动的趋势时，在接触面上有一种阻碍它们相对滑动的力，这种力称为摩擦力。
3、两种质量由惯引称为惯性质量，确定的质量称为引力质量，确定的质量m m m a f m m r Gm M f ==2/可证明：const m m =惯引，适选单位可有 惯引m m =。
∴以后不区别二者，统称为质量。
§2-2力学单位制和量纲（自学） §2-3惯性系 力学相对性原理一、惯性参照系在运动学中，参照系可任选，在应用牛顿定律时，参照系不能任选，因为牛顿运动定律不是对所有的参照系都适用。
第2章牛顿运动定律
N Mg( 2h / g ) 0
N Mg M 2gh /
三、变质量物体的动力学问题
物体m与质元dm在t时刻的速度以及在t+dt时刻合并
后的共同速度如图所示：
把物体与质元作为系统考虑，初始时刻与末时刻的
动量分别为： 初始时刻
F
m dm
m+dm
mv dmu
末时刻
u
v
v dv
(m dm)(v dv)
t
t dt
利用动量定理
(m dm)(v dv) mv dmu Fdt
mdv dmdv dmu Fdt
略去二阶小量，两端除dt
d (mv ) dm u F
dt
dt
变质量物体运动微分方程
值得注意的是，dm可正可负，当dm取负时，表明 物体质量减小，例如火箭之类喷射问题。
变质量问题的处理方法:
dW对 f1 dr1 f2 dr2 f2 (dr2 dr1 )
z
B1× r21
dr1•
r1
f1
m1
B2× f2 •mdr22
r2
A×1
xo
×A2 y
f2 d(r2 r1 )
f2 dr21
d
r21
：m2相对m1
的
元位移。
(2)
(2)
W12对 f2 dr21( f1 dr12 )
力的时间积累称为“冲量”（Impulse）：
恒力： 变力：
I F (t2 t1 )
dI Fdt
t
I Fdt t0
二、 动量定理 牛顿定律积分形式之一
I
t2 Fdt
t1
＝
t2 t1
dp dt dt
Ch02牛顿运动定律
第二章 牛顿运动定律2-1 有一物体放在地面上，重量为P ，它与地面间的摩擦系数为μ．今用力使物体在地面上匀速前进，问此力F 与水平面夹角θ为多大时最省力．（答案：μθ1tg -=时最省力）2-2 一质量为M ，角度为θ 的劈形斜面A ，放在粗糙的水平面上，斜面上有一质量为m 的物体B 沿斜面下滑，如图．若A ，B 之间的滑动摩擦系数为μ，且B 下滑时A 保持不动，求斜面A 对地面的压力和摩擦力各多大？ (画受力图，列出方程，文字运算)（答案：θθμθsin cos cos 2mg mg Mg ++； θμθθ2cos sin cos mg mg - ）2-3 如图所示，质量为m =2 kg 的物体A 放在倾角α =30°的固定斜面上，斜面与物体A 之间的摩擦系数μ = 0.2．今以水平力F =19.6 N 的力作用在A 上，求物体A 的加速度的大小． （答案：2m/s 91.0）2-4 一人在平地上拉一个质量为M 的木箱匀速前进，如图. 木箱与地面间的摩擦系数μ＝0.6.设此人前进时，肩上绳的支撑点距地面高度为h ＝1.5 m ，不计箱高，问绳长l 为多长时最省力?（答案：2.92 m ）2-5 质量m ＝2.0 kg 的均匀绳，长L ＝1.0 m ，两端分别连接重物A 和B ，m A ＝8.0 kg ，m B ＝5.0 kg ，今在B 端施以大小为F＝180 N 的竖直拉力，使绳和物体向上运动，求距离绳的下端为x 处绳中的张力T (x )．（答案：)2496()(x x T +=）2-6 质量为m 的子弹以速度v 0水平射入沙土中，设子弹所受阻力与速度反向，大小与速度成正比，比例系数为Ｋ，忽略子弹的重力，求：(1) 子弹射入沙土后，速度随时间变化的函数式；(2) 子弹进入沙土的最大深度．（答案：m Kt /0e -v ；K m /v 0）α mA F2-7 如图所示，质量为m 的摆球A 悬挂在车架上．求在下述各种情况下，摆线与竖直方向的夹角α 和线中的张力T.(1)小车沿水平方向作匀速运动； (2)小车沿水平方向作加速度为a 的运动．（答案：mg ；22g a m+）2-8 质量为m 的雨滴下降时，因受空气阻力，在落地前已是匀速运动，其速率为v = 5.0 m/s ．设空气阻力大小与雨滴速率的平方成正比，问：当雨滴下降速率为v = 4.0 m/s 时，其加速度a 多大？（答案：3.53m/s 2）2-9 已知一质量为m 的质点在x 轴上运动，质点只受到指向原点的引力的作用，引力大小与质点离原点的距离x 的平方成反比，即2/x k f -=，k 是比例常数．设质点在 x =A 时的速度为零，求质点在x =A /4处的速度的大小．（答案：)/(6mA k ）2-10 飞机降落时的着地速度大小v =90 km/h ，方向与地面平行，飞机与地面间的摩擦系数μ =0.10，迎面空气阻力为C x v 2，升力为C y v 2(v 是飞机在跑道上的滑行速度，C x 和C y 为某两常量)．