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《大学物理学(上册)第2章牛顿运动定律》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、第2章牛顿运动定律本章内容2.1牛顿定律2.2力学中常见的几种力2.3牛顿定律的应用2.4惯性与非惯性系他在1687年7月5日发表的《自然哲学的数学原理》（PhilosophiaeNaturalisPrincipiaMathematica）里提出的万有引力定律以及他的牛顿运动定律是经典力学的基石.牛顿还和莱布尼茨各自独立地发明了微积分.牛顿被誉为人类历史上最伟大的科学家之一.他的万有引力定律在人类历史上第一次把天上的运动和地上的运动统一起来,为日心说提供了有力的理论支持,使得自然科学的研究最终挣
2、脱了宗教的枷锁.牛顿发现了太阳光的颜色构成,还制作了世界上第一架反射望远镜.牛顿1642-1727伊萨克·牛顿爵士（SirIsaacNewton，1642年12月25日—1727年3月20日）,数学家、科学家和哲学家,同时是英国当时炼金术的热衷者.2.1牛顿定律牛顿运动定律的重要性NatureandNature'slawslayhidinnight;Godsaid,LetNewtonbe!Andallwaslight.—AlexanderPope自然和自然规律笼罩在一片黑暗之中,上帝说,让牛顿出
3、世吧！于是,一切都变得明朗了.—亚历山大·蒲柏亚历山大·蒲柏牛顿运动定律、万有引力定律和数学微积分方法第一次对大量物理现象作出了统一的定量的解释.如如:themotionofspinningbodies,流体运动;抛体运动;motiononaninclinedplane;钟摆运动;潮汐;月亮和行星轨道.液体粘性空气漩涡抛体运动潮汐单摆太阳系牛顿从其第二、第三定律导出的一个推论——动量守恒定律是第一个被发现的守恒定律.牛顿定律经历了200多年的实验和观察验证.他描述的宇宙万物运动的尺度远远超过了我
4、们所能精确测量的范围.根据经验,在速度低于光速三分之一的情况下,牛顿运动定律是完全成立的.速度再大时,误差将变得比较大而不能忽略.1916年,爱因斯坦的相对论扩展了我们所能预言的尺度.但在低速情况下,相对论模型就简化为经典模型.也就是:2.1.1牛顿第一定律任何物体都将保持静止或匀速直线运动的状态,直到作用在它上面的力迫使它改变这种状态为止,其数学表达式为2.说明（1）牛顿第一定律明确了力的概念。亚里士多德认为：物体处于静止是自然的,而运动是需要原因的.这是很容易思考和观察的.但伽里略的理论认为
5、：如果物体自由的话,它将以一定的速度（可以也可不为零）匀速运动.牛顿继承和发展了伽里略的思想,用第一定律对力作出了明确的定义——物体的运动并不需要力去维持,只有当物体的运动状态（速度）发生变化即产生加速度时,才需力的作用.1.内容（3）定义了一种特殊的参考系——惯性系.（2）牛顿第一定律指出了物体具有惯性.物体在不受外力作用时,将保持静止状态或匀速直线运动状态.可见,物体保持原来运动状态不变的特性,是物体固有的,这种特性称为物体的惯性(inertia).因此牛顿第一定律又称为惯性定律.一个不受力
6、作用的物体或处于受力平衡状态下的物体,将保持其静止或匀速直线运动的状态不变.这样的参考系叫惯性参考系.惯性轮在研究行星等天体的运动时,常选“日心-恒星坐标系”,以太阳中心为原点,坐标轴指向其他恒星的惯性参考系.第一定律本质上是一个假说,不能直接用实验来验证.在研究人造地球卫星的运动时,常选“地心-恒星坐标系”,以地心为原点,坐标轴指向其他恒星的惯性参考系.举例：（4）科学假设2.1.2牛顿第二定律1.内容动量为的物体,在合外力的作用下,其动量随时间的变化率应当等于作用于物体的合外力.这就是牛顿第
7、二定律的普遍表达式,现代物理学已断定,对于低速运动（)的物体,m为常量.故上式可改写为（1）牛顿第二定律只适用于质点的运动.（2）力和加速度都是矢量,即有大小又有方向,因此上式是矢量关系.当几个外力同时作用于一个物体时,其合外力所产生的加速度,等于各个力单独作用时所产生加速度的矢量和,这就是力的叠加原理.2.说明上述方程中等号右边第一项m是一个比例系数,它反映了一个物体运动状态被改变的难易程度的大小;第二项反映的是物体运动状态的改变量的大小.同样的力作用在物体上,第二项越小,则m越大,说明物体的
8、运动状态不易被改变,也就是物体的惯性越大.反之亦然.所以m是物体惯性大小的一个量度,它反映了物体本身的一个基本特性.这一特性被牛顿定义为质量,也叫惯性质量.（3）牛顿第二定律首次提出质量（mass）的概念.（4）牛顿第二定律是一个瞬时关系:物体一旦受到外力作用,立即产生相应的加速度;改变外力,加速度相应变化;一旦（6）分量形式：直角坐标自然坐标（7）第二定律背后的物理意义是重要的,它暗示了物体通过交换动量来进行相互作用,而这一交换是借助于力来完成的.它和第三定律一起,揭示了动量守恒定律.（8）牛
