運(yùn)動(dòng)三定律和常見(jiàn)的幾種力

牛頓運(yùn)動(dòng)定律第2章2.1牛頓運(yùn)動(dòng)三定律

2.2力學(xué)中常見(jiàn)的幾種力

2.3牛頓運(yùn)動(dòng)定律的應(yīng)用

2.4牛頓運(yùn)動(dòng)定律的適用范圍2.1牛頓運(yùn)動(dòng)三定律

2.2力學(xué)中常見(jiàn)的幾種力

2.3牛頓運(yùn)動(dòng)定律的應(yīng)用

2.4牛頓運(yùn)動(dòng)定律的適用范圍英格蘭物理學(xué)家、數(shù)學(xué)家、天文學(xué)家、自然哲學(xué)家和煉金術(shù)士牛頓是個(gè)虔誠(chéng)的基督教徒。艾薩克?牛頓IsaacNewton被懷疑患有亞斯伯格癥候群《流數(shù)法》（MethodofFluxions，1671）《物體在軌道中之運(yùn)動(dòng)》（DeMotuCorporuminGyrum，1684）《自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理》（PhilosophiaeNaturalisPrincipiaMathematica，1687）《光學(xué)》（Opticks，1704）《廣義算術(shù)》（ArithmeticaUniversalis，1707）1669年發(fā)現(xiàn)了二項(xiàng)式定理1672年發(fā)表了三棱鏡實(shí)驗(yàn)的結(jié)果1680年前后提出萬(wàn)有引力理論牛頓的生平1643年1月4日－1727年3月31日牛頓出生的房子，位于英格蘭林肯郡威斯敏斯特修道院WestminsterAbbey又叫西敏寺，倫敦世界遺產(chǎn)AllPicturesaretakenfromWikipedia-6-《光學(xué)》（1704）《自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理》（1687）AllPicturesaretakenfromWikipedia1665年，正當(dāng)牛頓在劍橋大學(xué)完成了學(xué)士課程之際，歐洲蔓延著恐怖的鼠疫，于是牛頓便回故鄉(xiāng)了。在鄉(xiāng)間，牛頓利用自制的三稜鏡分析出太陽(yáng)光的七種色彩，并發(fā)現(xiàn)了各單色光的曲折率的差異。但奇怪的是牛頓對(duì)這非凡的發(fā)現(xiàn)三緘其口。原來(lái)他自知當(dāng)時(shí)只不過(guò)是一個(gè)大學(xué)生，如果公開(kāi)一個(gè)如此革命性的發(fā)現(xiàn)必然會(huì)觸怒教授。結(jié)果五年以后，當(dāng)他晉升為教授才把昔日的發(fā)現(xiàn)公諸于世。-7-Natureandnature'slawslayhidinnight;Godsaid“LetNewtonbe”andallwaslight.牛頓之墓"IdonotknowwhatImayappeartotheworld;buttomyselfIseemtohavebeenonlylikeaboyplayingontheseashore,anddivertingmyselfnowandtheninfindingasmootherpebbleorprettiershellthanordinary,whilethegreatoceanoftruthlayallundiscoveredbeforeme.” --IsaacNewton―AlexanderPopeItdidnotlast;

theDevil,howling,“Ho,letEinsteinbe!”restoredthestatus

quo.

―J.C.SquireAllPicturesaretakenfromWikipediaAllPicturesaretakenfromWikipedia1682年，

牛頓寫(xiě)給威廉·萊布尼茨的一封信。萊布尼茨的注語(yǔ)"ANewTheoryofVision"牛頓運(yùn)動(dòng)定律第一定律（慣性定律）外力F=0加速度a=0靜止的物體保持靜止v=0運(yùn)動(dòng)的物體勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)v≠0任何物體都要保持其靜止或勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，直到外力迫使它改變運(yùn)動(dòng)狀態(tài)為止。力是改變運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因。牛頓第一定律是理想化抽象思維的產(chǎn)物，不能用實(shí)驗(yàn)嚴(yán)格驗(yàn)證；牛頓定律僅適用于慣性系。慣性參照系：在一個(gè)參考系觀察，一個(gè)不受力作用或處于平衡狀態(tài)的物體，將保持靜止或勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的狀態(tài)，這個(gè)參考系叫慣性參照系（簡(jiǎn)稱(chēng)慣性系）。實(shí)驗(yàn)表明：地球是一近似程度很高的慣性系物體所具有的這種性質(zhì)稱(chēng)之為慣性；這種特性跟物體的質(zhì)量有關(guān)（牛頓第二定律）。牛頓第二定律物體受到外力作用時(shí)，它所獲得的加速度的大小與外力的大小成正比，并與物體的質(zhì)量成反比，加速度的方向與外力的方向相同。只適用于質(zhì)量為常量的低速的慣性參照系這不是牛頓的原始表述牛頓第二定律的微分形式某時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)動(dòng)量對(duì)時(shí)間的變化率等于該時(shí)刻作用在質(zhì)點(diǎn)上所有力的合力。牛頓第二定律的微分形式相對(duì)論力學(xué)中，質(zhì)量m是個(gè)變量。力的疊加原理:當(dāng)幾個(gè)外力同時(shí)作用于物體時(shí),其合外力所產(chǎn)生的加速度與每個(gè)外力所產(chǎn)生的加速度的矢量和是一樣的。