已知飞机的升阻比K =C y /C x =5，求飞机从着地到停止这段时间所滑行的距离．(设飞机刚着地时对地面无压力)（答案：221 m ）2-11 如图，绳CO 与竖直方向成30°角，O 为一定滑轮，物体A 与B 用跨过定滑轮的细绳相连，处于平衡状态．已知B 的质量为10 kg ，地面对B 的支持力为80 N ．若不考虑滑轮的大小求：(1) 物体A 的质量． (2) 物体B 与地面的摩擦力． (3) 绳CO 的拉力． (取g =10 m/s 2)（答案：4kg ；34.6 N ；T 2 = 69.3 N ）2-12 质量为m 的物体系于长度为R 的绳子的一个端点上，在竖直平面内绕绳子另一端点（固定）作圆周运动．设ｔ时刻物体瞬时速度的大小为v ，绳子与竖直向上的方向成θ角，如图所示．(1) 求ｔ时刻绳中的张力T 和物体的切向加速度a t ；(2) 说明在物体运动过程中a t 的大小和方向如何变化？（答案：θcos )/(2mg R mv -；θsin g ）2-13 公路的转弯处是一半径为 200 m 的圆形弧线，其内外坡度是按车速60km/h 设计的，此时轮胎不受路面左右方向的力．雪后公路上结冰，若汽车以40km/h 的速度行驶，问车胎与路面间的摩擦系数至少多大，才能保证汽车在转弯时不至滑出公路？（答案：0.0078）2-14 表面光滑的直圆锥体，顶角为2θ，底面固定在水平面上，如图所示．质量为m 的小球系在绳的一端，绳的另一端系在圆锥的顶点．绳长为l ，且不能伸长，质量不计.今使小球在圆锥面上以角速度ω 绕OH 轴匀速转动，求(1) 锥面对小球的支持力N 和细绳的张力T ； (2) 当ω增大到某一值ωc 时小球将离开锥面，这时ωc 及T又各是多少？ （答案：θωθ22sin cos l m mg +；θcos /l g ， θcos /mg ）2-15 如图所示，质量为m 的钢球A 沿着中心在O 、半径为R 的光滑半圆形槽下滑．当A 滑到图示的位置时，其速率为v ，钢球中心与O 的连线OA 和竖直方向成θ角，求这时钢球对槽的压力和钢球的切向加速度．（答案：)/v cos (2R g m +θ；θsin g ）2-16 质量为m 的小球，在水中受的浮力为常力F ，当它从静止开始沉降时，受到水的粘滞阻力大小为f ＝k v （k 为常数）．证明小球在水中竖直沉降的速度v 与时间t 的关系为 ),e 1(/m kt kF mg ---=v 式中t 为从沉降开始计算的时间．。
第二章 牛顿运动定律
小球的运动在竖直方向，以向 下为正方向，根据牛顿第二定律， 列出小球运动方程：
B R
m
mg B R律
d v mg B Kv a dt m dv dt 分离变量： mg B Kv m v t dt dv 积分得到： 0 mg B Kv 0 m
第二章 牛顿运动定律
第二章
牛顿运动定律
第二章 牛顿运动定律
§2-3
牛顿第二定律
物体受到外力作用时，它所获得的加速度的大 小与外力的大小成正比，并与物体的质量成反比， 加速度的方向与外力的方向相同。
F ma
kg
对应单位： N
dv F ma m dt
m/s
2
第二章 牛顿运动定律
分量形式：
直角坐标系
自然坐标系
Fx max Fy ma y
dv Ft mat m dt
Fz maz
Fn man m
v
2
第二章 牛顿运动定律
§2-4
解题步骤：
牛顿运动定律应用举例
(1)分析题意，确定研究对象;
(2)对研究对象进行受力分析;
(3)建立适当的坐标系,列出方程;
第二章 牛顿运动定律
观察到的现象和理论还进一步证明: 所有 相对于惯性系作匀速直线运动的参照系都是惯 性系, 而相对于上述惯性系作变速运动的参照 系就不是惯性系. 力学中，一般认为地球及地面上静止或作 匀速直线运动的物体都可近似看作惯性系。
小球的加速度
mg B v (1 e K
K t m
)
第二章 牛顿运动定律
mg B v (1 e ) K v mg B 极限速度为： vT K vT
- 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)。
数值上 静摩擦 ~ 正压力
Ff s FN
滑动摩擦 ~ 正压力
Ff k FN
铸铁 ~ 铸铁
s 1.10 k 0.15
Teflon ~ Teflon
s ~k~0.04
静摩擦系数 动摩擦系数
下列几种说法是否正确？为什么？
（1）物体受到的摩擦力的方向总是与物体 的运动方向相反
（2）摩擦力，总是阻碍物体运动的 （3）静，摩擦的大小等于0FN , 0 为静摩 擦因数，F N 为物体的正压力
本章重点：
1. 掌握牛顿定律及其应用条件。 2. 了解惯性力的概念和非惯性系中应用牛顿定
律的方法。
解题的常规步骤是
• 明确问题中所求运动的物体； • 考察物体所受的力及其性质； • 画出运动的参考系(原点、轴) ; • 分别画出各质点所受的力(隔离物体图)； • 写下运动方程 ; • 找出有关的几何关系 ; • 作必要的近似并求解 .
导出物理量通过基本概念、基本物理量 而得到 1N = 1kg·m/s2
基本或导出 — 任意! 电量 Q 或 电流 I 哪个基本?
SI 基本单位
长度
米
m
质量
千克
kg
时间
秒
s
电流
安培
A
温度
开
K
物质的量
摩
mol
发光强度
坎
cd
Le Système International d’Unites
长度:
标准米 1960 原子标准
86Kr
1983 c29799425m 8s
运动物体长度的测量? 空间量子化 — 基本长度
“一尺之杵，日取其半，万世无穷”
典型的长度: 表 2.2
10-15~1024
质量
标准千克 统一原子质量单位
引力质量和惯性质量
质量与运动有关; 静止质量守恒? 以光速 c 运动粒子
1 1u 12 m12C
静止质量 m 0
裂变和聚变
m0 0
时间
1second = (1/86400) 平均太阳日 1/31556925.9747 of 标准回归年—1900
原子标准 133 Cs
钟表记录重复运动时间.
运动时钟变慢.
孪生子佯谬
时间单向性、时间之矢
量纲和量纲分析
几何学中 面积 ~ (长度)2 体积 ~ (长度)3
物理量 ~ (基本量)d
g Gm E R2
2.3.2 弹性力
2.3.3 摩擦力
复杂
不是基本力
近似、经验定律
耗散
减少还是增加?
工业和技术 摩擦学(Tribology)
基本研究 (de Gennes)
沙堆模型 自组织• 表面 (氧化) 膜 • 污染 • 温度
• 非惯性系: 牛顿运动定律不适用的参考系。例 如相对地面作加速运动的车厢则是非惯性系。
力学相对性原理
vvu a a
在所有惯性系中，牛顿运动定律都是 等价的。 在一惯性系内部所作的任何力学 实验，都不能确定该惯性系相对于其他惯 性系是否在运动。这个原理叫做力学相对 性原理或伽利略相对性原理。
FFi ma
二章节牛顿运动定律
质点运动状态变化的加速度是与作用在质点上的力有关的，这 部分内容就是属于牛顿定律的范围。本章将概括的阐述牛顿定 律的内容及其在质点运动方面的初步应用。
2-1 牛顿运动三定律 2-2 单位制和量纲 2-3 力学中常见的三种力的特性 2-4 牛顿定律的应用 2-5 惯性系与非惯性系
基本物理量是通过测量来定义的 (操作 性定义 )
Fma0 ma
Fi 称为惯性力
惯性力是在非惯性系中物体所受到的一 种力，它是由于非惯性系本身的加速运动 所引起的。惯性力不同于物体间相互作用 所产生的力，它没有施力者，当然也不存 在反作用力。
失重 在自由下落的电梯中
P(mggmia) 0
当
mgmi g a
引力可以被抵消
我们无法区别 • 引力和惯性力 • 引力场和加速参考系
等价性原理
广义相对论
牛顿（Issac Newton，1643-1727），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，其中含有牛顿三条运 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。
2-4 牛顿定律的应用
例3,例5,例8
2-5 惯性系与非惯性系
• 在运动学中，研究物体的运动可任选参考系， • 在动力学中，应用牛顿运动定律研究物体的运
动时，参考系还能不能任意选择呢？
牛顿运动定律是否 对任意参考系都适 用呢？
牛顿运动定律不是对任意的参考系都适用的。
• 惯性系: 适用牛顿运动定律的参考系。例如地 面以及相对地面作匀速直线运动的车厢，都是 惯性系。
力学量 ~ LMT
e.g.
dim 速度 ~ L1T–1
量纲
? 单位
2-3 力学中常见的三种力的特性
2.3.1 万有引力 F G m1m2 r2
G=6. 67×10-11N·m2·kg-2
通常把地球对地面附近物体的万有引力叫做重力 P,
其方向通常是指向地球中心的。重力的大小又叫重量。在重力
g P 的作用下，物体具有的加速度叫重力加速度