數(shù)學(xué)上可以歸結(jié)到線(xiàn)性代數(shù)的知識(shí)。力是矢量，而矢量的運(yùn)算滿(mǎn)足線(xiàn)性空間的運(yùn)算法則。在直角坐標(biāo)系中將力和速度加速度寫(xiě)出分量形式16在自然坐標(biāo)系中P為P點(diǎn)處曲線(xiàn)的曲率半徑。牛頓第三定律吸引排斥作用力反作用力大小相等方向相反作用在兩個(gè)物體上作用力&反作用力

≠平衡力例題在光滑的水平桌面上放置著Ａ和B兩物體（A和B靠在一起），其質(zhì)量分別為mA=6kg，mB=4kg。在物體A上作用一水平向右的推力F=10N，試求兩物體的加速度及物體A對(duì)物體B的作用力。根據(jù)牛頓第二定律（1）（2）解：分別取物體A和物體B為研究對(duì)象。根據(jù)牛頓第三定律（3）解式（1）、（2）和（3）可得代入已知數(shù)據(jù)，得2.1牛頓運(yùn)動(dòng)三定律

2.2力學(xué)中常見(jiàn)的幾種力

2.3牛頓運(yùn)動(dòng)定律的應(yīng)用

2.4牛頓運(yùn)動(dòng)定律的適用范圍萬(wàn)有引力-22-矢量表示：?jiǎn)挝皇噶课闋査顾髌涨f園劍橋大學(xué)的三一學(xué)院[trinitycollege]

重力是地球引力沿豎直方向的分量引力質(zhì)量萬(wàn)有引力定律定義的質(zhì)量慣性質(zhì)量牛頓第二定律定義的質(zhì)量忽略地球自轉(zhuǎn)：DOC重力：在地球表面的物體，受到地球的吸引而使物體受到的力。彈性力-24-

兩個(gè)宏觀物體接觸且發(fā)生微小形變時(shí),形變的物體對(duì)與之接觸的物體產(chǎn)生的作用力,叫彈性力。彈簧的彈力彈性限度內(nèi)，以彈簧原長(zhǎng)端點(diǎn)O為坐標(biāo)原點(diǎn)建立坐標(biāo)系

x摩擦力靜摩擦力-26-當(dāng)兩相互接觸的物體彼此之間保持相對(duì)靜止，且沿接觸面有相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)時(shí)，在接觸面之間會(huì)產(chǎn)生一對(duì)阻止上述運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的力，稱(chēng)為靜摩擦力。μ0--靜摩擦系數(shù)兩物體相互接觸，并相對(duì)滑動(dòng)時(shí)，在兩物體接觸處出現(xiàn)的相互作用力，稱(chēng)為滑動(dòng)摩擦力?；瑒?dòng)摩擦力μ

--滑動(dòng)摩擦系數(shù)μ<μ0

<1摩擦力均與相對(duì)運(yùn)動(dòng)（趨勢(shì)）方向相反例題

一物體置于水平面上，物體與平面之間的滑動(dòng)摩擦系數(shù)為μ，如圖(a)。試求作用于物體上的拉力F與水平面之間的夾角θ為多大時(shí)，該力能使物體獲得最大的加速度？解建立如圖的直角坐標(biāo)系，根據(jù)牛頓第二定律，有yxx:y:此外，有解上面三式，得即

要使加速度最大，有流體阻力當(dāng)物體穿過(guò)液體或氣體運(yùn)動(dòng)時(shí),會(huì)受到流體阻力。

(1)當(dāng)物體速度不太大時(shí),流體為層流,阻力主要由流體的粘滯性產(chǎn)生。(2)當(dāng)物體速率超過(guò)某限度時(shí)（低于聲速）,流體出現(xiàn)旋渦,這時(shí)流體阻力與物體速率的平方成正比。(3)當(dāng)物體與流體的相對(duì)速度提高到接近空氣中的聲速時(shí),這時(shí)流體阻力將迅速增大。四種基本相互作用力